2025年04月04日 11:11:42 来源：广州市凯士称重设备工程有限公司 >> 进入该公司展台 阅读量：2
| 称重模块在称重系统的应用 | 2020-01-10 |
| 总体方案论证 称重系统硬件电路由称重仪表，称重模块，AD转换模块，键盘和显示模块组成 称重模块部分电路 称重模块部分采用电阻式应变片，其工作原理是基于材料的电阻应变效应。电阻应变片把机械应变信号转换为ΔR/R后，由于应变量及相应的电阻变化一般都很小，难以测量且不便处理，因此要采用转换电路把应变片的ΔR/R变化转化成电压或者电流变化，常用的转换电路为直流测量电桥。 直流电桥特点是信号不受元件和导线的分布电感和电容的影响，抗干扰能力强，电桥调节平衡电路简单，直流电源（+5V）在系统中比较方便。直流电桥输出的信号较小，有必要做放大处理。 信号处理部分 由于直流电桥输出的电压信号只有0-30mV，所以需要用高增益、高稳定性的放大器进行放大，再经过AD转换后送给单片机。 选用放大电路与AD转换集成的芯片，可以简化硬件电路，提高抗干扰能力和精度。CS5530是高度集成的ΔΣ模数转换器，运用电荷平衡技术，性能达24位，非常适合称重衡器、过程控制、科学和医疗应用领域的单极性或双极性小信号测量。内部集成64倍放大器、数字滤波器、可选的50/60Hz频率抑制以及40倍的可控增益等信号调理电路。 键盘和显示部分 按键采用4*4矩阵按键，功能丰富，节约端口。液晶显示功耗低，界面清晰，显示信息丰富，NOKIA5110采用串行通信，接口电路简单，字符汉字均能显示，速度快，具有掉电模式，适合便携式的设备。 控制芯片 选择STM32系列，32位机，高性能，低功耗，速度快，集成化高，接口简单。 理论分析与计算 称重系统测量电路采用直流电桥，具体测量方式分为单臂、半桥、全桥三种，灵敏度的是全桥电路， 当电桥平衡时，全桥差动测量时，在四个桥臂上均放置350欧应变片，相对应变片应变相同，相邻应变片应变相反，其灵敏度系数较高，同时具有抑制温漂等优点。 硬件电路设计 称重模块的硬件部分主要包括电源、单片机、称重模块、键盘和显示等组成。主要单元电路设计如下： 单片机及电源模块的设计 称重模块中单片机采用STM32F103RBT6，属于“增强型”，时钟频率达72MHZ，内含128K flash，32K RAM，性能。 STM32单片机需要直流3.3V电源，称重模块电路需要直流5V电源，电路如图3。 称重部分信号处理电路 将左右两边四个电阻应变片接成全桥，四个接口接到CS5530上进行信号处理，称重电路的电源是5V，STM32单片机的电源是3.3V，用ADuM1401作电平转换。电平转换电路如图5。 键盘及显示电路 键盘采用4*4矩阵按键，16个按键功能如下： 0-9数字键——修改单价 *、组合键——校准 A键——清零 B键——去皮 C键——金额累加 D键——显示总金额 程序设计 软件部分采用模块化程序设计的方法，由主程序、液晶显示子程序、键盘扫描子程序等组成。主程序流程图如图7。 结语 经过测试称重系统主要实现下面功能： （1）能显示被称物体重量、单价、金额；称重范围1.00g——500g，重量小于50g，误差小于0.2g；重量在50g及以上，称重误差小于0.4g。 （2）用数字键输入修改单价，每称重一件按C键保存金额，累加后按下D键显示总金额。 （3）按下B键称重皮重，并保存，重新带皮和重物一起称重，按下B键，减去刚保存的皮重，实现去皮。 （4）设置校准功能，防止一段时间内出现温度和元件本身等原因产生误差较大，随时可以用按键*、组合键进入校准。 | |
