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模拟式称重显示器结构介绍

时间:2021-03-16 12:58:35 来源:小蚁地磅厂家 点击:

模拟式称重显示器主要由模拟放大、滤波、A/D转换、键盘、CPU处理器、打印等通讯接口、数字显示等组成。

1)模拟信号放大

从称重传感器输出的信号很小,往往只有几个毫伏,属微弱直流信号,为此应首先进行信号的放大,通常要求信号能放大到称重信号。

模拟信号放大是由放大电路组成,是将一个微弱的电信号放大到所需要的增强性电信号,要求放大后的信号波形与原信号波形相同。常用通用运算放大器、仪器用放大器、同相放大器、隔离放大器和可编程增益放大器等多种。

考虑电子地磅的工作环境,模拟放大器必须选择低漂移、低噪声、低失调的高精度运放,还应兼顾挑选低电压、低功耗的运放才能符合要求,所用电阻应是精密电阻。

2) 滤波

称重传感器的输出信号中除称重信号外,常常还伴随着各种无用的噪声信号,为此需应把无用的噪声剔除。滤波是将信号中特定波段频率滤除的操作,是抑制和防止干扰的一项重要措施。

滤波器有三种频带:通带、阻带和过滤带。根据这三种频带所处区间的不同,把滤波器分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器四种类型,在称重技术中主要用低通滤波器。

3) A/D转换

A/D转换就是模数转换,是将输入的模拟电压信号转换为数字信号。将模拟信号进行数字化时首先必须进行采样,然后进行信号的量化,而转换误差的大小与采样频率有很大关系,就是若模拟信号是周期信号,在一个周期内采样点数越多,即釆样频率越高,所得到的数字信号越能正确反映模拟信号值。但采样频率增加,必须增高A/D的转换速度,采样频率过低将增大转换误差,为了正确处理两者的关系,应遵循采样定理。

采样定理:若对某一模拟信号进行周期T进行釆样,则釆样频率为/S=l/T,如果人小于模拟信号中所包含的最高频率的两倍,则釆样后的离散信号就不能真实地代表模拟信号,因此对于具有最高频率的模拟信号可由每隔两倍的最高频率的采样值中唯一确定。

信号的量化是指经过离散的信号转换成数字量,但数字化必须有一定的时间,所以釆样后的信号需做一定时间的保持,这就是信号的量化过程。

由于实现这种转换的工作原理和采用工艺技术不同,因此生产出种类繁多的A/D转换芯片。A/D转换器按分辨率分为4位、6位、8位、10位、14位、16位和bed码的31/2位、51/2位等。逐次逼近型A/D转换器,易于用集成工艺实现,且能达到较高的分辨率和速度,故目前集成化A/D芯片釆用逐次逼近型者多;积分型A/D转换器电路简单,抗干扰能力强,切能作到高分辨率,但转换速度较慢。

4) 显示部分

电子地磅的显示部分是数字显示方式,即称量值以数字形式显示出来。

按照显示方式,有静态扫描、动态扫描两种,静态扫描就是每个显示字段分别用一个独立的驱动电路驱动,使用的器件较多、功耗大,动态扫描就是相应的显示段连接在一起,显示位、显示段分时驱动扫描,使用的器件少,功耗低。

按显示类型分为7段显示、点阵显示和复合显示等;

按显示屏类型分位VFD、LED、LCD等;

按显示屏数量分单屏显示、双屏显示和多屏显示等。

数字显示需要具有驱动源,若由CPU直接提供称为内驱动,如果CPU不能直接提供驱动源就需要外部配置相应的驱动电路,称为外驱动。

5) 单片机部分

称重显示器是一种以单片机为核心的智能化多功能的产品,单片机的广泛应用给称重仪表的发展带来了新的机遇。单片机通常由运算器、控制器、存贮器、I/O接口等部分组成,目前多采用的是8位51系列单片机。

它可以根据预先编制的程序对称量过程进行处理和控制,完成对仪表的自动校准、自动零点跟踪、自动逻辑判别、自动存取,还能对采集的数据进行判别,处理并根据设定的数学模型进行计算,对测试结果进行修正,并能显示毛重、皮重、净重,单价、车号、货号、日期、时间等信息。

6)输入输出接口

输入输出接口用于称重显示器与外接设备的连接,各种指令通过接口动作O

由于显示器与外围设备的连接是双向的,所以接口定义为输入接口、输出接口和双向接口等,为方便用户,有时直接采用功能定义接口名称。

a. 打印口

打印口是仪表与打印机的联系接口,有串行打印口、并行打印口、特殊打印口等,打印口是通用的I/O接口,硬件配置标准化。可与多种打印机连接,如:宽行打印机、微型打印机、激光打印机、票据票签机等,驱动方式有直接驱动方式和隔离驱动方式。

b. .通讯口

通讯口是显示器与PC机、其他外围设备相互传送数据、状态等信息的通讯,通讯口可分为串行通讯口、并行通讯口、总线通讯口、USB通讯口等,必须通过相应的协议和数据格式等。常见的有RS232、RS422(RS485)、20mA电流环3种方式。

c. 大屏幕口

大屏幕口是显示器与外围大屏幕连接的专用接口,通常定义为输岀接口,常见方式是RS232、电流环,可以同时带有多个大屏幕显示器。

d. 传感器口

传感器口是完成显示器与称重传感器的连接口,可分为模拟式传感器口和数字传感器口,数字传感器口与通讯口类似;模拟传感器口分为4线制和6线制。


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