詳細(xì)介紹:電子秤原理及基礎(chǔ)知識
一、 電子秤的原理示意圖:
↑ Fx → 傳感器 → OP放大(運算放大器) → A/D轉(zhuǎn)換(模數(shù)轉(zhuǎn)換器) → CPU → 顯示驅(qū)動 → 顯示屏
[其他要素: 程序(軟件,寫在內(nèi)存中)、 K/B(按鍵) 、內(nèi)存(一般與單片機(jī)CPU封裝在一起)]
工作流程說明: 當(dāng)物體放在秤盤上時,壓力施給傳感器,該傳感器發(fā)生形變,從而使阻抗發(fā)生變化,同時使用激勵電壓發(fā)生變化,輸出一個變化的模擬信號。該信號經(jīng)放大電路放大輸出到模數(shù)轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換成便于處理的數(shù)字信號輸出到CPU運算控制。CPU根據(jù)鍵盤命令以及程序?qū)⑦@種結(jié)果輸出到顯示器。直至顯示這種結(jié)果。
二、 秤的分類: 1.按原理分:電子秤 機(jī)械秤 機(jī)電結(jié)合秤 2.按功能分:計數(shù)秤 計價秤 計重秤 3.按用途分:工業(yè)秤 商業(yè)秤 特種秤
三、 秤的種類: 1.桌面秤 指全稱量在30Kg以下的電子秤 2.臺秤 指全稱量在30-300Kg以內(nèi)的電子秤 3.地磅 指全稱量在300Kg以上的電子秤 4.精密天平
四、 按精確度分類: I級: 特種天平 精密度≥1/10萬 II級: 高精度天平 1/1萬≤精密度<1/10萬 III級: 中精度天平 1/1000≤精密度<1/1萬 IV級: 普通秤 1/100≤精密度<1/1000
五、 專業(yè)術(shù)語: 1.最大稱量: 一臺電子秤不計皮重,所能稱量的最大的載荷; 2.最小稱量: 一臺電子秤在低于該值時會出現(xiàn)的一個相對誤差; 3.安全載荷: 120%正常稱量范圍; 4.額定載荷: 正常稱量范圍; 5.允許誤差: 等級檢定時允許的最大偏差; 6.感量: 一臺電子秤所能顯示的最小刻度;通常用“d”來表示; 7.解析量: 一臺具有計數(shù)功能的電子秤,所能分辯的最小刻度; 8.解析度: 一臺具有計數(shù)功能的電子秤,內(nèi)部具有分辯能力的一個參數(shù); 9.預(yù)熱時間: 一臺秤達(dá)到各項指標(biāo)所用的時間; 10.精度: 感量與全稱量的比值; 11.電子秤使用環(huán)境溫度為: -10攝氏度 到 40攝氏度 12.臺秤的臺面規(guī)格: 25cm X 30cm 30cm X 40cm 40cm X 50cm 42cm X 52cm 45cm X 60cm
六、 電子秤的特點: 1.實現(xiàn)遠(yuǎn)距離操作; 2.實現(xiàn)自動化控制; 3.數(shù)字顯示直觀、減小人為誤差; 4.準(zhǔn)確度高、分辯率強(qiáng); 5.稱量范圍廣; 6.特有功能:扣重、預(yù)扣重、歸零、累計、警示等; 7.維護(hù)簡單; 8.體積小; 9.安裝、校正簡單; 10.特種行業(yè),可接打印機(jī)或電腦驅(qū)動; 11.智能化電子秤,反應(yīng)快,效率高;
七、 電子秤檢查過程: 1.首先整體檢查:有無磨損和損壞; 2.能否開機(jī):開機(jī)后是否從0到9依次顯示、數(shù)字是否模糊、能否歸零; 3.有無背光; 4.用砝碼測試能否稱重; 5.充電器是否完好,能否使用; 6.配件是否齊全;
八、 傳感器類型: 1.電阻式:價格適中、精度高、使用廣泛; 2.電容式:體積小、精度低; 3.磁浮式:特高精度、造價高; 4.油壓式:現(xiàn)市場上已淘汰; 顯示器種類: 1.LCD(液晶顯示):免插電、省電、附帶背光; 2.LED:免插電、耗電、很亮; 3.燈管:插電、耗電、很高; K/B(按鍵)類型: 1.薄膜按鍵:觸點式; 2.機(jī)械按鍵:由許多單獨按鍵組合在一起; 傳感器的特性: 1.額定載荷; 2.輸出靈敏度; 3.非線性; 4.滯后; 5.重復(fù)性; 6.蠕變; 7.零點輸出影響; 8.額定輸出溫度影響; 9.零點輸入; 10.輸入阻抗; 11.輸出阻抗; 12.絕緣阻抗; 13.容許激勵電壓;(5-18V)
九、 傳感器損壞后現(xiàn)象: 1.稱量不準(zhǔn); 2.顯示不歸零; 3.顯示的數(shù)字亂跳 判斷傳感器的+E、-E、+S、-S 1.先用電阻檔測4條線兩兩這間的電阻值,共有6組。如為400-450歐 則為+E、-E;如果為350歐,則為+S、-S;為290歐,則為R橋臂; 2.在+E、-E端接上+_5V電壓,傳感器正確施加一個壓力,如輸出+_S增大,則紅表筆為+S,反之-S;
十、 高精度計數(shù)秤特點: 1.Kg/Ib單位轉(zhuǎn)換功能; 2.零點顯示范圍、調(diào)整功能(GLH系列沒有) 3.取樣速度調(diào)節(jié)功能; 4.有10組單重記憶功能; 5.可同時進(jìn)行重量、數(shù)量、累計功能(GLH只有數(shù)量累計) 6.可設(shè)定重量、數(shù)量上限警示功能; 7.自動零點追蹤、溫度線性校正; 8.扣重及預(yù)扣重功能; 9.待機(jī)功能; 10.有零點顯示范圍和零點跟蹤范圍; 11.有電池電壓管制限制功能
電子稱重技術(shù)
衡器是計量器具的一個重要組成部分。過去人們稱計量為“度量衡”。所謂度,是指用尺(如古時的骨尺、牙尺及以后漸次問世的竹尺、木尺、皮尺、鋼尺等)測量物體的長短;所謂量,是指用容器(如古時的合、升、斗、斛及以后使用的量桶、量杯等)測量物體的體積;所謂衡,則是指測量物體重量。
計 量 術(shù) 語
絕對誤差---是某量值的給出值與其真值之差(在自然界中是沒有真值的)。
相對誤差---是絕對誤差與真值之比,主要用于測量的準(zhǔn)確度。
系統(tǒng)誤差---在相同的條件下多次測量同一量時,誤差的絕對值恒定,或在條件改變時與某個因素成函數(shù)關(guān)系的有規(guī)律的誤差,簡稱細(xì)差。
隨機(jī)誤差---服從統(tǒng)計規(guī)律的誤差,隨即誤差表明了測量結(jié)果的分散性。
精密度------是隨機(jī)誤差大小的標(biāo)志,精密度越高隨機(jī)誤差越小,但不一定準(zhǔn)確。
準(zhǔn)確度------顯示值與真值的偏離程度。準(zhǔn)確度高并不一定精密。
精確度------精確度高表明精密度和準(zhǔn)確度都比較高。
穩(wěn)定性------儀表的指示值在一段時間中的變化(規(guī)定時間)。
一 類別:按工作方式可分為機(jī)械秤(磅秤),電子顯示秤,自動計量系統(tǒng)。按使用方式可分為案秤,臺秤,小地秤,電子汽車衡,直示吊秤,無線數(shù)傳吊秤,定量包裝系統(tǒng)。按功能可分為,計重秤,計數(shù)秤,計價秤。
二 系統(tǒng)組成:傳感器電路;A/D電路;單片機(jī)電路;顯示電路;鍵盤電路;輸出接口電路;電源電路;以及各種智能電路
三 簡介:
傳感器電路:
它是把非電量(壓力,扭力,溫度,濕度,光敏)轉(zhuǎn)換成電量(流電壓)的功能轉(zhuǎn)換器件。工作原理:外界的作用力使傳感器的彈性梁發(fā)生形變,隨之使貼在彈性梁部位的應(yīng)變片也發(fā)生阻止變化,四個應(yīng)變片是接成橋式測量電路,在激勵電壓的作用下,輸出信號也發(fā)生正比的變化(電量)。傳感器的精度直接影響稱量的精度。
A/D電路的信號流程:
傳感器的輸出信號經(jīng)過LC濾波進(jìn)入運放電路放大,由反饋網(wǎng)絡(luò)控制放大倍數(shù),得到穩(wěn)定的信號。經(jīng)過隔離電阻并電容濾波在進(jìn)入有源濾波器整形后進(jìn)入A/D電路的模擬輸入口進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換,A/D電路必須有穩(wěn)定的工作電壓,穩(wěn)定的基準(zhǔn)電壓,穩(wěn)定的低漂移的輸入信號,標(biāo)準(zhǔn)的時鐘信號,在單片機(jī)的控制下轉(zhuǎn)換出數(shù)字信號(BCD)碼。“INT1,INT0”中斷信號使系統(tǒng)識別被測對象的量值變化。
3 單片機(jī)電路:它是把CPU(中央處理器),一定容量的存儲器,若干輸入輸出(I/O)接口等部件集成在一小快硅片上的微型機(jī)算計,簡稱單片機(jī)。
A 簡介:自1976年美國Intel公司推出第一代8位通用但片機(jī)系列MCS—48,20年來世界各大半導(dǎo)體公司開發(fā)生產(chǎn)的彈片機(jī)系列,各具特色品種齊全。目前單片機(jī)正在過程控制,數(shù)據(jù)采集,智能儀表,機(jī)電一體化,家用電器,以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域發(fā)揮作用。
B 內(nèi)部結(jié)構(gòu):寄存器,端口,存儲器,復(fù)位電路,振蕩器等(彈片機(jī)內(nèi)部電路)。專用寄存器(SFR):CPU對它進(jìn)行讀操作,得一隨機(jī)數(shù),寫操作無效。A 累加器:CPU進(jìn)行各種算術(shù)運算和邏輯運算時都要與累加器配合。B 寄存器:執(zhí)行乘除運算指令時要用到B寄存器,其他時用做數(shù)據(jù)積存。 C 斷口鎖存器(0~3):80H,90H,A0H,B0H四各單元,就是P0,P1,P2,P3。 D 串行數(shù)據(jù)緩沖:包括發(fā)送,接收。E 控制寄存器:中斷優(yōu)先級IP,中斷允許IE,串行口控制SCON,電源控制PCON。 F 程序計數(shù)器PC:功能是保存下一次要執(zhí)行的指令。使用者不能訪問。端口:如8位機(jī),有四個8位雙向端口。每個端口均由鎖存器P0~P3,輸出驅(qū)動器和輸入緩沖器組成。
顯示電路:
顯示器接口:數(shù)碼(LED)和液晶(LCD)兩種,還有瑩光顯示(VFD)。
A LED:共有a~g7段及小數(shù)點dp, 8個段(發(fā)光二極管)由8條數(shù)據(jù)線控制驅(qū)動。段采用共陽極(V+)或共陰極(V-),8段的每個陰極單獨由總線控制發(fā)光?;旧喜捎密浖刂疲伾河屑t色;綠色;蘭色。
B 工作原理:向公共點施壓稱為位選信號;向各段的操作稱為段選信號(字形碼)。多采用動態(tài)掃描法顯示字型碼由軟件完成。
C LCD工作原理: 是一種功耗低,室外顯示醒目,美觀。它是由背板(玻璃)和一定數(shù)量的段或點組成,在段和背板之間施加電壓(周期性改變極性的電壓,否則LCD會發(fā)生化學(xué)反應(yīng),使之損壞,所以要使用AC信號驅(qū)動(方波電壓)。段與背板極性相反時該段顯示,極性相同時不顯示(內(nèi)置解碼器)。LCD驅(qū)動:用單片機(jī)直接驅(qū)動LCD要使用較多端口,所以要用(CMOS)型液晶顯示驅(qū)動器,它用自身的RC振蕩器產(chǎn)生周期性改極性的驅(qū)動電壓。分類:A 用位選輸入線對顯示位進(jìn)行控制,驅(qū)動器本身含有字符發(fā)生器進(jìn)行顯示。B 用八條數(shù)據(jù)總線控制顯示。
鍵盤/接口電路:
a鍵盤電路:向系統(tǒng)輸入命令和數(shù)據(jù)??坑布R別的鍵盤電路稱為編碼鍵盤;通過軟件識別的稱為非編碼鍵盤電路。單片機(jī)系統(tǒng)使用非編碼鍵盤電路。
b打印接口:它是單片機(jī)系統(tǒng)的輸出設(shè)備:C系列(臥式),T系列(臺式),A系列(面板式)。數(shù)據(jù)信號線(DB7~DB0),單向,從單片機(jī)發(fā)出的命令碼和數(shù)據(jù)碼均通過這組信號線傳送給打印機(jī)。數(shù)據(jù)選通輸入信號(STB):低電平有效,DB0~DB7的數(shù)據(jù)只有在有效的STB信號作用下才能被鎖入打印機(jī)的內(nèi)部鎖存器中。打印機(jī)應(yīng)答信號(ACK):低電平有效,低電平表示打印機(jī)以處理完所接收的數(shù)據(jù)。打印機(jī)忙信號(BUSY):低電平有效,若為高電平,意味著打印機(jī)正忙于處理剛收到的數(shù)據(jù)單片機(jī)切勿送來數(shù)據(jù)。打印完BUSY又變成低電平,并觸發(fā)應(yīng)答信號ACK,以告之單片機(jī)可以送來新數(shù)據(jù)了。
c串行接口:用于稱重顯示儀表與計算機(jī),打印機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換。
通訊距離:RS-232為15米;20mA電流環(huán)為91米;RS-422為1219米。
負(fù)載能力:只能帶一個接收器;20mA電流環(huán)可串接6個接收器;RS-422/485可多點連接33個接收器。
數(shù)據(jù)傳輸速率:(簡稱波特率)300,1200,2400,4800,9600。
數(shù)據(jù)傳送格式:分穩(wěn)定后輸出,連續(xù)輸出。
電源電路:電源電路原理:稱重系統(tǒng)基本是使用交,直流兩用電源,(蓄電池配電)變壓器降壓整流,可供電也可以對蓄電池充電。