隨著稱重技術尤其是動態(tài)稱重技術的發(fā)展,電子計數臺秤稱重儀的設計需要更好符合市場應用需求。
一、 儀表設計的綜合設計標準
稱重儀功能標準
1.*外部功能標準
1)數字顯示——顯示稱重結果(LED數碼管、VFD熒光數碼管或LCD
液晶板)
2)置零——使顯示的數字回到零點
3)去皮——去除皮重,顯示凈重。
4)數字標定(確定量程、分度值、小數點位數)
5)超載指示——zui大秤量超過9d不再顯示。
6)零點指示——當衡器在零點時,給出提示。
2. *的內部功能設計標準
1) 數據穩(wěn)定設置——對采樣數據進行濾波處理的強度設置
2) 零點跟蹤范圍選擇——根據使用情況對選擇不同的零點跟蹤 范圍
3. 可增加的外部功能設計標準
1) 累計——對每次稱重結果進行累計,并可以顯示累計結果。
2) 打印——可以輸出某種形式的打印命令和數據格式。
3) 通訊——通過串口輸出通訊命令與數據。
4) I/O輸入輸出——通過光隔離輸入外部的控制信號或輸出控制
信號,控制外設工作。
4. 可增加的內部功能標準
1) 儀表工作方式設置——選擇不同的工作方式,用于不同的工作目的。
2) A/D轉換速度設置——根據不同的使用場合需要,選擇不同的a/d 轉換速度.
3) 密碼設置——設置系統進入密碼,防止有人任意修改標定參數。
4) 打印方式設置——選擇不同的打印機驅動;打印不同格式的磅單
稱重儀的硬件電路設計
稱重儀的硬件電路一般由以下幾塊組成:
1.A/D模塊——轉換傳感器模擬信號為數字信號
2.CPU模塊——運算、存儲數據,發(fā)布控制指令
3.顯示模塊——顯示重量和參數
4.接口模塊——控制打印、通訊等外設工作
5.I/O 模塊——輸出和輸入信號的接口
6.電源模塊——向儀表電路提供電源
7.鍵盤電路——向儀表輸入數據和指令
儀表設計中A/D器件的選擇
目前稱重儀設計中常用的A/D轉換器基本有兩種形式。一種是積分式A/D轉換器,另一種為Σ-Δ式A/D轉換器。后一種成本較高,但轉換位數多,轉換精度高,而且轉換速度遠高于積分型A/D,所以已經逐步被愈來愈多的人采用。例如5532A/D轉換器轉換位數為24位,誤差僅為±1碼,外圍器件很少,內設高精度放大器,不需要精密電阻,轉換速度可以達到800次/s。是一款非常好用的A/D器件。
儀表抗干擾能力設計標準
儀表的抗干擾能力的高低直接影響儀表的工作性能,抗干擾性能差的儀表,在工作中經常遇到死機、程序跑飛的現象。儀表的抗干擾設計應該從以下幾個方面入手:
1. 電源電路
1) 采用浮地技術。即儀表外殼接大地,內部浮地。采用雙層屏蔽變壓器。即在初級線圈與次級線圈之間加兩層靜電屏蔽層,靠近初級線圈的屏蔽層接外部機殼和大地,內層屏蔽接儀表地。
2) 采用抗干擾性能較好的C型或R型變壓器。對稱的線圈布置,電磁干擾相互抵消,使得干擾信號減少到zui小。
3) 采用較大的濾波電容,儲存較多的電能,電子計數臺秤在外部電壓發(fā)生突變時,可以將其緩沖。
4) 國產電源濾波器選用要合理,電源濾波器中濾波電容接地的抗干擾能力強,但耐壓試驗難過關。濾波器中濾波電容浮地的抗干擾能力弱,但耐壓試驗能過關。
2. 信號輸入電路
1) 輸入信號線采用屏蔽線,屏蔽端一點接地(儀表外殼)
2) 信號線進入儀表后,每一根信號線上穿上一個空心磁環(huán),配合電容器組成一個LC濾波器,減少外界引入的干擾。
3. 集成電路芯片的選擇
1) 盡量采用高集成度,小體積的器件,減少被干擾的可能性。
2) 如有可能,盡量不采用可編程器件,應為可編程器件一旦被干擾,攪亂了內部的可編程序,器件失效后會導致部分系統不能正常工作。
3) 帶有高電壓大電流的器件,盡可能地放在機箱外面,以免瞬變的電壓或電流造成機箱內部產生較大的干擾信號。
4) 采用合理的電路,把干擾減少到zui少。例如電子計數臺秤采用數據放大器而不采用普通放大器。
4. 線路板設計
1) 線路要按照信號的流向排布,來回走向的線路容易引起附加干擾。
2) 要按照屏蔽的要求屏蔽那些需要屏蔽的器件(如A/D轉換器),模擬地與數字地要分開走,zui后在電源處一點連通。
3) 容易產生干擾的器件(如變壓器)要盡可能地隔離開。
4) 容易產生溫度器件要遠離精密元件,如運放和A/D器件。
5) 接地線、電源線要有足夠的寬度(一般來說1mm寬設計工作電
流為1A),保證電流通過時產生zui小的電壓降。
5. 屏蔽與接地
1) 采用雙層屏蔽技術,儀表內部浮地。儀表外殼接大地。
2) A/D器件和電路采取屏蔽處理,隔離外界的干擾。
3) 傳感器信號線屏蔽,防止干擾信號進入。
6. 軟件設計
1) 采用看門狗技術,即時恢復跑飛的程序。
2) 對可編程器件,只要許可,在運行過程中重復對其進行初始
化,防止因干擾破壞其設定的運行程序。
3) 盡可能地設計多層循環(huán)語句,一旦發(fā)生程序干擾出錯,能及
時地返回到正確的道路上來。
7. 稱重儀機箱設計
1) 采用金屬機箱,提高抗電磁干擾能力。
2) 盡量減小機箱上開孔尺寸,防止電磁波干擾的進入。
3) 在開孔位置安裝金屬絲網,能夠阻擋部分干擾對象的進入,
如果按照以上標準來設計稱重儀,設計出的儀表就不會出現拉拉日光燈,開開電鉆,數字就亂跳,打個手機數字也亂跳,有的甚至會死機。這樣的稱重儀表是不能運用于工業(yè)環(huán)境的。