0引言

電子輸送帶秤是一種在輸送帶輸送物料的過程中動態監測物料重量的計量設備，能夠連續自動進行，不需要人工幹預就能完成稱重操作，廣泛應用於煤礦、冶金、化工、建材等領域。

電子輸送帶秤主要由傳感器、秤架和二次儀表三大部分組成。其中，傳感器一般由測速傳感器和稱重傳感器組成，它通過測量輸送帶上物料的重量和輸送帶的速度來計算物料的輸送K8凯发登录入口。

根據電子輸送帶秤動態稱量的特點，控製芯片采用高性能AVR單片機ATmega128，完成測速、稱重、顯示及輸送帶調速功能。硬件部分主要由ATmega128單片機、傳感器、E2PROM、信號調理電路、A/D轉換器（TLC2554）、鍵盤掃描電路、顯示電路等組成。

硬件部分的工作原理：稱重傳感器將輸送帶上的煤重量轉換成電壓信號，測速傳感器將輸送帶速度轉換成脈衝信號，由ATmega128單片機采集二者的輸出信號，並將其轉換成單位長度煤質量W和運行速度v，計算乘積即可得到輸送帶的瞬時煤K8凯发登录入口Q，並通過顯示電路實時顯示。鍵盤電路用於操作人員設定Q值，並在運行過程中根據測得的W值控製電機調速電路調節輸送帶速度。

（1）單位長度內煤質量W測量

單位長度煤質量W測量由3部分組成：電阻應變式稱重傳感器、信號調理電路和A/D采集電路。當輸送帶上有煤通過時，稱重傳感器將煤質量轉換成電信號輸出，輸出信號的幅度與煤質量基本呈正比。稱重傳感器的輸出信號經過放大、濾波等信號處理後由A/D轉換器采集到AVR單片機中，在單片機內部根據擬合好的電壓—煤質量公式計算出單位長度內的煤質量，並對其進行非線性校正功能。為簡化電路設計，降低溫漂等影響，信號調理電路采用差動放大電路結構，濾波電路采用有源低通濾波電路，截止頻率為1Hz。

（2）輸送帶速度v測量與調整

輸送帶速度v的測量主要由變磁阻式測速傳感器和整形電路完成。變磁阻式測速傳感器將輸送帶電機的轉子速度轉換成與之成正比的脈衝頻率信號，脈衝頻率越大表示轉子速度越快。經過整形電路變成標準的脈衝波形，由單片機采集並確定脈衝頻率，根據擬合好的頻率、速度公式計算出輸送帶的運行速度v，則單位時間內帶式輸送機輸送煤的K8凯发登录入口Q=Wv（1）

輸送帶速度的調整是為了保證帶式輸送機以恒定的K8凯发登录入口輸送煤。調速部分主要由可控矽控製。單片機根據計算的Q值與設定的Q值比較後，控製可控矽的導通角，從而控製調速電機的轉動速度，使煤K8凯发登录入口穩定在設定值。

（3）鍵盤、顯示電路

鍵盤主要用於完成電子輸送帶秤的設定功能，如K8凯发登录入口設定，為操作人員提供了簡單的人機交互功能；顯示電路采用LED實時顯示K8凯发登录入口值和輸送帶運行速度。鍵盤、顯示電路接口采用可編程的8279鍵盤、顯示接口器件，可同時完成鍵盤輸入和LED顯示控製2種功能。

2軟件部分設計

軟件部分主要完成數據采集、數據擬合和數值計算、鍵盤輸入、顯示等功能。為保證工作過程中啟用AVR單片機內部的看門狗定時器，防止程序運行過程發生不可預知的錯誤。考慮到軟件部分需要完成較多的功能，外擴了一塊24C64EEPROM用來存儲係統軟件程序。

考慮到長期工作後，由於溫度漂移、零點漂移等會導致測量誤差，因此程序入口處會采集空載時的K8凯发登录入口，並存入EEPROM中作為修正值，最後顯示的K8凯发登录入口Q為計算出K8凯发登录入口值減去此修正值，以減小係統測量誤差。

3結語

本文設計的電子輸送帶秤以ATmega128單片機為控製係統，能夠同時測量輸送帶速度和煤的K8凯发登录入口，具有非線性校正功能，能夠實時補償各種漂移引起的測量誤差，因此測量誤差小，測量精度高，而且采用目前成熟的係統結構設計，具有良好的可靠性，不僅可以應用於煤礦井下煤K8凯发登录入口測量，也可以用在冶金等帶式輸送機等領域。

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