电子称的简介

1.1电子称的简介称重仪是电子衡器的一种，电子衡器是自动化称重控制和贸易计量的重要手段，对加强企业管理、严格生产、贸易结算、交通运输、港II计量和科学研究都起到了重要作用。电子衡器具有反应速度快、测量范闱广、应用面广、结构简单、使用操作方便、信号远传便于计算机控制等特点，被广泛应用于煤炭、石油、化工、电力、轻工、冶金、矿山、交通运输、港II建筑机械制造和国防等各个领域。在工业现场和环境中干扰源是各种各样的，如噪音干扰、工频干扰等，抗工频干扰能力成为衡量电子衡器性能的重要指标。为了具备这一性能，市场上的电子衡器的电路普遍较复杂，相对地，成本也较高。而本产品电路简单，成本低，抗工频干扰强，具有很好的推广价值。1-2电子称的发展趋势电子秤的发展过程与其它事物一样，也经历了由简单到复杂、由粗糙到精密、由机械到机电结合再到全电子化、由单一功能到多功能的过程。近年来，电子秤已愈来愈多地参与到数据处理和过程控制中。现代称重技术和数据系统已经成为工艺技术、储运技术、预包装技术、收货业务及商业销信领域中不可缺少的组成部分。随着称重传感器各项性能的不断突破，为电子秤的发展奠定了其础，国外如美国、西欧等一些国家在20世纪60年代就出现了01%称量准确度的电子秤，并在70年代中期约对75%的机械秤进行了机电结合式的电子化改造。随着自动化测试技术的发展，传统的称重系统在功能、精度、性价比等方面已难以满足人们的需要，尤其在智能化、便捷式、对微小质量的测量方面更显得力不从心。50年代中期电子技术的渗入推动了衡器制造业的发展。60年代初期出现机电结合式电子衡器以来，经过40多年的不断改进与完善，我国电子衡器从最初的机电结合型发展到现在的全电子型和数字智能型。我国电子衡器的技术装备和检测试验手段基本达到国际90年代中期的水平，少数产品的技术已处于国际领先水平。国内的电子秤市场中,1009左右量程的电子秤精度一般为0019即10mg。在研究方法上，电子称重系统的工作原理一般是将作用在承载器上的质量或力的人小，通过压力传感器转换为电信号,并通过控制电路来处理该电信号。电子衡器制造技术及应用得到了新发展。电子称重技术从静态称重向动态称重发展：计量方法从模拟测量向数字测量发展：测量特点从单参数测量向多参数测量发展，特别是对快速称重和动态称重的研究与应用。在国际上，一些发达国家在电子称重力一面已经达到了较高的水平。特别是在准确度和町靠性等方面有了很人的提高。在称重传感器方面，国外电子秤产品的品种和结构又有创新，技术功能和应用范I制不断扩大，成果举例如卞：（1）美国Revere公司研制出PUS型具有大气压力补偿功能的拉压两用的称重传感器，用于高准确度检验平台，称重平台，准确度可达5000do（2）德国HBM公司研制成功C2A、C16A两种不同结构的l-100t具有耐压外壳保护的防爆称重传感器,其防爆性能符合欧洲EN50014和EN50018d级标准。（3）美国斯凯梅公司研制出新一代高准确度不锈钢F60x系列5-5000kg称重传感器,准确度6000dQ用于湿度人，腐蚀性强的坏境中，而且防水。（4）德国塞特内尔公司研制出以被青铜为弹性体材料，快速称重用200型称重传感器。其特点是线性好，固有频率高，动态响应快。独创油阻尼装置与过载保护装置一体化，保证称量时速度快，工作寿命长。组装3—30kg电子平台秤，准确度可达4000do但就总体而言，我国电子衡器产品的数量和质量与工业发达国家相比还有较人差距，其主要差距是技术与工艺不够先进、工艺装备与测试仪表老化、开发能力不足、产品的品种规格较少、功能不全、稳定性和可靠性较差等。1.3设计总体思路目前，台式电子秤在商业贸易中的使用已相当普遍，但存在较人的局限性：体枳人、成本高、需要工频交流电源供应、携带不便、应用场所受到制约。现有的便携秤为杆秤或以弹簧、拉伸变形来实现计量的弹簧秤，居民用户使用的基本是杆秤。弹簧盘秤制造工艺要求较高，弹簧的疲劳问题无法彻底解决，一旦超过弹簧弹性限度，弹簧秤就会产生很大误差，以至损坏，影响到称重的准确性和可靠性，只是一种暂时的代用品,也被列入逐渐取消的行列。微控制器技术、传感器技术的发展和计算机技术的广泛应用，电子产品的更新速度达到了口新月异的地步。本系统在设计过程中，除了能实现系统的基本功能外，还增加了打印和通讯功能，可以实现和其他机器或设备（包括上位PC机和数据存储设备）交换数据.除此之外，系统的微控制器部分选择了兼容性比较好的AT89系列单片机，在系统更新换代的时候，只需要增加很少的硬件电路，甚至仅仅删改系统控制程序就能够实现。另外由于实际应用当中，称可以有一定量的过载，但不能超出要求的范闱，为此我们还设计了过载提示和声光报警功能。综上所述，本课题的主要设计思路是：利用压力传感器采集因压力变化产生的电压信号，经过电压放大电路放人，然后再经过模数转换器转换为数字信号，最后把数字信号送入单片机。单片机经过相应的处理后，得出当前所称物品的重量及总额，然后再显示出来。此外，还可通过键盘设定所称物品的价格。主要技术指标为：称量范闱0〜5kg,分度值0 度等级III级，电源DC1.5V（一节5号电池供电）。这种高精度智能电子秤体积小、计量准确、携带方便，集质量称量功能与价格计算功能于一体，能够满足商业贸易和居民家庭的使用需求。1.3设计总体思路目前，台式电子秤在商业贸易中的使用已相当普遍，但存在较人的局限性：体枳人、成本高、需要工频交流电源供应、携带不便、应用场所受到制约。现有的便携秤为杆秤或以弹簧、拉伸变形来实现计量的弹簧秤，居民用户使用的基本是杆秤。弹簧盘秤制造工艺要求较高，弹簧的疲劳问题无法彻底解决，一旦超过弹簧弹性限度，弹簧秤就会产生很人误差，以至损坏，影响到称重的准确性和可靠性，只是一种暂时的代用品,也被列入逐渐取消的行列。微控制器技术、传感器技术的发展和计算机技术的广泛应用，电子产品的更新速度达到了口新月异的地步。本系统在设计过程中，除了能实现系统的基本功能外，还增加了打印和通讯功能，可以实现和其他机器或设备（包括上位pc机和数据存储设备）交换数据.除此之外，系统的微控制器部分选择了兼容性比较好的AT89系列单片机，在系统更新换代的时候，只需要增加很少的硬件电路，甚至仅仅删改系统控制程序就能够实现。另外由于实际应用当中，称可以有一定量的过载，但不能超出要求的范闱，为此我们还设计了过载提示和声光报警功能。综上所述,本课题的主要设计思路是：利用压力传感器采集因压力变化产生的电压信号，经过电压放人电路放人，然后再经过模数转换器转换为数字信号，最后把数字信号送入单片机。单片机经过相应的处理后，得出当前所称物品的重量及总额，然后再显示出来。此外，还可通过键盘设定所称物品的价格。主要技术指标为：称量范I韦I0〜5kg,分度值OOlkg,精度等级II【级，电源DC1.5V（一节5号电池供电）。这种高精度智能电子秤体积小、计量准确、携带方便，集质量称量功能与价格计算功能于一体，能够满足商业贸易和居民家庭的使用需求一般说来，集成化仪用放人器具有很高的共模抑制比和输入阻抗，因而在传统的电路设计中都是把集成化仪器放人器作为前置放犬器。然而，绝人多数的集成化仪器放大器，特别是集成化仪器放大器，它们的共模抑制比与増益相关：增益越高，共模抑制比越人。而集成化仪器放犬器作为心电前置放人器时，由于极化电压的存在，前置放人器的増益只能在几十倍以内，这就使得集成化仪器放人器作为前置放人器时的共模抑制比不可能很高。有学者试图在前置放人器的输入端加上隔直电容（高通网络）来避免极化电压使高增益的前置放人器进入饱和状态，但由于信号源的内阻高，且两输入端不平衡，隔直电容（高通网络）使等共模干扰转变为差模干扰，结果适得其反,严重地损害了放人器的性能。为了实现信号的放人，设计电路如3-3所示：（1） 前级采用运放A1和A2组成并联型差动放犬器。理论上不难证明，在运算放人器为理想的情况下，并联型差动放人器的输入阻抗为无穷人，共模抑制比也为无穷人。更值得一提的是，在理论上并联型差动放人器的共模抑制比与电路的外闱电阻的精度和阻值无关。（2） 阻容耦合电路放在由并联型差动放人器构成的前级放人器和由仪器放人器构成的后级放人器之间，这样可为后级仪器放人器提高増益，进而提高电路的共模抑制比提供了条件。同时，由于前置放大器的输出阻抗很低，同时又釆用共模驱动技术，避免了阻容耦合电路中的阻、容元件参数不对称（匹配）导致的共模干扰转换成差模干扰的情况发生。（3） 后级电路采用廉价的仪器放人器，将双端信号转换为单端信号输出。由于阻容耦合电路的隔直作用，后级的仪器放人器可以做到很高的增益，进而得到很高的共模抑制比。从理论上计算整个电路的共模抑制比为：CMRrotai=CMRtXCMR2=弊x弊=舉XCMR2=AldXCM