专利名称：称重仪表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种称重领域使用的仪表，尤其涉及适合一般工业用途和商业用途的台秤、地秤、容器称、汽车衡、水泥搅拌站配料秤，或吊秤使用的仪表。
背景技术：
目前，国内称重仪表称重误差大，功能单一，性能不稳定，故障多，客户普遍不满意；而国外称重仪表价格特别昂贵，功能也不是太多，与国内用户需求不一致，售后服务难以跟上，故障难以及时维修。
发明内容本实用新型的目的是为称重领域提供一种适宜的仪表，该仪表占用面积小，结构简单，该仪表称重准确，性能稳定，抗干扰能力强，能适应恶劣环境，成本适中，易操作维护。本实用新型目的是这样实现的该仪表包括电源电路，主控电路，称重信号采样的 A/D转换及激励电压放大电路，通讯电路，显示及按键电路。各个电路采用不同电源，有利于各个电路隔离，抗干扰性强。主控电路包括CPU，CPU的型号为M3(^90，M30290的10、12 脚连接有振荡电路，9脚接JRC2102看门狗芯片的8脚，M30290集成电路的P7. 3-P7. 0端口分别与S^l外部EEPROM的控制CS、SK、DO、DI端口连接，M30290集成电路的P3. 4端口与SN74HC04集成电路的11脚连接；称重信号采样的A/D转换及激励电压放大电路包括集成电路ICl，集成电路ICl的2、1脚输入端通过整流电路和滤波电路与连接器上的称重传感器信号输入端相连，集成电路ICl的9、10脚接有KSS4096晶振，11脚、12脚、13脚接有SPI 通讯端口，SPI通讯端口通过接插件连接到3个光耦电路中，连接器CNl的传感器激励电压端通过LC滤波电路、“H”桥电路连接到0P^5G运算放大器的两个反向输入端，0P07C运算放大器IC2的正负输入端分别接有差分电阻，0P07C运算放大器IC2的输出端通过限流电阻连接0P^5G运算放大器的电压端；通讯电路包括MAX232EWE集成电路，MAX232EWE集成电路通讯控制端口分别与M30290CPU集成电路的通讯控制端口连接，MAX232EWE集成电路设有与计算机的串口相连接的RS232或RS485端口。电源电路变压器Tl采用进口线圈和铁芯，前级采用200mA保险丝保护后面的电路，后接LC滤波电路，用于滤除来自电源干扰；Tl采用双IlOV设计，以适应于IlOV和 220V的不同用户；后级为双输出，分别为11.5V和9V输出，11.5V分别接IC4 (BA08T)、IC5 (79M08A)和IC6 (NJM78L05A), IC4为塑封的8V稳压电源芯片，精度较高，IC5为塑封的-8V 稳压电源芯片，精度也较高，IC6为的5V稳压电源芯片，精度比较高，为+5VA供电；9V经整流滤波输出直接给+5VLED供电，同时接IC7 (BA05A)输入端，IC7为塑封的5V稳压电源芯片，精度较高，其输出端为+5VB供电，输出端通过二极管D12为+B提供电源。显示及按键电路显示电路采用6个高亮度清晰稳定的红色数码管(LED1-LED6)， CPU (IC60)的6个端口驱动6个三极管2SC2712-GR (Q61-Q66)的基极，发射极放大驱动 6个共阳数码管，发射极同时驱动6个红色指示灯(D7-D12)，指示灯的负极通过限流电阻R108接CPU的一个端口，CPU的8个端口通过显示驱动芯片IC65 (TDA62583)控制数码管 7段(A，B, C, D, E, F, G)和一个点DP。按键电路为4个轻触式高可靠的按键(K1-K4)，分别接 IC67D、IC67C、IC67B、IC67A (SN74HC04)输入端口 9,5,3,1，其对应输出端分别接 CPU 的 4
个端口。通讯电路通讯电路以通讯板上ICO (MAX232EWE)为核心，ICO为通讯电平转换器件，其6个通讯控制端口分别与CPU的6个端口连接，通过接插件F4的4个端口分别经过电感Li、L2滤波与连接器CN66的4、5、6、7连接，通过端口与计算机的串口连接，通过编程就可与计算机终端进行通讯，可通过RS232或RS485端口与计算机进行通讯。称重信号采样的A/D转换及激励电压放大电路称重信号采样的A/D转换电路以 ICl (CS5530)为核心。称重讯号输入端通过限流电阻R1、R2，LC滤波电路Ll (RC08F)，C1、 C2、C3、C4，以滤除不必要的脉冲信号，再通过D13、D14整流电路送到ICl的输入端；其9、 10脚外界高精度的晶振KSS4096，为芯片提供采样频率；17、18脚为参考电源的正负端，通过稳压管ZDl (LT1009CZ)提供高精度稳定的2. 5V电源，其误差不超过0.洲；11、12、13脚为SPI通讯端口，分别通过3个光耦P60-P62 (HCPL-M601)与CPU的3个端口连接，光耦起到隔离信号和防止干扰作用，通过编程对采样数据进行处理。其电源为+5VA。A/D转换芯片为M位高精度转换芯片，采用DELTA-SIGMA模数转换方法，内部分辨率为16MHZ，可编程增益仪用放大器，可选择的采样速率，一般采样速度大约每秒200次。激励电压转换电路以 IC2 (0P07C)、IC3 (0P295G)为核心，IC2为低噪声、低偏移电压运算放大器，为IC3的+INB 端提供稳定的电压；IC3为低漂移、宽增益电压运算放大器；称重信号激励电压正负端通过 L4、L5、C21-C24的LC滤波电路，以滤除干扰信号，再连接由RIO、Rll、R16、R17、Q1-Q4构成 “H”桥电路，送到IC3的反向输入端，为激励电压提供大负载。主控电路主控电路以CPU (M30290)为核心，CPU为瑞萨的16位高性能高速单片机，此单片机既有高性能指令又有高效率指令，处理运算能力强，内有丰富的资源，特别适应于工业设备。CPU的复位端外接看门狗芯片IC62 (JRC2102),以防止外界的干扰，程序跑飞，死机，当出现上述情况时该芯片的内部定时器超过设定时间能强制CPU复位，保证设备的正常运行。CPU的4个端口与外部EEPROM的4个控制端口连接，通过编程以存储称重数据，包括皮重、净重、零位、重量变动、重量单位和各个功能模式等。CPU的一个端口与 SN74HC04集成电路IC67E的11脚连接，以控制START端。CPU的15个端口与接插件CN61 连接，以便用户选配B⑶资料输出接口板；CPU的4个端口与接插件Fl连接，以便用户选配比较输出接口板，连接器CN66的11、12、13、14端分别与Fl连接，连接器CN66的11、12、13、 14端分别为LL (低低限输出)、LO (低限输出)、HI (高限输出)、HH (高高限输出)。CPU的 1个端口与接插件CN63连接，以便用户选配模拟输出接口板，CN66的1、2脚与接插件CN85 连接，当选用0-20mA/4-20mA的模拟输出接口板时，激励电压的电流输出降低至120mA。CPU为瑞萨的16位单片机M30290，采用LQFP80封装，易于量产。本实用新型产品性能可靠，称量精度高，稳定性好，抗干扰强，故障少，结构紧凑， 占用面积少，容易安装和维护，有较多的可选性供用户选择，性价比较高。所有元件都可以市购，易于生产。
[0012]图1为本实用新型具体实施的电源电路图。图2为本实用新型具体实施的称重信号采样的A/D转换及激励电压放大电路电路图。图3为本实用新型具体实施的显示及按键电路图。图4为本实用新型具体实施的主控电路图。图5为本实用新型具体实施的通讯电路图。
具体实施方式
图1中的电源部分连接器CNl的9、10脚接电源AC，9脚接保险丝FO (200mA/250V)，L2.0、L2. 1、C30组成滤波电路，防止电源信号中干扰信号，与变压器Tl的1、 4脚连接；连接器Cm的8脚为接地脚，C31、C32为滤波电容，连接到接插件STl，通过短接线来选择220V或110V, STl的1、2脚与Tl的4脚连接，3脚与Tl的2脚连接，4脚与Tl的3 脚连接，5脚与Tl的1脚连接。Tl的6、7输出端(9V)通过全桥整流电路D5-D8 (UlGffJ49) 经整流滤波直接为+5VLED供电，同时接IC7稳压电源的输入端，输出端输出5V电压为+5VB 供电，经D12整流输出为+B供电，C35为输入滤波电容，C38，C40为输出滤波电容。Tl的8、 10输出端(11. 5V)通过全桥整流电路D1-D4 (U1GWJ49)整流滤波一接IC6稳压电源的输入端，输出端输出5V电压为+5VA供电，C39为输出滤波电容；二接IC4稳压电源的输入端，输出为+8V供电，C36为输出滤波电容；三接IC5稳压电源的输入端，输出为-8V供电，C37 为输出滤波电容；C33，C34为整流输出后的滤波电容，D9、D10为肖特基二极管，用作开关二极管。图2中称重信号采样的A/D转换及激励电压放大电路连接器CNl的1、2脚为称重传感器信号输入端，通过限流电阻RU R2，LC滤波电路Ll (RC08F), Cl、C2、C3、C4，以滤除不必要的脉冲信号，再通过D13、D14整流电路送到ICl的2、1脚输入端；ICl芯片的3、4、 5、6接电容C5-C7、C9、C28、C29为滤波电容，以抑制干扰噪声；其9、10脚外界高精度的晶振KSS4096，为芯片提供采样频率；17、18脚为参考电源的正负端，通过R4、R5、R23、稳压管 ZDl (LT1009CZ)提供高精度稳定的2. 5V电源，其误差不超过0.觊；11 (SCLK)、12 (SD0)、 13 (SDI)脚为SPI通讯端口，通过接插件连接到图4中3个光耦P62、P60、P61电路中， R64-R66为光耦发光二极管的限流电阻，R60-R62为输出偏置电阻，C62-C64为滤波电容。 ICl芯片的外围电容C8、C10-C13、(^6、C42-C46为滤波电容，R22为芯片的片选端提供低电平。第一连接器CNl的3、4脚为传感器激励电压端，通过L4、L5、C21-C24的LC滤波电路， 以滤除干扰信号，再连接由R10、R11、R16、R17、Q1-Q4构成“H”桥电路，送到IC3的反向输入端-INA、-INB，IC3的两输出端为激励电压提供大负载，电源为正负8V，C16-C18为滤波电容。R6、R8为差分电阻分别接IC2的正负输入端，R7为负反馈电阻，输出端为IC3的+INB 端提供良好的稳定电压，R9为限流电阻，C14、C15为滤波电容，ZD2、ZD3为18V稳压二极管， R20、R21为分压电阻，IC2、IC3的电源为正负8V。图3中显示按键部分CPU (IC60)的6个端口 P0. 5-P0. 0驱动6个三极管 2SC2712-GR (Q61-Q66)的基极，发射极放大驱动6个共阳数码管LED1-LED6共阳极，发射极同时驱动6个红色指示灯(D7-D12)，指示灯的负极通过限流电阻R108接CPU的一个端口 P0. 6，CPU的8个端口 Pl. 0-P1. 7通过显示驱动芯片IC65 (TDA62583)控制数码管7段(A, B, C, D, E, F, G)和一个点DP，IC65为反向驱动器。按键电路为4个轻触式高可靠的按键 (K1-K4)，分别接 IC67D、IC67C、IC67B、IC67A (SN74HC04)输入端口 9,5,3,1，IC65 为反向器，其对应输出端分别接CPU的4个端口 P3. 0-P3. 3。 图4中主控部分=CPU (IC60)的10、12脚连接R79、R80、C75、C76和晶振X60组成振荡电路，为CPU提供主频；CPU的复位端即第9脚外接看门狗芯片IC62 (JRC2102)第8 脚，D60 二极管防止正向脉冲干扰而复位，C71、C72、C74、C84为滤波电容。CPU的4个端口 P7. 3-P7. 0分别与外部EEPROM的4个控制端口 CS、SK、DO、DI连接，电源由+B供电。CPU 的一个端口 P7. 4与SN74HC04集成电路IC67E的11脚连接，以控制START端。CPU的15个端口与接插件CN61连接，IC60的15脚接CN61的1脚，IC60的5脚接CN61的2脚，IC60 的68脚接CN61的3脚，IC60的4脚接CN61的4脚，IC60的69脚接CN61的5脚，IC60的 3脚接CN61的6脚，IC60的70脚接CN61的7脚，IC60的71脚接CN61的9脚，IC60的19 脚接CN61的10脚，IC60的72脚接CN61的11脚，IC60的21脚接CN61的12脚，IC60 的73脚接CN61的13脚，IC67的13脚接CN61的14脚，IC60的74脚接CN61的15脚， IC60的1脚接CN61的17脚，CN61的16脚接CN60的11脚(START)以便用户选配BCD资料输出接口板；CPU的4个端口的14、31、34、35脚分别与接插件Fl的12、14、16、18脚连接， C89-C92为滤波电容，以便用户选配比较输出接口板，连接器CN66的11、12、13、14端分别与 Fl的7、9、11、13脚连接，连接器CN66的11、12、13、14端分别为LL (低低限输出)、LO (低限输出)、HI (高限输出)、HH (高高限输出)。CPU的1个端口 P0. 7与接插件CN63连接，以便用户选配模拟输出接口板，CN66的1、2脚与接插件CN85连接，当选用0-20mA/4-20mA的模拟输出接口板时，激励电压的电流输出降低至120mA。连接器CN66的8、9脚信号输入端分别连接光耦P114、P115发光二极管一端(均为2脚)，R114-R115为光耦发光二极管的限流电阻，R106-R107为输出偏置电阻，C85、C88为滤波电容，光敏三极管的发射端分别接CPU 的32,33脚。 图5中的电路为通讯电路部分Cl、C3、C4、C5、C9为滤波电容，D1、D2为整流二极管，MAX232EWE集成电路ICO的8、9、11、14脚与接插件Fl的13、5、7、11脚连接，通过连接线与图4中接插件F4连接，F4的1、3、5、7、9脚分别与CPU的18、43、41、40、42脚连接。连接器CN66的4、5、6、7脚为外接计算机的通讯串行端口，Li、L2为滤波电感，通过Li、L2分别连接到第四接插件F4的13、11、17、15脚。F4的12、14脚与接插件ST62的1、2脚连接， ST62用短接线短接处于“ON”状态，可实现RS485通讯格式，ZD60、ZD61为6. 8V稳压管，接插件ST60与CPU的17脚连接，用短接线短接处于“ON”状态，作用为给通讯线的终端并上一个200欧阻抗匹配电阻，可实现点对点，点对多点通讯。
权利要求1. 一种称重仪表，该仪表包括电源电路，主控电路，称重信号采样的A/D转换及激励电压放大电路，通讯电路，显示及按键电路，其特征在于主控电路包括CPU，CPU的型号为 M30290,M30290的10、12脚连接有振荡电路，9脚接JRC2102看门狗芯片的8脚，M30290集成电路的P7. 3-P7. 0端口分别与S291外部EEPROM的控制CS、SK、D0、DI端口连接，M30290 集成电路的P3. 4端口与SN74HC04集成电路的11脚连接；称重信号采样的A/D转换及激励电压放大电路包括集成电路(IC1)，集成电路(ICl)的2、1脚输入端通过整流电路和滤波电路与连接器上的称重传感器信号输入端相连，集成电路(ICl)的9、10脚接有KSS4096 晶振，11脚、12脚、13脚接有SPI通讯端口，SPI通讯端口通过接插件连接到3个光耦电路中，连接器(CNl)的传感器激励电压端通过LC滤波电路、“H”桥电路连接到0P^5G运算放大器的两个反向输入端，0P07C运算放大器(IC2)的正负输入端分别接有差分电阻，0P07C 运算放大器(IC2)的输出端通过限流电阻连接0P^5G运算放大器的电压端；通讯电路包括 MAX232EWE集成电路，MAX232EWE集成电路通讯控制端口分别与M30290CPU集成电路的通讯控制端口连接，MAX232EWE集成电路设有与计算机的串口相连接的RS232或RS485端口。
专利摘要本实用新型公开了一种称重仪表，该仪表包括电源电路、主控电路，主控电路CPU的型号为M30290集成电路的P7.3-P7.0端口分别与S291外部EEPROM的控制CS、SK、DO、DI端口连接,P3.4端口与SN74HC04集成电路的11脚连接；称重信号采样的A/D转换及激励电压放大电路IC1集成电路的2、1脚输入端通过整流电路和滤波电路与连接器上的称重传感器信号输入端相连，连接器传感器激励电压端通过LC滤波电路、“H”桥电路连接到OP295G运算放大器的两个反向输入端。产品性能可靠，称量精度高，稳定性好，抗干扰强，故障少，结构紧凑，占用面积少，容易安装和维护，有较多的可选性供用户选择，性价比较高。适用于台秤、地秤、容器称、汽车衡等。
文档编号G01G3/12GK202024809SQ20112003426
公开日2011年11月2日 申请日期2011年2月1日 优先权日2011年2月1日
发明者佟士辉, 宋臣龙, 曹祚鸣, 田海贵 申请人:徐州达康电控科技有限公司