专利名称：微机动态称重配料控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种称量装置，尤其涉及一种微机动态称重配料控制装置。
背景技术：
称量与人类生产、生活息息相关。称量分为静态称量和动态称量两大类。 日常生活中人们遇到的称量主要是静态称量，如磅秤，电子称等，静态称量是 称体与物体之间达到静态平衡后进行称量的， 一般静态的称量方法精度都比较 高。
在工业生产现场中，有很多地方需要我们在正常作业的同时测量出物料的 重量，而且在这种情况下其重量往往是一个随时间变化的变量。例如，食品工 业中，要在奶粉往包装袋中封装的同时测量其质量，没必要从生产线上取下在 进行称量。再如在饲料配比中经常需要将多种原料按一定的比例混合，这种将 一种原料和其它多种原料按事先设定的比例进行混合配料的配料称重系统在工 业生产过程中有着广泛的应用，它能根据事先设定的配料单，将各种不同的原 料在不同的称重设备中进行称量配料。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种微机动态称重配料控制装置，其在称量运动 物料时称量精度高，称量误差小。
为解决上述技术问题，本实用新型包括单片机，单片机连接存储器和系 统时钟，电源连接单片机，所述的单片机连接模数转换器，模数转换器连接测 量传感器，单片机连接键盘和显示器，单片机连接开关量输入接口和开关量输 出接口。
所述的单片机连接通讯接口 。
所述的电源和单片机间连接滤波器。
所述的单片机与其他元器件连接的电路板一周设地线，地线与数字地和模 拟地交流连接。
所述的单片机连接定时器电路。
所述的模数转换器和测量传感器间串联穿心电感和钽电容，模数转换器和 测量传感器外设屏蔽壳。
所述的开关量输入接口与单片机间设光电隔离器，开关量输出接口与单片 机间设光电隔离器。本实用新型采用屏蔽壳，合理采用接地技术，用低漂移、高输入阻抗高共 模抑制比的运算放大器来降低外界因素对称重中过程的随机干扰，有效提高了 对于运动物料的称量精度。
图l为本实用新型一种实施方式的电路原理框图。
图2为本实用新型一种实施方式的单片机与模数转换器的连线图
具体实施方式
如图1所示本实用新型的一种实施方式包括单片机，单片机连接存储器 和系统时钟，电源连接单片机，单片机连接模数转换器，模数转换器连接测量 传感器，单片机连接键盘和显示器。单片机连接开关量输入接口和开关量输出 接口。单片机按照规定的控制算法，根据测量传感器现场送来的信号进行运算， 根据运算结果通过开关量输出接口输出控制机械秤的给料门和卸料门。模数转 换器将现场测量传感器的输出电压信号转换成计算机能接收的数字信号。测量 传感器将机械秤斗内的物料实际重量，转换为电压信号。开关量输入接口用于 输入手动/自动方式开关的状态，搅拌机计时状态等信号。开关量输出接口用于 输出控制机械秤的给料门和卸料门的开关动作。开关量输出接口连接电气控制 线路，电器控制线路直接控制现场机械设备的动作。电器控制线路包括手动/自 动操作器、中间继电器、电气转换器(电磁气阀)和气缸等设备。操作控制台显 示计算机系统运行状态及实现对系统的某些操作控制。电源采用磁共振交流稳
压电源，并将220V交流电转换成计算机工作的各种电压。电源分为数字电源和 模拟电源，本实用新型采用从交流220V经变压为9V后经过整流桥路变为直流， 然后经三端正向稳压电源7805后变成直流5V源。模拟电源和数字电源分别用 不同变压绕组，两路电源互不干扰。由于模拟电源对电压纹波等指标要求较为 严格，所以在设计模块地时加入了更为严格的滤波措施，模拟地通过电感和钽 电容进一步减小电源的纹波。
如图2所示单片机采用W78E58芯片，模数转换器采用ADI公司推出的一款 高分辨率的A/D转换器AD7730，模数转换器和测量传感器间串联穿心电感和钽 电容，模数转换器和测量传感器外设屏蔽壳。AD7730的SCLK、 DIN、 D0UT、 RDY 分别与W78E58芯片相应功能的I / 0 口连接，完成对AD7730的控制和数据读取。
开关量输入接口与单片机间设光电隔离器，开关量输出接口与单片机间设光电 隔离器。单片机与其他元器件连接的电路板一周设地线，地线与数字地和模拟
地交流连接。模拟地和数字地要在一点连接，应在芯片的模拟地和数字地处短 接，这样能有效的降低接地阻抗和噪声系数。由于AD7730的分辨率极高、噪声
4系数极低，在元件布局方面，模拟部分与数字部分要完全分开，避免模拟信号 与数字信号相互交叉，如果必须交叉则一定要正交。模拟地和数字地的铺铜层
要分别覆围所有的模拟元件和数字元件。AD7730芯片下方不布设任何信号线， 并用模拟地铺铜层覆围。AD转换器和微处理器的晶振需要用数字地覆围，并尽 量远离信号线，同时避免噪音对印制板其它元件产生的辐射干扰影响。
本实用新型只有采用有效的接地才能有效的提高本装置的抗干扰能力，提 高承重的精度，接地的基本功能如下-
(1)地是电源的流入流出点。对于干扰来说，通过这个流入流出点来泄掉 干扰电流，减少干扰的影响。对于供电电源来说，地是正电源的电流流回点， 是负电源的电流流出点。
(2)地是电位基准，是建立和衡量电路中各电压参数间数量关系的基准， 任何电路没有基准就无法正常工作.
接地的基本原则如下
(1)数字电路、高频模拟电路就近多点接地。
当信号进入射频段时，很容易向空中发射，这时电路的电磁场干扰上升为 主要矛盾。而减小接地引线电阻就能有效的降低抑制其发射。减小引线电阻的 有效办法就是尽量减小接地路径长度，即就近接地。虽然由于地线上电流的影 响，多个接地点会有多个不同的地电位，但对于数字电路来说都有一定的噪声 容限，并不影响数字电路正常工作。
(2) 中低频模拟电路要一点接地
对于装置内部电路而言， 一点接地是为了防止公共地线阻抗上压降的影响， 显然多点接地时地线内阻抗在通过电流时会在不同的地方产生不同的压降，从 而导致接地电平不同。如图其中(a)是多点接地，电源在心上的压降将使两个 电路相互影响。例如，10cm长、0.3mm宽的印刷线路的电阻约为8mQ, 10mA的 则可产生80 u V的压降。对于本系统中10mV的小信号来说，其相对值为0. 8%， 这显然是不允许的。通过r2的电流是不恒定的，可能是交流或者是脉冲，无法 予以抵消，有时还会形成正反馈而使电路自激。(b)为单点接地，各电路间不 会相互影响。
(3) 系统内模拟地、数字地和电源地的连接。 系统的数字地和模拟地的连接方法为一点连接，但连接的位置有着严格的
限制。当数字电路与模拟电路公用一个电源时，或者两个电源是共地电源时， 应使模拟地与数字地在最靠近主电源的地端处相连。这里的共地主要指用一个 电源变压器绕组或是其它固有原因，而不是后接在一起的共地。这种接法的原因是因为数字地与模拟地已经共地，接地点越接近主电源，数字电路形成的工 作电流波动对模拟部分的影响越小。当数字电路与模拟电路使用不同的绕组或
者不公用一个电源时，接地点的位置应该选在AD转换器的模拟地和数字地两个 引脚处。这样两个部分没有公共回路，不能形成相互干扰。
作为本实用新型的一种改进，单片机连接定时器电路，定时器电路为以 CH451芯片为主的看门狗系统，单片机与CH451间的管脚连接关系为现有技 术。
在使用本实用新型时，启动通过开关量输出接口控制进料装置，物料在自 身重力的作用下进入称量斗，通过在料斗上安装的测量传感器，将料斗的重量 变化信号由测量传感器转换成与之对应的电压信号，经放大器把该电压信号放 大后送入主控模块进行数据处理，当到达预定值时，停止进料，完成一次定量 称重。本实用新型也可通过接口与计算机连接，通过计算机上运行的控制软件， 对其在称量过程中产生的误差进行修正。
权利要求1.一种微机动态称重配料控制装置，包括单片机，单片机连接存储器和系统时钟，电源连接单片机，其特征在于所述的单片机连接模数转换器，模数转换器连接测量传感器，单片机连接键盘和显示器，单片机连接开关量输入接口和开关量输出接口。
2. 根据权利要求1所述的一种微机动态称重配料控制装置，其特征在于所 述的单片机连接通讯接口。
3. 根据权利要求1或2所述的一种微机动态称重配料控制装置，其特征在于所述的电源和单片机间连接滤波器。
4. 根据权利要求1或2所述的一种微机动态称重配料控制装置，其特征在 于所述的单片机与其他元器件连接的电路板一周设地线，地线与数字地和模拟 地交流连接。
5. 根据权利要求1或2所述的一种微机动态称重配料控制装置，其特征在 于所述的单片机连接定时器电路。
6. 根据权利要求1或2所述的一种微机动态称重配料控制装置，其特征在 于所述的模数转换器和测量传感器间串联穿心电感和钽电容，模数转换器和测 量传感器外设屏蔽壳。
7. 根据权利要求3所述的一种微机动态称重配料控制装置，其特征在于所 述的开关量输入接口与单片机间设光电隔离器，开关量输出接口与单片机间设 光电隔离器。
专利摘要本实用新型涉及一种称量装置，尤其涉及一种微机动态称重配料控制装置。它包括单片机，单片机连接存储器和系统时钟，电源连接单片机，所述的单片机连接模数转换器，模数转换器连接测量传感器，单片机连接键盘和显示器，单片机连接开关量输入接口和开关量输出接口。其在称量运动物料时称量精度高，称量误差小。
文档编号G01G19/34GK201402176SQ200920089268
公开日2010年2月10日 申请日期2009年3月30日 优先权日2009年3月30日
发明者刘耿臣, 王伟生, 蕾 苗 申请人:周口恒昌计量自控设备有限公司