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0前言
伴隨著工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)向智能化發(fā)展趨勢，近些年數(shù)顯式重量傳感器被開發(fā)設(shè)計(jì)并已獲得運(yùn)用，數(shù)顯式重量傳感器可由微控制器對(duì)基本橋路開展補(bǔ)償和調(diào)節(jié)，開展離散系統(tǒng)、落后、應(yīng)力松弛等特性的調(diào)整，進(jìn)而提髙重量傳感器的特性⑴。而數(shù)據(jù)秤重模塊將數(shù)據(jù)重量傳感器置放在重量傳感器內(nèi)部的A/D變換和解決電源電路在傳統(tǒng)式的仿真模擬重量傳感器外界完成，并能夠 設(shè)計(jì)方案系統(tǒng)總線插口，完成數(shù)據(jù)變送作用。既保存了數(shù)字模擬重量傳感器的綜合性性能參數(shù)，又具有總體型數(shù)據(jù)重量傳感器的全部特性和作用,另外最大限度地改進(jìn)了A/D變換電源電路的辦公環(huán)境。能夠 在對(duì)原來稱重設(shè)備未作一切更改，又不拆換重量傳感器的前提條件下,根據(jù)數(shù)字式重量傳感器模塊，變仿真模擬稱重設(shè)備為數(shù)據(jù)稱重設(shè)備，是對(duì)傳統(tǒng)式的稱重設(shè)備開展智能化更新改造的一條捷徑。
1稱重設(shè)備基礎(chǔ)構(gòu)造
C8051F350內(nèi)部有一個(gè)全差分信號(hào)24位Sigma-Delta模/數(shù)轉(zhuǎn)化器，具備在片校正作用，并且內(nèi)建了溫度感應(yīng)器。其32腳位的LQFP封裝,8mmx9mmX1.6nun的規(guī)格，那樣就可以使數(shù)據(jù)接線端子（秤重模塊）的容積和凈重降到最低，并且集成化的可編程控制器増益、性能卓越A/D和溫度感應(yīng)器降低了數(shù)據(jù)接線端子內(nèi)部電源電路的元器件數(shù)和點(diǎn)焊，提升系統(tǒng)軟件的可靠性和準(zhǔn)確性⑵。搭建數(shù)據(jù)秤重模塊的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖所示1所顯示。
1.1提升稱重精密度的六線制信息反饋

圖1數(shù)據(jù)稱直模塊數(shù)據(jù)信息釆集的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
當(dāng)感應(yīng)器電橋電路轉(zhuǎn)變時(shí)，具體載入到電橋電路兩邊的工作電壓會(huì)有一定的轉(zhuǎn)變。因而,在高精密精確測量及遠(yuǎn)距離精確測量時(shí)多選用六線制的感應(yīng)器。運(yùn)用C8051F350集成ic多路仿真模擬鍵入作用,對(duì)六線制的重量傳感器的鼓勵(lì)端因同軸電纜電阻器以及溫度飄移造成的輸出偏差開展賠償，提升了測量精度。如圖2所顯示,EXC*和EXC一為鼓勵(lì)工作電壓輸出,SEN*和SEW為意見反饋數(shù)據(jù)信號(hào),1NP‘和INP-為音頻信號(hào)鍵入。MAX4618是8選2開關(guān)，將必須收集的音頻信號(hào)入選C8051F350的模擬量輸入鍵入端。能夠 待稱重采樣平穩(wěn)后再開展一次SEN,和SEN-端意見反饋取樣,進(jìn)而獲知電橋電路具體載入的工作電壓,隨后再對(duì)以前的釆樣結(jié)果開展數(shù)據(jù)解決。
圖2中的秤重模塊的插口適配了四線制的感應(yīng)器。當(dāng)聯(lián)接六線制感應(yīng)器時(shí)，光耦繼電器AQW212將意見反饋端與地分隔，使意見反饋工作電壓差分信號(hào)連接調(diào)養(yǎng)電源電路,并根據(jù)MAX4618最后傳送到C8O51F35O的AIN0腳位。當(dāng)聯(lián)接四線制時(shí),SEN*和SEN'腳位沒有意見反饋工作電壓鍵入，這時(shí)候根據(jù)秤重方式挑選，將AQW212開啟，進(jìn)而U2和U3的正相鍵入根據(jù)10kfl電阻器接地裝置。不然，若U2,U3的鍵入懸在空中，很有可能導(dǎo)致FO端工作電壓飽和狀態(tài)，進(jìn)而造成加在多通道電源開關(guān)MAX4618的工作電壓過高,長期性應(yīng)用四線制會(huì)導(dǎo)致集成ic的毀壞。另外因?yàn)锳QW212的光耦隔離功效，維護(hù)了操縱數(shù)據(jù)信號(hào)P0.3和操縱模塊C8051F350。
1.2高特性阻抗鍵入
為提升秤重模塊的輸入電阻，進(jìn)一步提高測量精度。C8051F350內(nèi)部設(shè)定了兩個(gè)單獨(dú)的鍵入油壓緩沖器。每一個(gè)鍵入都是有一組（兩個(gè)）油壓緩沖器，當(dāng)肯定腳位鍵入工作電壓坐落于檢測范圍的低半一部分時(shí)應(yīng)用low鍵入油壓緩沖器，當(dāng)肯定腳位鍵入工作電壓坐落于檢測范圍的高半一部分時(shí)應(yīng)用high鍵入油壓緩沖器。進(jìn)一步提高了數(shù)據(jù)信號(hào)鍵入的特性阻抗，確保了精確測量的精密度。如圖所示3所顯示，是差分信號(hào)正鍵入安全通道的油壓緩沖器構(gòu)造，負(fù)安全通道和正安全通道的構(gòu)造相近。

S3C8051F350正鍵入安全通道油壓緩沖器框架圖
在取樣應(yīng)先試取樣一次,ADOBPHE和ADOBPLE置1使能,ADOBPS=00,應(yīng)用油壓緩沖器旁通。當(dāng)AIN+鍵入超出事前承諾的一個(gè)值時(shí),ADOBPS=10,進(jìn)而挑選高鍵入油壓緩沖器,隨后開始后續(xù)的釆樣工作中。一樣，AIN+鍵入低于該承諾值時(shí),ADOBPS=01,進(jìn)而挑選低鍵入油壓緩沖器。
2數(shù)據(jù)賠償
搭建高精度檢測系統(tǒng)除了在硬件配置上開展設(shè)計(jì)方案，還必須根據(jù)手機(jī)軟件方式開展數(shù)據(jù)賠償。
式中站為當(dāng)今取樣時(shí)刻MsZ；時(shí)變指數(shù)i（A）,£=0,l,2?",p,用于表明仿真模擬鍵入安全通道數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換電源電路,A/D轉(zhuǎn)化器電源電路中存有的零點(diǎn)漂移、溫度飄移等要素對(duì)I/O特點(diǎn)的危害為仿真模擬取樣鍵入,為A/D轉(zhuǎn)化器數(shù)據(jù)量輸出。一般可用階PW2。
因而針對(duì)一組鍵入可寫出以下引流矩陣，系統(tǒng)辨識(shí)的反向?qū)嶓w模型。
因?yàn)樵谙到y(tǒng)辨識(shí)時(shí)，即便是規(guī)范工作電壓鍵入也存有波浪紋或者安全通道中耦合進(jìn)去的一些任意影響。因而,解決規(guī)范鍵入工作電壓數(shù)次取樣，那樣鍵入工作電壓的均值才更貼近指標(biāo)值，進(jìn)而因而改變式⑵為匕性）理論上，當(dāng)樣版充足大時(shí)，其平均值能夠 當(dāng)作期待，那樣KW才更貼近規(guī)范鍵入工作電壓。若實(shí)體模型取多階，則如圖2所顯示，在MAX4618的鍵入挑選端連接1.9V和0V的標(biāo)準(zhǔn)工作電壓，在開展系統(tǒng)辨識(shí)的情況下各自選通并釆樣，再由式(4)求出二階反向?qū)嶓w模型。除此之外,因?yàn)槠?)是時(shí)變指數(shù)，當(dāng)采樣頻率一定時(shí)，樣版越大，耗用的時(shí)間越長,時(shí)變指數(shù)更改就很有可能越大。這時(shí)其期待和具體值中間反倒區(qū)別更大。因而，應(yīng)當(dāng)每一次秤重前后左右都必須1次系統(tǒng)辨識(shí)，且在新領(lǐng)域下應(yīng)當(dāng)做一次飄移檢測,以明確每一次秤重精確測量平穩(wěn)的時(shí)間，這一時(shí)間既要確保每一次秤重抽樣的無偏性，又應(yīng)考慮到系統(tǒng)軟件實(shí)體模型飄移的危害，以較大很有可能地確保精密度。
3手機(jī)軟件步驟
在電腦編程時(shí)，關(guān)鍵的匯編程序模塊有秤重方式設(shè)定模塊、系統(tǒng)軟件鑒別模塊、釆樣模塊、數(shù)據(jù)處理方法模塊、和后端開發(fā)人機(jī)交互模塊，進(jìn)行一次秤重個(gè)人行為的流程圖如圖所示5所顯示。
4結(jié)語
該秤重模塊運(yùn)用內(nèi)置24位AD轉(zhuǎn)換器的混和數(shù)據(jù)信號(hào)單片機(jī)設(shè)計(jì)C8051F350,融合六線制感應(yīng)器的特性，設(shè)計(jì)方案了適配四線制和六線制的感應(yīng)器輸入通信接口。并運(yùn)用反向系統(tǒng)軟件模型的觀念開展數(shù)據(jù)處理方法，補(bǔ)償系統(tǒng)軟件的離散系統(tǒng)偏差。其高精度、功耗和便于安裝拓展的特性在傳統(tǒng)式仿真模擬感應(yīng)器的更新改造上面有較高的實(shí)際意義。

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