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隨著計(jì)算機(jī)和測(cè)控技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，人們對(duì)稱重系統(tǒng)的要求也越來(lái)越高，傳統(tǒng)的稱重系統(tǒng)已是使用高精度萬(wàn)用表測(cè)量稱重傳感器的輸出電壓，操作復(fù)雜且誤差大，很難滿足人們的要求，而且，很多領(lǐng)域的一些用間接的測(cè)量容積體積來(lái)實(shí)現(xiàn)側(cè)重量的方法也存在諸多問(wèn)題，例如：對(duì)于超稠、特稠原油，由于其粘度高，流動(dòng)性差，油中含氣不易排出造成假體積，且原油易殘留在計(jì)量器中，因此采用容積法計(jì)量稠油，計(jì)量時(shí)間長(zhǎng)，誤差大，耐久性不好。在這一領(lǐng)域從計(jì)量原理上正在采用稱重的方法計(jì)量稠油產(chǎn)量。所以研制出一種高精度、高穩(wěn)定性的稱重系統(tǒng)已經(jīng)是當(dāng)前急待解決的事情。

１稱重傳感器的工作原理

應(yīng)變片在外力的作用下發(fā)生機(jī)械形變時(shí)，其電阻值將發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為應(yīng)變效應(yīng)。根據(jù)應(yīng)變效應(yīng)將應(yīng)變片粘貼在彈性體上，彈性體受到外界力的作用而產(chǎn)生的應(yīng)變會(huì)傳送到應(yīng)變片，使應(yīng)變片的電阻值發(fā)生相應(yīng)的變化。通過(guò)電阻與電壓的關(guān)系，可得出電壓量的變化，由此便可推導(dǎo)出被測(cè)物的質(zhì)量。

２系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)

該稱重系統(tǒng)采用電阻應(yīng)變片式傳感器進(jìn)行測(cè)量，直流電橋輸出的電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)放大和濾波后，由Ａ/Ｄ轉(zhuǎn)換電路進(jìn)入到單片機(jī)系統(tǒng)中，單片機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)采用了多次采樣和去極值取平均值的濾波處理，避免了瞬間干擾對(duì)采樣的影響，以獲得較為可靠的數(shù)據(jù)。單片機(jī)將處理過(guò)的數(shù)據(jù)通過(guò)RS232串行接口傳送給PC機(jī)（上位機(jī)），上位機(jī)采用VB軟件作進(jìn)一步處理，使稱重系統(tǒng)達(dá)到高精度的要求。

３下位機(jī)硬件電路設(shè)

下位機(jī)硬件電路主要由傳感器后續(xù)信號(hào)調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、串口通訊電路組成。

3.1傳感器后續(xù)信號(hào)調(diào)理電路

由于電阻應(yīng)變片所產(chǎn)生的是電阻量的變化，而電阻量的變化又很難加以測(cè)量。選擇直流差動(dòng)電橋可使電阻量變化轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)。但是，通過(guò)電橋輸出的電壓信號(hào)非常微弱，難以用一般的測(cè)試儀器測(cè)出，所以采用美國(guó)BURR-BROWN公司生產(chǎn)的精密儀器儀表用放大器INA121進(jìn)行放大，低通濾波器實(shí)現(xiàn)將無(wú)用的信號(hào)剔除而保留有用的信號(hào)。

3.2A/D轉(zhuǎn)換電路

轉(zhuǎn)換電路采用美國(guó)AD公司研制的12位逐次逼近型ADC轉(zhuǎn)換器AD574，它內(nèi)部集成轉(zhuǎn)換時(shí)鐘、參考電壓源和三態(tài)輸出鎖存器。它使用方便，可與微機(jī)直接接口，無(wú)需外接時(shí)鐘；轉(zhuǎn)換時(shí)間為15～35μs；輸入模擬電壓既可以是單極性，也可以是雙極性。單極性輸入時(shí)為0～+10V或0～+20V，雙極性輸入時(shí)為-5～+5V或-10～+10V；數(shù)字量位數(shù)可以設(shè)為8位或者12位。12位數(shù)據(jù)可以一次讀出，也可分兩次讀，便于與8位或16位微機(jī)相連。

3.3串口通訊電路

經(jīng)計(jì)算和優(yōu)化處理的數(shù)字信號(hào)需要送到上位機(jī)作進(jìn)一步處理和保存，采用芯片MAX232來(lái)實(shí)現(xiàn)TTL←→RS232雙向電平轉(zhuǎn)換，這樣就可以實(shí)現(xiàn)AT89C51單片機(jī)作為下位機(jī)、PC機(jī)作為上位機(jī)的通訊了。

４上位機(jī)VB軟件設(shè)計(jì)

上位機(jī)系統(tǒng)選用VB語(yǔ)言作為軟件開發(fā)工具，VB提供的串行通信控件Mscomm可以方便地通過(guò)串口與下位機(jī)相連，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。它簡(jiǎn)單而高效地實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的通訊，從而使編程效率大大提高。

５結(jié)論

經(jīng)實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)使用表明，本稱重系統(tǒng)能夠滿足高精度、高穩(wěn)定性的要求，因此進(jìn)一步驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行性與實(shí)用性，除此之外，要想在復(fù)雜的測(cè)量環(huán)境中滿足高性能的測(cè)試要求，還應(yīng)該進(jìn)行多方面的考慮，比如：加入應(yīng)變式橋接補(bǔ)償電路,解決溫度變化引起的橋接平衡點(diǎn)的漂移、測(cè)力傳感器的靈敏度發(fā)生變化；接口電路應(yīng)盡量采用了電氣隔離技術(shù)；應(yīng)變片要保證較好的粘貼工藝等等。根據(jù)具體測(cè)量環(huán)境和精度要求確定具體方案。

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