文中設(shè)計方案的數(shù)顯式稱重儀是根據(jù)電阻器應(yīng)變力式感應(yīng)器、以單片機設(shè)計為操縱關(guān)鍵的秤重操縱顯示設(shè)備,檢測范圍為0-10kg,測量精度±2g,液晶顯示屏顯示信息精確測量數(shù)據(jù)信息,另外可將數(shù)次精確測量數(shù)據(jù)信息根據(jù)串口通信送電子計算機顯示信息。該系統(tǒng)軟件具備高精度、特性平穩(wěn)、實際操作簡單等特性。稱重儀設(shè)計方案框架圖如下圖1所顯示:
1、硬件配置電路原理
1.1、重量傳感器
電阻器應(yīng)變力式重量傳感器由電阻應(yīng)變片、聚氨酯彈性體和檢驗電源電路等好多個關(guān)鍵一部分構(gòu)成。聚氨酯彈性體在外力下造成彈性變形,使黏貼在他表層的電阻應(yīng)變片也陪同造成形變,電阻應(yīng)變片形變后,它的電阻值將產(chǎn)生變化(擴大或減少),再經(jīng)相對的精確測量電源電路把這一電阻器轉(zhuǎn)變變換為電子信號(工作電壓或電流量),進而完成了將外力作用轉(zhuǎn)換為電子信號的全過程。
檢驗電源電路如圖2所顯示,將電阻應(yīng)變片的電阻器轉(zhuǎn)變變化為工作電壓輸出。由于惠斯登電橋具備許多優(yōu)勢,如能夠抑止溫度轉(zhuǎn)變的危害,能夠抑止側(cè)面力影響,能夠較為便捷地處理重量傳感器的賠償難題等,因此 惠斯登電橋在重量傳感器中獲得了普遍的運用。
重量傳感器一般有I/O共四根線,輸出電阻一般為350Ω、480Ω、700Ω、1000Ω,鍵入端一般會開展一些溫度、敏感度的賠償,鍵入端電阻器會比輸出端高20~100Ω,因而用數(shù)字萬用表量一下阻值能夠分辨出I/O接線端子。
1.2、運算放大器
應(yīng)變力式重量傳感器輸出數(shù)據(jù)信號力度不大(mV乃至μV數(shù)量級),且經(jīng)常隨著有很大的噪音。針對那樣的數(shù)據(jù)信號,電源電路解決的第一步一般是選用儀表放大器先將小數(shù)據(jù)信號變大。儀表放大器電源電路比簡易的差分信號運算放大器具備更強的共模抑止工作能力。變大的最關(guān)鍵目地并不是增益值,只是提升電源電路的頻率穩(wěn)定度。本設(shè)計方案中儀表放大器選用了OP07三運算放大器的構(gòu)造。如圖所示3所顯示。
當(dāng)R1=R2,R3=R4,Rf=R5,電源電路的增益值為:G=(1+2R1/RG1)(Rf/R3)。由公式計算由此可見,電源電路增益值的調(diào)整能夠根據(jù)更改RG1電阻值完成。
1.3、A/D變換電源電路
A/D轉(zhuǎn)化器選用電子稱專用型集成icHX711,它是一款專為高精密電子稱而設(shè)計方案的24位A/D轉(zhuǎn)化器集成ic。與同種類其他集成ic對比,該集成ic集成化了包含可調(diào)穩(wěn)壓電源、片內(nèi)數(shù)字時鐘震蕩器等其他同種類集成ic所必須的外圍電路。
鍵入切換開關(guān)可隨意選擇安全通道A或安全通道B,兩者之間內(nèi)部的低噪音可編程控制器放大儀相接。安全通道A的可編程控制器增益值為128或64,相匹配的滿信用額度差分信號鍵入數(shù)據(jù)信號幅度值各自為±20mV或±40mV。安全通道B則為固定不動的32增益值,所相匹配的滿度差分信號鍵入工作電壓為±80mV。安全通道B運用于包含充電電池以內(nèi)的系統(tǒng)軟件主要參數(shù)檢驗。本設(shè)計方案將儀表放大器輸出引至安全通道A仿真模擬差分信號鍵入端,稱重儀
1.4、單片機設(shè)計及通信接口
單片機設(shè)計選用AT89C51集成ic,與功能鍵、液晶顯示屏、電子計算機通信接口如圖所示5所顯示。HX711串口通訊線引至單片機設(shè)計P1.0、P1.1口。經(jīng)單片機設(shè)計解決后,將秤重數(shù)據(jù)信息送液晶顯示屏。另外將數(shù)次精確測量數(shù)據(jù)信息根據(jù)串口通信送電子計算機顯示信息。