機械秤雖結構簡單，但存在靈敏度低、精確度差、控製動作慢的缺點，機械誤差比較大。隨著電子及計算機技術的不斷發展，自動控製技術在稱重係統中的應用越來越多，已廣泛應用在糧食、化肥及輕工業等行業。其中一類稱重係統便是以陶瓷壓力傳感器為核心，所受壓力會直接作用在陶瓷膜片的前表麵，使膜片產生微小的形變，厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背麵，連接成一個惠斯通電橋，由於壓敏電阻的壓阻效應，使電橋產生一個與壓力成正比的高度線性、與激勵電壓成正比的電壓信號，進而傳輸給信號放大器。陶瓷壓力傳感器具有高彈性、抗腐蝕、抗磨損、抗衝擊和振動的優點，但其僅適用於液體、氣體環境中，不適用於本文涉及的乳粉稱重係統。
電子稱重在生產生活中扮演著重要角色，提高稱重係統的精準度，提高工作效率，降低能耗，對於促進工業發展具有重要意義。電子稱重係統在技術水平方麵的主要指標是準確度、穩定性和可靠性。目前已經廣泛應用於水果稱重分級、農牧業自動飼喂、地磅設計、工業原料定量稱重等領域，對提高工業自動化水平、保障居民生活水平有重要意義。
目前，物聯網等技術正在快速發展，電子稱重係統今後的一個重要發展方向就是與其相結合，構建各類智能的、無人的、通信的稱重係統，比如應用於地磅無人值守係統，有望進一步提高工作效率、降低原料消耗、節約人力成本、提高生活水平。
1稱重係統硬件
本設計擬采用電阻應變式傳感器，其核心是電阻應變片，利用金屬電阻絲在張力作用下伸長變細電阻增加的原理，即金屬電阻隨所受應變而變化的效應而製成。電阻應變式傳感器會將所受壓力轉換為電信號送入單片機進行分析，進而單片機對步進電機發出脈衝指令進行控製給料，實現乳粉的自動稱重係統設計。本自動稱重係統由稱重環節、單片機控製環節、給料環節三個部分組成。係統硬件組成如圖１所示。

１．１稱重模塊
本項目采用電阻應變式稱重原理的稱重傳感器進行係統測量分析，稱重傳感器接收到壓力信號轉化為電信號，傳給ＨＸ７１１Ａ／Ｄ轉化器，ＨＸ７１１Ａ／Ｄ轉化器將模擬信號轉化為數字信號。與同類型其它芯片相比，ＨＸ７１１Ａ／Ｄ具有集成度高、響應速度快、抗幹擾性強等優點，提高了係統性能和可靠性。
１．２單片機模塊
單片機控製模塊以ＡＴ８９Ｃ５２單片機為核心，其含８ｋ字節Ｆｌａｓｈ閃速存儲器、２５６字節內部ＲＡＭ、３２個I／Ｏ口線。數字信號經濾波器傳給單片機進行信號比較。
１．３給料模塊
本項目以５７ＨＳ２２步進電機為核心進行給料，給料環節分為快速給料環節（粗加工）和慢速給料環節（精加工），通過單片機判斷實際重量與預期重量差，通過改變步進電機轉速，改變加工方案。５７ＨＳ２２步進電機性能穩定、高效精準、高速響應，不丟步以實現接受單片機信號，調節自身轉速以達到對進給量的控製。
整個給料裝置如圖２所示，該裝置利用齒輪與鏈條齧合，實現進料推杆的往複運動，從而完成精確給料任務。電動機與齒輪相結合，通過電機的轉動帶動齒輪的轉動，由於齒輪並沒有全部帶齒，鏈條固定在上下板麵上，從而實現往複過程。當齒輪順時針轉動時，齒輪與上鏈條齧合，實現裝置向右運動，進行給料。當齒輪轉動到下部時，實現裝置向左運動，準備進行再次給料。乳粉被裝置送到下方承重傳感器上，實現乳粉的稱重過程。該裝置可以通過控製電動機的轉速，齒輪齒數量的多少來控製加工方式，實現精準給料。

2稱重係統軟件
本稱重係統軟件由３個分模塊構成，分別是主程序模塊、數據處理模塊、顯示模塊：
１）主程序模塊：主要進行係統和可編程芯片初始化以及對各模塊進行按需調用和管理。
２）數據處理模塊：主要進行數據采集和管理。
３）顯示模塊：對稱重結果進行實時顯示。
本稱重係統的整體程序流程如圖３所示。

3結束語
本文基於電阻應變式壓力傳感器、單片機和步進電機對袋裝乳粉自動稱重係統進行了硬件和軟件設計。硬件方麵，分析了稱重模塊、單片機模塊和給料模塊；軟件方麵，分析了主程序模塊、數據處理模塊和顯示模塊。本係統以單片機為核心，與步進電機進行通信，具有實時性和交互性的特點，可實現較高的測量精度和穩定性。

作者：魏子涵；薛曉東；潘曉東；林樹芃；陳晶；晁雪薇

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