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Autor: Smartweigh–Pesador multicabezal
La pesadora multicabezal con pantalla digital diseñada en este documento es un dispositivo de visualización de control de pesaje basado en el sensor de fuerza de deformación de la resistencia y el diseño de un solo chip como clave para el control. El rango de detección es de 0-10 kg, y la precisión de la medición es±2g, la pantalla de visualización de cristal líquido muestra la información de los datos de medición precisos, además, la información de los datos de medición precisos se puede enviar a la computadora electrónica para mostrar la información de acuerdo con la comunicación en serie. El software del sistema tiene las características de alta precisión, características estables y operación simple. El diagrama de marco del esquema de diseño de la pesadora multicabezal se muestra en la Figura 1 a continuación: 1. El principio del circuito de configuración del hardware 1.1. La resistencia del sensor de peso El sensor de peso del tipo de fuerza de deformación se compone de muchas piezas clave, como galgas extensométricas de resistencia, elastómeros de poliuretano y circuitos de alimentación de inspección.
El elastómero de poliuretano provoca una deformación elástica bajo una fuerza externa, por lo que la galga extensométrica de resistencia unida a su superficie también provoca una deformación. Después de que el medidor de tensión de resistencia se deforme, su valor de resistencia cambiará (expandirá o disminuirá), y luego a través de una medición relativamente precisa El circuito de alimentación convierte esta resistencia en una señal electrónica (voltaje o corriente de trabajo) y luego completa todo el proceso de conversión la fuerza externa en una señal electrónica. El circuito de alimentación de prueba se muestra en la Figura 2, y la resistencia del medidor de tensión de resistencia se convierte en la salida de voltaje de trabajo. Debido a que el puente de Wheatstone tiene muchas ventajas, como la capacidad de suprimir el daño del cambio de temperatura, suprimir la influencia de la fuerza lateral y tratar fácilmente el problema de compensación del sensor de peso, el puente de Wheatstone ha sido ampliamente utilizado en peso sensores usar.
El sensor de peso generalmente tiene cuatro líneas de E/S y la resistencia de salida es generalmente de 350 Ω, 480 Ω, 700 Ω, 1000 Ω. El terminal de entrada generalmente realizará alguna compensación por temperatura y sensibilidad. La resistencia del terminal de entrada será de 20 a 100 Ω más alta que la del terminal de salida. Por lo tanto, los terminales de E/S se pueden distinguir midiendo el valor de la resistencia con un multímetro digital. 1.2. La señal de datos de salida del sensor de peso de tipo de tensión del amplificador operacional no es fuerte (del orden de mV o incluso μV) y, a menudo, va acompañada de mucho ruido. Para una señal de datos de este tipo, el primer paso en la solución del circuito de suministro de energía es generalmente seleccionar un amplificador de instrumentación para ampliar primero la pequeña señal de datos.
Los circuitos de fuente de alimentación del amplificador de instrumentación tienen capacidades de rechazo de modo común más fuertes que los amplificadores operacionales de señal diferencial simple. El propósito más crítico de aumentar no es el valor de ganancia, sino solo mejorar la estabilidad de frecuencia del circuito de suministro de energía. En este diseño, el amplificador de instrumentación adopta la estructura de los tres amplificadores operacionales OP07.
Como se muestra en la Figura 3. Cuando R1=R2, R3=R4, Rf=R5, el valor de ganancia del circuito de alimentación es: G=(1+2R1/RG1) (Rf/R3). Puede verse en el cálculo de la fórmula que el ajuste del valor de ganancia del circuito de suministro de energía puede completarse cambiando el valor de resistencia de RG1.
1. 3. Circuito de fuente de alimentación de conversión A/D El convertidor A/D selecciona el icHX711 integrado específico para básculas electrónicas, que es un convertidor A/D integrado de 24 bits especialmente diseñado para básculas electrónicas de alta precisión. En comparación con otros circuitos integrados del mismo tipo, el circuito integrado integra los circuitos periféricos necesarios para otros circuitos integrados del mismo tipo, incluida una fuente de alimentación regulada ajustable, un oscilador de reloj digital en chip y similares. Ingrese el interruptor para seleccionar el canal de seguridad A o el canal de seguridad B a voluntad, y el amplificador del controlador programable interno de bajo ruido se conecta entre los dos.
El valor de ganancia del controlador programable del canal de seguridad A es 128 o 64, y el valor de amplitud de señal de datos de entrada de señal diferencial de límite de crédito completo correspondiente es respectivamente±20mV o±40 mV. El canal de seguridad B es un valor de ganancia fijo de 32, y el voltaje de trabajo de entrada de señal diferencial de escala completa correspondiente es±80 mV. El canal de seguridad B se utiliza para comprobar los principales parámetros del software del sistema, incluida la batería recargable.
Este esquema de diseño lleva la salida del amplificador de instrumentación a la terminal de entrada del canal de seguridad A para simular la señal diferencial analógica, el peso multicabezal 1.4, el diseño de un solo chip y la interfaz de comunicación El diseño de un solo chip selecciona el IC integrado AT89C51 y la interfaz de comunicación con teclas de función, pantalla de visualización de cristal líquido y computadora electrónica que se muestran en 5. La línea de comunicación serial HX711 conduce a los puertos P1.0 y P1.1 de diseño de un solo chip. Una vez que la microcomputadora de un solo chip diseña la solución, la información de los datos de pesaje se envía a la pantalla LCD.
Además, varias veces se envía información de datos de medición precisos a la computadora electrónica para mostrar información de acuerdo con la comunicación en serie.
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