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      淺談稱重控制儀表的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

      發(fā)布時(shí)間:2019-11-11 09:52:19 |來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載

      隨著稱重技術(shù)尤其是動(dòng)態(tài)稱重技術(shù)的發(fā)展,稱重儀的設(shè)計(jì)需要更好符合市場應(yīng)用需求。

      一、 儀表設(shè)計(jì)的綜合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
      稱重儀功能標(biāo)準(zhǔn)
      1.必備外部功能標(biāo)準(zhǔn)
      1)數(shù)字顯示——顯示稱重結(jié)果(LED數(shù)碼管、VFD熒光數(shù)碼管或LCD
      液晶板)
      2)置零——使顯示的數(shù)字回到零點(diǎn)
      3)去皮——去除皮重,顯示凈重。
      4)數(shù)字標(biāo)定(確定量程、分度值、小數(shù)點(diǎn)位數(shù))
      5)超載指示——最大秤量超過9d不再顯示。
      6)零點(diǎn)指示——當(dāng)衡器在零點(diǎn)時(shí),給出提示。

      2. 必備的內(nèi)部功能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
      1) 數(shù)據(jù)穩(wěn)定設(shè)置——對采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理的強(qiáng)度設(shè)置
      2) 零點(diǎn)跟蹤范圍選擇——根據(jù)使用情況對選擇不同的零點(diǎn)跟蹤 范圍

      3. 可增加的外部功能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
      1) 累計(jì)——對每次稱重結(jié)果進(jìn)行累計(jì),并可以顯示累計(jì)結(jié)果。
      2) 打印——可以輸出某種形式的打印命令和數(shù)據(jù)格式。
      3) 通訊——通過串口輸出通訊命令與數(shù)據(jù)。
      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(shè)工作。

      4. 可增加的內(nèi)部功能標(biāo)準(zhǔn)
      1) 儀表工作方式設(shè)置——選擇不同的工作方式,用于不同的工作目的。
      2) A/D轉(zhuǎn)換速度設(shè)置——根據(jù)不同的使用場合需要,選擇不同的a/d 轉(zhuǎn)換速度.
      3) 密碼設(shè)置——設(shè)置系統(tǒng)進(jìn)入密碼,防止有人任意修改標(biāo)定參數(shù)。
      4) 打印方式設(shè)置——選擇不同的打印機(jī)驅(qū)動(dòng);打印不同格式的磅單 

      稱重儀的硬件電路設(shè)計(jì)
      稱重儀的硬件電路一般由以下幾塊組成:
      1.A/D模塊——轉(zhuǎn)換傳感器模擬信號為數(shù)字信號
      2.CPU模塊——運(yùn)算、存儲數(shù)據(jù),發(fā)布控制指令
      3.顯示模塊——顯示重量和參數(shù)
      4.接口模塊——控制打印、通訊等外設(shè)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(shù)據(jù)和指令

      儀表設(shè)計(jì)中A/D器件的選擇
      目前稱重儀設(shè)計(jì)中常用的A/D轉(zhuǎn)換器基本有兩種形式。一種是積分式A/D轉(zhuǎn)換器,另一種為Σ-Δ式A/D轉(zhuǎn)換器。后一種成本較高,但轉(zhuǎn)換位數(shù)多,轉(zhuǎn)換精度高,而且轉(zhuǎn)換速度遠(yuǎn)高于積分型A/D,所以已經(jīng)逐步被愈來愈多的人采用。例如5532A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換位數(shù)為24位,誤差僅為±1碼,外圍器件很少,內(nèi)設(shè)高精度放大器,不需要精密電阻,轉(zhuǎn)換速度可以達(dá)到800次/s。是一款非常好用的A/D器件。

      儀表抗干擾能力設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
      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(jīng)常遇到死機(jī)、程序跑飛的現(xiàn)象。儀表的抗干擾設(shè)計(jì)應(yīng)該從以下幾個(gè)方面入手:
      1. 電源電路
      1) 采用浮地技術(shù)。即儀表外殼接大地,內(nèi)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(jī)殼和大地,內(nèi)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最小。
      3) 采用較大的濾波電容,儲存較多的電能,在外部電壓發(fā)生突變時(shí),可以將其緩沖。
      4) 國產(chǎn)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(qiáng),但耐壓試驗(yàn)難過關(guān)。濾波器中濾波電容浮地的抗干擾能力弱,但耐壓試驗(yàn)?zāi)苓^關(guān)。

      2. 信號輸入電路
      1) 輸入信號線采用屏蔽線,屏蔽端一點(diǎn)接地(儀表外殼)
      2) 信號線進(jìn)入儀表后,每一根信號線上穿上一個(gè)空心磁環(huán),配合電容器組成一個(gè)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(yīng)為可編程器件一旦被干擾,攪亂了內(nèi)部的可編程序,器件失效后會(huì)導(dǎo)致部分系統(tǒng)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(jī)箱外面,以免瞬變的電壓或電流造成機(jī)箱內(nèi)部產(chǎn)生較大的干擾信號。
      4) 采用合理的電路,把干擾減少到最少。例如采用數(shù)據(jù)放大器而不采用普通放大器。

      4. 線路板設(shè)計(jì)
      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(zhuǎn)換器),模擬地與數(shù)字地要分開走,最后在電源處一點(diǎn)連通。
      3) 容易產(chǎn)生干擾的器件(如變壓器)要盡可能地隔離開。
      4) 容易產(chǎn)生溫度器件要遠(yuǎn)離精密元件,如運(yùn)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(shè)計(jì)工作電
      流為1A),保證電流通過時(shí)產(chǎn)生最小的電壓降。

      5. 屏蔽與接地
      1) 采用雙層屏蔽技術(shù),儀表內(nèi)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(jìn)入。

      6. 軟件設(shè)計(jì)
      1) 采用看門狗技術(shù),即時(shí)恢復(fù)跑飛的程序。
      2) 對可編程器件,只要許可,在運(yùn)行過程中重復(fù)對其進(jìn)行初始
      化,防止因干擾破壞其設(shè)定的運(yùn)行程序。
      3) 盡可能地設(shè)計(jì)多層循環(huán)語句,一旦發(fā)生程序干擾出錯(cuò),能及
      時(shí)地返回到正確的道路上來。

      7. 稱重儀機(jī)箱設(shè)計(jì)
      1) 采用金屬機(jī)箱,提高抗電磁干擾能力。
      2) 盡量減小機(jī)箱上開孔尺寸,防止電磁波干擾的進(jìn)入。
      3) 在開孔位置安裝金屬絲網(wǎng),能夠阻擋部分干擾對象的進(jìn)入,

      如果按照以上標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計(jì)稱重儀,設(shè)計(jì)出的儀表就不會(huì)出現(xiàn)拉拉日光燈,開開電鉆,數(shù)字就亂跳,打個(gè)手機(jī)數(shù)字也亂跳,有的甚至?xí)罊C(jī)。這樣的稱重儀表是不能運(yùn)用于工業(yè)環(huán)境的。

       

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