分析無(wú)線(xiàn)吊秤稱(chēng)重儀表的設(shè)計(jì)特點(diǎn)

稱(chēng)重儀表主要是通過(guò)接收機(jī)與譯碼電路來(lái)實(shí)現(xiàn)重量信號(hào)的解調(diào)以及向二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換，進(jìn)而通過(guò)單片機(jī)及其模塊化結(jié)構(gòu)的程序設(shè)計(jì)對(duì)該儀表的稱(chēng)重功能進(jìn)行控制。測(cè)試表明，經(jīng)過(guò)特殊設(shè)計(jì)的稱(chēng)重儀表與無(wú)線(xiàn)數(shù)傳秤體配套使用，才能真正具有性能穩(wěn)定、測(cè)量準(zhǔn)確、抗*力強(qiáng)、攜帶方便等特點(diǎn)，且符合三級(jí)秤標(biāo)準(zhǔn)的要求。
　　
　　一、無(wú)線(xiàn)吊秤稱(chēng)重儀表的設(shè)計(jì)概述
　　
　　隨著無(wú)線(xiàn)電子吊秤在農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、電力、工礦企業(yè)的廣泛應(yīng)用，對(duì)電子吊秤的現(xiàn)場(chǎng)可操作性和抗*力的要求是越來(lái)越高。近年來(lái)，電子技術(shù)的發(fā)展，特別是表面貼裝工藝的成熟以及回流焊機(jī)的廣泛應(yīng)用，為稱(chēng)重儀表向小型、便攜的方向發(fā)展提供了廣闊的空間，更為研制開(kāi)發(fā)便攜式稱(chēng)重儀表提供了有力的技術(shù)支撐。稱(chēng)重儀表主要是通過(guò)接收機(jī)與譯碼電路來(lái)實(shí)現(xiàn)重量信號(hào)的解調(diào)以及向二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換，進(jìn)而通過(guò)單片機(jī)及其模塊化結(jié)構(gòu)的程序設(shè)計(jì)對(duì)該儀表的稱(chēng)重功能進(jìn)行控制。測(cè)試表明，經(jīng)過(guò)特殊設(shè)計(jì)的稱(chēng)重儀表與無(wú)線(xiàn)數(shù)傳秤體配套使用，才能真正具有性能穩(wěn)定、測(cè)量準(zhǔn)確、抗*力強(qiáng)、攜帶方便等特點(diǎn)，且符合三級(jí)秤標(biāo)準(zhǔn)的要求。
　　
　　二、便攜式無(wú)線(xiàn)稱(chēng)重儀表的功能特點(diǎn)
　　
　　1、操作簡(jiǎn)便：該系統(tǒng)采用了中文菜單操作，儀表具有更加完善的顯示、設(shè)定、修正、操作、打印、通訊等功能，使用起來(lái)簡(jiǎn)單明了。使用單個(gè)稱(chēng)重臺(tái)可進(jìn)行輪計(jì)量（靜動(dòng)態(tài)），使用兩個(gè)稱(chēng)重臺(tái)可進(jìn)行軸計(jì)量（靜動(dòng)態(tài)）。
　　
　　2、儀表可采用液晶觸摸屏設(shè)計(jì)，操作極其簡(jiǎn)單，無(wú)須按鍵，直接點(diǎn)擊輸入，比普通按鍵儀表輸入速度快3倍。
　　
　　3、配套稱(chēng)重傳感器采用德國(guó)sick公司特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的超簿型鋼制傳感器，采用激光焊接密封工藝，具有結(jié)構(gòu)緊湊，抗偏載、過(guò)載能力強(qiáng)，長(zhǎng)期穩(wěn)定性好，密封性好等特點(diǎn)。
　　
　　4、操作系統(tǒng)采用了的2.4ghz無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)，具有抗干擾性和移動(dòng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，穩(wěn)定可靠的無(wú)線(xiàn)傳輸距離可達(dá)30米，具有電磁轉(zhuǎn)換效率高發(fā)射功率大，功耗低之優(yōu)點(diǎn)。
　　
　　5、無(wú)線(xiàn)超薄檢測(cè)臺(tái)板，重量輕，堅(jiān)固耐用，且便于攜帶。秤臺(tái)經(jīng)過(guò)嚴(yán)格工藝密封，防護(hù)性能可以達(dá)到ip67等級(jí)要求。
　　
　　三、無(wú)線(xiàn)吊秤稱(chēng)重儀表的設(shè)計(jì)原理
　　
　?。ㄒ唬┗窘Y(jié)構(gòu)及原理
　　
　　無(wú)線(xiàn)數(shù)傳秤體部分基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，無(wú)線(xiàn)稱(chēng)重儀表的基本結(jié)構(gòu)如圖2所示。為增強(qiáng)設(shè)備的抗*力，無(wú)線(xiàn)數(shù)字信號(hào)接收/發(fā)射機(jī)采用調(diào)頻方式，在國(guó)家規(guī)定的450MHz和230MHz2個(gè)頻段內(nèi)對(duì)載波的頻率進(jìn)行調(diào)制/解調(diào)。無(wú)線(xiàn)數(shù)傳秤體發(fā)射機(jī)發(fā)出的信號(hào)即為調(diào)制后的數(shù)字重量信號(hào)，無(wú)線(xiàn)稱(chēng)重儀表經(jīng)過(guò)接收/解調(diào)后得到秤體發(fā)射機(jī)發(fā)出的數(shù)字重量信號(hào)。
　　
　　無(wú)線(xiàn)數(shù)傳電子吊秤是利用應(yīng)變式傳感器受力后其變形與輸出電壓信號(hào)呈線(xiàn)性比例的特點(diǎn)來(lái)工作的。也就是說(shuō)，通過(guò)應(yīng)變式傳感器可以將吊秤所承受的重力信號(hào)（輸入信號(hào)）轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)（輸出信號(hào)），經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大器放大和A/D轉(zhuǎn)換芯片變換為數(shù)字信號(hào)，該數(shù)字信號(hào)經(jīng)調(diào)制后由信號(hào)發(fā)射機(jī)發(fā)出。為避免發(fā)射機(jī)對(duì)外部設(shè)備的干擾，發(fā)射機(jī)應(yīng)采用金屬外殼進(jìn)行屏蔽。
　　
　?。ǘ┓Q(chēng)重儀表系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)的抗干擾措施該稱(chēng)重儀表控制系統(tǒng)主要由*處理單元（CPU）、信號(hào)接收裝置（接收機(jī)）、鍵盤(pán)、時(shí)鐘電路、EEPROM、LCD顯示模塊、打印機(jī)及RS232C接口等部分組成。
　　
　?。?）*處理單元為了提高*處理單元即單片機(jī)的抗*力，采用可在低電壓（2.5V）狀態(tài)下工作的芯片，這樣即使來(lái)自電源的干擾很強(qiáng)，一般也不會(huì)將6V供電降到2.5V以下，從而保證*處理單元的正常工作。單片機(jī)可選用MCS—51系列如89V516，它采用的是CMOS生產(chǎn)工藝，本身具有較強(qiáng)的抗*力，工作頻率設(shè)計(jì)在10～20MHz之間比較好，既兼顧速度又能保證系統(tǒng)的穩(wěn)定工作。
　　
　?。?）液晶顯示模塊為了便于安裝和未來(lái)升級(jí)顯示模塊的方便，液晶顯示模塊與單片機(jī)所在的主板是分開(kāi)的，在液晶顯示模塊的電源與地之間并入220uF和0.01uF的電容可有效地降低來(lái)自線(xiàn)路的干擾。單片機(jī)89V516在串行口中接收到來(lái)自秤體的重量信號(hào)后對(duì)其進(jìn)行設(shè)別、判斷和分析，剔除不正常（干擾）信號(hào)，經(jīng)軟件濾波、運(yùn)算和顯示變換，并將變換后的數(shù)據(jù)送往液晶顯示模塊進(jìn)行顯示，顯示更新頻率一般為5—10次/秒。
　　
　　（3）稱(chēng)重儀表鍵盤(pán)部分為了提高單片機(jī)（CPU）的工作效率，鍵盤(pán)部分占用單片機(jī)P1口，采用4×4矩陣。為了提高鍵盤(pán)掃描時(shí)的準(zhǔn)確性和抗*力，在軟件中采用多次判斷和中斷掃描的方法取得鍵值，完成各按鍵的功能。
　　
　?。?）電源電路整機(jī)的供電采用5節(jié)鎳氫電池，供電電壓為6.0V，電池容量為4.2AH。在供電系統(tǒng)中采用四端穩(wěn)壓電路78R05將6.0V的電壓降至5.0V后供給單片機(jī)和液晶顯示器。整個(gè)電源部分采用了多級(jí)LC濾波和RC濾波，可有效地消除來(lái)自外部和線(xiàn)路的電磁干擾。
　　
　?。?）存儲(chǔ)電路這部分電路采用24C256，其內(nèi)部有32KB的EEPROM，1MHz時(shí)鐘頻率;低功耗CMOS，10uA備用電流，3mA工作電流;2.7～5.5V電源電壓;高可靠性，重復(fù)擦除壽命可達(dá)10萬(wàn)次，數(shù)據(jù)保存期為100年，采用了三線(xiàn)制總線(xiàn)結(jié)構(gòu)形式，使得數(shù)據(jù)讀寫(xiě)更加快速可靠。
　　
　?。?）時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路采用DS1302芯片，該芯片自身帶有時(shí)鐘日歷電路，采用三線(xiàn)制接口，數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)400kHz;具有內(nèi)部切換電路的輔助電源輸入端;采用CMOS結(jié)構(gòu)、功耗低、抗*力強(qiáng)、壽命長(zhǎng)、數(shù)據(jù)保存期為100年以上。
　　
　　（三）PCB及電路抗干擾措施印刷電路板的抗干擾設(shè)計(jì)與具體電路有著密切的關(guān)系，這里僅就PCB抗干擾設(shè)計(jì)的幾項(xiàng)措施作一些說(shuō)明。
　　
　?。?）電源線(xiàn)設(shè)計(jì)根據(jù)印刷線(xiàn)路板電流的大小，盡量加粗電源線(xiàn)寬度，減少環(huán)路電阻;同時(shí)，使電源線(xiàn)、地線(xiàn)的走向和數(shù)據(jù)傳遞的方向一致，這樣有助于增強(qiáng)抗噪聲能力。
　　
　　（2）地線(xiàn)設(shè)計(jì)在單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，接地是控制干擾的重要方法。如能將接地和屏蔽正確結(jié)合來(lái)使用，可解決大部分干擾問(wèn)題。單片機(jī)系統(tǒng)中地線(xiàn)結(jié)構(gòu)大致有系統(tǒng)地、機(jī)殼地（屏蔽地）、數(shù)字地（邏輯地）和模擬地等。
　　
　?。?）接地設(shè)計(jì)在所有EMC問(wèn)題中，主要問(wèn)題是不適當(dāng)?shù)慕拥匾鸬?。有三種信號(hào)接地方法：?jiǎn)吸c(diǎn)、多點(diǎn)和混合。在頻率小于1MHz時(shí)，可采用單點(diǎn)接地方法，但不適宜高頻;在高頻應(yīng)用中，采用多點(diǎn)接地?；旌辖拥厥堑皖l用單點(diǎn)接地、高頻用多點(diǎn)接地的方法。地線(xiàn)布局是關(guān)鍵，高頻數(shù)字電路和低電平模擬電路的接地電路絕不能混合。