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稱重模塊介紹

發布時間:2021-03-15 15:26:11 |來源:網絡轉載

一、模擬量采集模塊
模擬量主要是皮帶秤的稱重信號和速度信號,該模塊包括傳感器及信號調理部分和模數轉換部分。
1傳感器
皮帶稱重裝置使用的傳感器主要是稱重傳感器和速度傳感器。其中稱重傳感器是皮帶秤對於物料重量進行非電量到電量轉換的核心元件,它的性能指標在很大程度上決定了電子皮帶秤的精度和穩定性。速度傳感器用於檢測皮帶的運行速度,而重量信號和速度信號的積算反映了皮帶秤的稱量值,因此,速度傳感器的選擇和使用也直接影響了皮帶秤的準確度。
(1)稱重傳感器
稱重傳感器是將皮帶秤稱重的力信號轉換為電信號的核心部件,稱重傳感器按變換原理分類,主要有:電阻應變片式、電容式、壓磁式、壓電式等。目前在使用的皮帶秤中,絕大多數釆用了電阻應變片式稱重傳感器。
電阻應變片式傳感器一般由受壓彈性元件和應變彈性元件組成。整個傳感器的工作過程是被測壓力通過受壓彈性元件轉換成集中力作用於應變彈性元件,應變彈性元件變形帶動粘貼的應變片隨之變形產生電阻差動變化,然後通過全橋接線輸出。因為壓力的大小與應變成正比,應變大小與電阻的變化成正比,電阻的變化率與輸出電壓變化率成正比,所以,被測量與輸出量之間呈線性關係。同時,由於釆用了應變片差動布線和全橋布線,電阻應變片式傳感器具有良好的抗載荷或側向力引起的幹擾能力。
(2)速度傳感器
速度傳感器也是電子皮帶秤稱重裝置中的一個重要設備。皮帶秤稱重裝置主要需要檢測兩個物理量,一個由稱重傳感器測量質量信號,另一個即速度傳感器檢測皮帶的速度,將所得的兩個信號量轉換後進行運算,可以求得皮帶秤的K8凯发登录入口和物料重量。因此,速度檢測的準確程度,也直接影響到皮帶秤的精度。
速度傳感器主要分為數字式和模擬式兩類,當前國內外使用數字式的速度傳感器較為普遍。數字式速度傳感器按照獲取速度信號的方式可以分為接觸式和非接觸式;從測量原理上有可以分為測脈衝頻率式(測頻式)和測脈衝周期式(測寬式);從信號轉換方式上可以分為磁電式和光電式。合理的選擇稱重傳感器和速度傳感器對於電子皮帶秤的測量精度非常重要。
2AD轉換電路
AD轉換器的優勢在於它把大部分的轉換過程轉移到數字域,並且把高性能模擬與數字處理融合在儀器。模擬元件釆用單個比較器、積分器和1位DAC。由於1位DAC隻有兩個輸出,因此它在整個電壓範圍內均是線性化的。這種高水平的線性化是AD轉換器實現高精度化的原因之一,最終的絕對精度主要取決於基準電壓的精度。
ADS1232是一個精密的24位AD轉換器,它內部帶有低噪聲的可編程精密放大器,精密的Delta-SigmaAD轉換器和內置的振蕩器。ADS1232為橋路傳感器的應用及報告稱重儀器提供一個完全的前端解決方案,它具有非常低的噪聲,采樣速率為10Hz及80Hz,對於50Hz與60Hz具有大於lOOdB的抑製能力。對於稱重儀器的應用,ADS1232是最容易使用的。
在稱重儀器中,大量釆用比例測量方法,在這裏橋路的接地電壓同時為AD轉換器的參考電壓,因為橋路的輸出正比於橋路的接地電壓,而AD轉換器的結果也正比於參考電壓,因此釆用比例方法測量時,AD轉換器的輸出結果隻與橋路阻抗的變化有關,因此可以大大地提高測量精度。
二、通信模塊
1RS232通信
RS-232C標準是美國等公司一起開發的,1969年公布的通信協議。它適合於數據傳輸速率在0〜20000bps範圍內的通信。這個標準對串行通信接口的有關問題,如信號線功能、電器特性都作了明確規定。由於通行設備廠商都生產與RS-232C製式兼容的通信設備,因此,它作為一種標準,目前已在微機通信接口中廣泛釆用。
2以太網通信
隨著信息技術的不斷發展,信息交換技術覆蓋了各行各業。在自動化領域,越來越多的企業需要建立包含從工廠現場設備層到控製層、管理層等各個層次的綜合自動化網絡管控平台,建立以工業控製網絡技術為基礎的企業信息化係統。工業以太網提供了針對製造業控製網絡的數據傳輸的以太網標準。該技術基於工業標準,利用了交換以太網結構,有很高的網絡安全性、可操作性和實效性,最大限度地滿足了用戶和生產廠商的需求。工業以太網以其特有的低成本、高實效、高擴展性及高智能的魅力,吸引著越來越多的製造業廠商。
所謂工業以太網,一般來講是指技術上與商用以太網(即IEEE802.3標準)兼容,但在產品設計時,在材質的選用、產品的強度、適用性以及實時性、可互操作性、可靠性、抗幹擾性和本質安全等方麵能滿足工業現場的需要。
以太網進入工業自動化領域的直接原因是,現場總線多種標準並存,異種網絡通信困難。在這樣的技術背景下,以太網逐步應用於工業控製領域,並且快速發展。工業以太網的發展得益於以太網多方麵的技術進步。首先是通信速率的提高,其次由於釆用星形網絡拓撲結構和交換技術,使以太網交換機的各端口之間數據幀的輸入和輸出不再受CSMA/CD機製的製約,避免了衝突;再加上全雙工通信方式使端口間兩對雙絞線(或光纖)上分別同時接收和發送數據,而不發生衝突。
以太網Ethernet指的是由某公司創建並聯合開發的基帶局域網規範,是當今現有局域網采用的最通用的通信協議標準。以太網絡使用CSMA/CD(載波監聽多路訪問及衝突檢測技術)技術,並以10M/s的速率運行在多種類型的電纜上。
三、模擬量輸出模塊
在嵌入式應用係統的研製中,模擬量輸出接口的設計往往是不可缺少的一個環節。在對外部設備驅動時,某些設備(如變頻調速器等)隻能采用模擬量驅動;在主從式測控係統中,利用主機輸出模擬信號控製從機的設定值也是一種常用的手段;另外,在有些測量儀表中,為將現場測量的參量傳送出去,也常釆用模擬信號傳送的方法。
4〜20mA電流環模擬信號傳輸方式雖然逐漸被現場總線等數字化傳輸方式所取代,但是因為其接口較為簡單,且具有統一的工業標準,所以仍然有一定的市場。

 

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