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称重信号数字化模块设计

来源:网络转载更新时间:2020-08-10 11:03:39点击次数:2408次

称重信号数字化模块能够在现场将感应器信号数字化,并根据RS485插口将重量以通信系统方法长距离传送。其传送合乎ModBus协议书,能够便捷地连接自动控制系统、电子计算机和PLC等。

电源电路基础构造图

1电源电路基础构造
如图所示1,电源电路包含信号变大、D/A变换、单片机设计、通信插口和电路几部分。变大和变换采用AnalogDevices的低噪音高精密放大仪AD8655与CirrusLogic便宜的20位△/!模数转换器CS5513的配搭组成。信号解决选用RISC单片机设计AT90S2313,其內部包括E2PROM,可用以储存称重校正指数、上低限基准点等內容。模块选用MAX1487E通讯插口集成ic传送数据,此集成ic有ESD维护电源电路,抗干扰性强,通信间距达到数km。
2运算放大器设计方案
现阶段的电子器件称重设备大多数应用电阻器应变力桥式感应器,其关键是由电阻器应变计(电阻应变片)组成的电桥电路,这类感应器具备低成本、高精度且溫度可靠性好的特性。但其检验基本原理决策此类感应器输出电压低,要历经差分信号运算放大器变大数百倍才可以用以"/D变换。
设电桥电路的2个輸出端在沒有联接解决电源电路时的工作电压各自为e%和e2。因为运放电路键入端"虚短”效用,在三极管放大器的功效下,反相键入端工作电压峭,但在进到衰减系数地区时非常容易产生震荡,在运用中最好是设计方案成"米尔沃兹”特点。
3称重信号的手机软件解决
单片机设计承担接受来源于A/D转化器的数据信号,并对信号开展数字滤波,另外回应服务器查寻,将称重值提交并警报輸出。
頻率转化器转化成相对的单脉冲頻率。輸出波形或三角波的頻率彻底由光辐照度决策,可程序控制调节敏感度及满度的輸出頻率。屏幕分辨率极高,不会受到外场元器件危害,能够立即与微处理器联接,基本上不必外场元器件。图2为TSL230B与AT89C51的联接。
s0、为敏感度操纵端,事实上是根据更改集成ic上边的光感应对话框的总面积来更改敏感度;2、#3为满量程挑选端;OUT为頻率信号輸出,进到单片机设计的捕捉输入,程序流程中挑选上升沿捕捉合理,根据测算2次捕捉時间内电子计数器的
标值差,便能够测算輸出頻率值。图3所显示为頻率/辐照度关联曲线图,进而获得透光性量。

 

输出频率/辐照度曲线图

选用K型热电偶做为温度测量元器件。Maxim企业发布的MAX6675能将热电阻温度测量运用时繁杂的线性化、冷端赔偿及数字化輸出等难题集中化在一个集成ic上处理,简单化了将热电阻温度测量计划方案运用于嵌入式操作系统时繁杂的硬件软件设计方案,因此该元器件是将热电阻温度测量运用于嵌入式操作系统行业的理想化挑选。系统软件选用MAX6675集成ic做为热电阻放大仪与数字转换器。该元器件是一繁杂的片式热电阻数字转换器,內部具备信号调整放大、12位的仿真模拟/数字转换、冷端赔偿(里接第63页)值),这时Xk暂未存进滤波器序列。当持续出現一定总数那样的值时,表明净重的确发生了转变,才可以将存进滤波器序列。程序流程的主流程和滤波算法步骤见图2,Cmax为电子计数器上限制值。
4结果
有效设计方案和应用运算放大器及A/D转化器能够省掉运算放大器和A/D转化器的负开关电源,运算放大器的输入工作电压贴近于电源电压的1/2,运算放大器的工作中点有效。与应用仪表放大器或选用内嵌放大器的A/D转化器相传感和校准、数据控制板、一个SPI适配插口和一个有关的逻辑性操纵。MAX6675选用规范的SPI串行通信外接设备系统总线与MCU插口,且MAX6675只有做为从机器设备。因为AT89C51不具有SPI系统总线插口,故选用仿真模拟SPI系统总线的方式 来完成与MAX6675的联接。在其中P1.5仿真模拟SPI的数据信息键入端SO,P1.6仿真模拟SPI的从机挑选端CS,P1.7仿真模拟SPI的串行通信数字时钟輸出端SCKo
在系统软件的软件开发中,选用模块化编程设计,有源程序、键盘显示汇编程序、溫度收集解决汇编程序、頻率/光照强度精确测量解决汇编程序、PWM操纵的程序控制提温汇编程序等模块。系统软件通电校准后实行源程序。用人机对换的方法,先显示信息"1”,表明工作中进到第一步。规定在这里步开展控温参量设置。设置后显示信息"2”,进到流程2,开展提温速度设置。随后进到流程3,能够开展作用实际操作了。这时候单片机设计查寻五个功能按键,即控温键、预测分析键、真测键、初熔溫度显示信息键和终熔溫度显示信息键,按在其中随意一键,单片机设计立即执行该键程序处理。
系统软件关键性能指标以下:
1) 温度测量范畴室内温度~350°C
2) 温度测量屏幕分辨率0.1C
3) 温度测量精密度0.2C
4) 升温速度挑选0.2°C/min、0.5°C/min、1°C/min、2°C/min、5°C/mino
5结语
该检测仪关键由AT89C51单片机设计、光频转化器TSL230B、热电阻及热电阻变大与数字转换器MAX6675等电源电路构成,构造简易,手机软件实际操作便捷,检测高精度。经检测该仪器设备能够非常好地用以有机物溶点的全自动自动测量。
使模块輸出值更为平稳靠谱,更适用工业生产当场的极端标准规定。

 

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(此文关键词:称重信号数字化模块,称重信号变送器,称重数字式显示仪表,称重数字仪表,称重模块控制器)
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