1.引言
称重实质上是获取被测质量信息的方法。近年来,随着微型计算机技术和嵌入式系统的迅速发展,对称重仪表的数字化要求越来越高，然而当前称重仪表由于数字电路和模拟技术的发展水平较低,结构复杂并且操作繁琐，在市场的应用也显得尤为滞后，所以为了满足当前市场的实际需求.本设计利用新技术以STC89C52单片机为:t体.结合称重传感.微计算机、网络通讯.防护密封等技术实现了称重系统的操作自动化、白诊断与IT测试、数据处理、人机对话等功能。
2.系统自校准数据采集电路与算法
称車数据采集电路设计的合理性是保证整个称重系统精度、灵敏度以及可靠性的关键'一本系统针对数据釆样率、分辨率、数字信号处理速度、抗干扰能力等许多技术指标的精心设计，采集电路主要由等臂全桥差动电阻电路、三运放仪表放大电路以及MAXI11A/D转换芯片等几部分组成，如图1所示。
在图1电路中，由于等臂全桥差动电阻电路具有线性关系,则其输出电压U^U罕-，根据电阻应变片的灵敏度K=響-，则称重传感器输出电压U砰KeU,(e为电阻应变片的纵向应变)。又因为，对于相同材质的电阻应变片经过伸缩后，有b牛，詈=半，即等臂全桥差动电路组成的称重传感器输出电压
Uk*KU    (1)
K为彖重传感器的灵敏度,G为称重传感器的满量程值,U为传感器工作电床,Gx为被测重量值。
由于称重传感器的输出电压与三运放仪表放大器的反相和同相输人端相连接，并且本设计系统设定电阻R：=R”R3=R4,R铲凡,使三运放仪表放大器在结构上具有对称性，且输出电压
UU1+帶膏    (2)
比较式(1)与(；),夺知系统对被测重暈信号进行采集后，在仪表放大器输出端的输出电压为
岫(1+誹*)旨闾
又因为MAXI11A/D转换器的参考电压Vref=V1H7+-Vkt_=S
T=Rt+Rr+Rs
所以MAXI11A/D转换器最终输出数字读数为
Dat=10000^3L=10000(1+普X*X1+語+音修K(5)系统采用单一的+5V电源工作，充分利用MAX111转换器的0—L5V单端输入信号范围进行变换，实现了数据采集系统的14位转换结果。
3.系统硬件选用分析与工作原理
3.1硬件选用与分析
本设计采用STC89系列单片机89C52RC实现称重系统的数字存储、运算以及逻辑判断等功能，它不仅接受MAX111A/D转换器输出的数字信号、进行数据处理,而且输出重量显示数据并进行报警等自动控制.所以它是整个数字化称重仪表的核心部件。设计系统为r消除共模输入电斥、温漂和时漂以及系统本身的非线性等带来的系统误差.充分利用了等臂全桥差动电阻应变式称重传感器的称量响应速度快、性能稳定可靠、灵敏度高、线性度好等特点、标准三运放仪表放大器的对称性结构以及MAX111转换器的内部自动校准功能，在很大程度上提高了称車系统数据采集精度与灵敏度.另外,为了便于工作人员能及时对称車系统实施整体控制，设计系统采用液品显示器进行数据显示和声光报警装置进行超载报警，充分发挥r液晶显示器匸作电压低、功耗小、分辨率高等特性和声光报警装置对称重仪表的良好保护性能。
3.2系统丁作原理
在紊保硬件设it中，根据称重系统的规模大小、控制功能及复杂程度、实时响应速度等指标，硬件设计系统上要由等臂全桥差动电路组成的电阻应变式称重传感器,三运放仪表放大器、MAX111A/D转换器、STC89C52单片机、4x4矩阵键盘、串行液晶显示器、声光报警器等几部分组成，称重系统结构原理框图如图2所示。

图2系统结构原理框图
系统工作原理为载荷作用在工作电源激励下的电阻应变式称重传感器上，经称重传感器检测变换为与质量成比例的电信号，该信号首先经三运放仪表放大器放大，然后通过MAXI11A/D转换器转换成数字信号后进入STC89C52单片机，由单片机软件自动调节控制，同时将处理后的称鼠数据送至液晶显示单元进行显示。在称重过程中一旦遇到超载等故障,由单片机软件自动判断故障，并进行相应的声光报警处理。

4.系统软件设计

在实际称重控制系统中，系统能否正常可靠地工作，除了硬件的合理设计外，还与功能完善的软件设计是分不开的,系统软件设计主要是基于结构化程序设计的思想,采用模块化设计.对系统每个子程序模块单独进行设计、调试,从而满足了实时称重和数据处理的要求。另外，本设计系统采用C51语言进行软件编程,因为它是种结构化语言，具有代码效率高、可移植性强、库函数丰富、可直接操作硬件资源和实时性强等特点。设计程序主要由主程序、称重数据采集程序、键盘处理程序、称重数据处理程序、比较与超载报警程序、称重数据显示程序等几部分组成，称重系统软件主程序流程图如图3所示。
(1)主程序主要完成称重系统的初始化、初始化自诊断、显示及键盘扫描等功能，
称重数据采集程序主要完成对称重传感器信号的釆集、放大以及A/D转换等功能.
（3）称重数据处理程序主要运用一定的数学模型对采集数据进行计算,最终得到被测物的真实重量值（由微处理器完成）。
（4）键盘处理程序主要完成键盘信号的输入、重量参数设定、重量数据核定等功能C,
（5）比较与超载报警程序主要对被测物的真实重量与系统设定的最大重量值进行比较，对超载重量数据进行声光报警C
（6）称重数据显示程序主要完成对被测物重量数据进行显示，便于工作人员能及时对称重系统实施整体控制。
5.结论
研制与开发一台在性能上实现高速率、高灵敏度、高准确性、高可靠性的综合性称重仪表是一项复杂的技术工作，本设计系统在称8:上实现了自动称量、在线称量、综合称量等功能，在数据处理上实现了系不稳定的。当两漩涡列之间的距离h和同列的两漩涡之间的距离L之比能满足h/L=0.281时，所产生的非对称漩涡列才能达到稳定,像这样的漩涡涡列称为卡曼涡列。

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