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電子配料升工作原理進(jìn)行了論迅，分析了單元線路,給出了調(diào)試程序和簡(jiǎn)單的生產(chǎn)、運(yùn)輸.貿(mào)易和日常生活都離不開稱星.電子秤由于其具有快速、準(zhǔn)確、直觀等優(yōu)點(diǎn)而在許多領(lǐng)域逐步取代機(jī)械杠桿秤。
電子配料樣廣泛用于化工、姦金.食品等工業(yè)流程中，作為計(jì)量配料的主要設(shè)備"自動(dòng)配料系統(tǒng)采用分次配料式的稱量控制方式.用以控制幾種原料的技入星、累計(jì)重量以及控制從稱量漏斗中定量放出原料等。
由MCS-51系列單片機(jī)作為控制核心的電子配料秤，比使用自動(dòng)電位姜計(jì)式的或純數(shù)字電路式的電子配料秤’具有頁(yè)強(qiáng)的功能和更高的稱量精度。
1電子配料秤的工作原理
普通電子秤可由圖1所示框圖構(gòu)成。被禰重物通過拉、壓等形式將重力傳遞給稱重傳感器（一次變換元件），稱重傳感器通常釆用電阻應(yīng)變式，它可以將作用于其上的重量或力轉(zhuǎn)變?yōu)榫€性的電壓輸出.這微小的電壓輸出山低漂移的直流放大器放大至A/D轉(zhuǎn)換應(yīng)需的電壓幅度，再通過A/D轉(zhuǎn)換將模擬電壓值變換成相應(yīng)的數(shù)字量，山CPU進(jìn)行運(yùn)算處理，最后在顯示器上將重物的重量顯示岀來(lái).人可以通過被盤輸入一些信息來(lái)干預(yù)CPU的工作.例如要求CPU作一些諸如去除皮車、自動(dòng)闊零、計(jì)算價(jià)格、打印輸出等工作.除稱重傳感器外的部件一般稱之為二次儀表.

在普通電子秤的基礎(chǔ)匕增加配料沒定輸入、記憶和輸出繼電器即可成為配料電子秤，用配料電子秤控制J種爪料的自動(dòng)加料、稱量、放料即構(gòu)成-『自動(dòng)配料系統(tǒng)，見圖2.

配料電子評(píng)首先送出第一種原料的快加料信號(hào)，使第一個(gè)如料閥門打開，第一種原料進(jìn)入秤斗.當(dāng)將要達(dá)到第一種原料囲設(shè)定重量耐，配料電子秤送出慢加料信號(hào)，使加料閥門流通量誠(chéng)小，一直到所加原料離設(shè)定雖僅相差一個(gè)提前量時(shí)關(guān)閉加料閥門停止加料.關(guān)閉加料閥門后仍有少量殘余在管道中的原料進(jìn)入秤斗，這就是提前量的值電子配料秤稱出本次實(shí)際加料量，自動(dòng)計(jì)算下一次加料時(shí)的提前量修正值.然后加第二種原料……直至全部原料都如完，配料電子秤就送出敵料信號(hào)，打開成料閥門進(jìn)行放料，混合原料從皮帶輸送機(jī)上送走.配料電子秤檢測(cè)到秤斗放空時(shí)就關(guān)閉放料閥門，完成一次配料過程.
此配料電子秤具有如下一些功能和指標(biāo)：最多人種原料，配料量鍵盤設(shè)定且斷電記憶，二十種配料比（配方），快加料慢加料自動(dòng)轉(zhuǎn)換，提前量自動(dòng)修正.實(shí)際配料時(shí)的打印記錄，大屏幕顯示，模擬星的標(biāo)準(zhǔn)電流4~20mA或標(biāo)準(zhǔn)電壓0?5V輸出以及和上級(jí)微機(jī)聯(lián)系的中行通訊接口等.捋態(tài)稱量精度優(yōu)于0.05%.
2單元電路分析
2.1輸入調(diào)零電路
調(diào)零電路用以抵消傳感器的零點(diǎn)輸出祁秤休本身的自重而引起的傳感器輸出信號(hào).它是山高穩(wěn)定的電阻、多圈線繞電位器和直流穩(wěn)壓源組成的電橋電路，稱為調(diào)零電橋.見圖3.將調(diào)零電橋串接在傳感器輸岀和放大器之間，通過調(diào)節(jié)調(diào)零電外內(nèi)的可變電位器附I，改變橋路不平衡輸出電壓說(shuō)⑵使之和傳感器空載輸岀電壓瞄大小相等，極性相反，這樣就可以使電子秤在空載時(shí)總的輸出電壓&為零。
列調(diào)零范圍的計(jì)算：Ei=^12V
如的滑動(dòng)臂在極端位置時(shí)，其輸岀電壓為A辺以，

圖3稚人伯性電路
Atxn    .    ±5K丄c”
Autoi=Ez            =12:    :———-±2V
Ri+Rz+m10K-hlOK-hlOK
週零電橋的輸出為Au112r
Ro
AhqgA山si    :            =±18»6mV
R〃（Re+Wi）十Ra+Ro
2.2放大環(huán)節(jié)
稱重傳感器輸出電壓擺幅約為0mV,而A/D轉(zhuǎn)換的輸入電壓要求為。?2V,因此放大環(huán)節(jié)要有100倍左右的增益.對(duì)放大環(huán)節(jié)伯要求是増益可調(diào)（70-150倍），零點(diǎn)和増益的溫度漂移和時(shí)冋漂移極小，按照輸入電壓20mV.分辨率20000個(gè)碼的情況，漂移要小于1中這里采用了自動(dòng)襁零的斬波式運(yùn)算放大器ICL7650.由于其具有極低的失調(diào)電壓的溫漂和時(shí)漂（土功V）、從而保證了放大環(huán)節(jié)肘零點(diǎn)漂移的要求。殘余的一點(diǎn)漂移依靠軟件的自動(dòng)零點(diǎn)跟蹤來(lái)徹底解決.穩(wěn)定的増益山?jīng)Q定增益量的負(fù)反饋回路的電咀穩(wěn)定性保證，因此必須選用高穩(wěn)定的電鼠和多圏T位器。

由7650組成一個(gè)同相放大器，見圖LR’G是輸入濾波，濾除一些高頻干擾信號(hào).R5R0WeRt是負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)，決定增益量，其中珞是一組電阻，由微動(dòng)開關(guān)改變其阻值，變化范圍為15?2K?96QK、作為増益的粗調(diào).W,是増益的細(xì)調(diào)下面計(jì)算増益粗調(diào)和細(xì)調(diào)的銜接和増益調(diào)節(jié)范圍。
放大倍數(shù)為K=1小若[風(fēng)=R"(Rs+Wz)]
増益粗調(diào)最小粗調(diào)星：W4=4.7K
△%=960K?％，時(shí).AK=2
増益細(xì)調(diào)最大細(xì)調(diào)量：R7=15.2K
AW2=4.7K時(shí)，AK=4.3
粗細(xì)調(diào)之間可以銜接.
最大増益：R7=15.2KrW2=0時(shí)K=199
最小増益：R7=X'.W==4,7K時(shí)K=62
增益可調(diào)范困62-199.對(duì)應(yīng)配接傳感器輸出幅變?yōu)?2?10mV。
C2作為交流負(fù)反饋，以抑制稱車信號(hào)以外的其他干擾信號(hào)。RoCa是輸出低通濾波，去除7650的調(diào)制尖峰泄漏。
3A/D轉(zhuǎn)換
為保證一定的分辨率和較低的成本，這里采用4位邛雙積分式單片A/D轉(zhuǎn)換電路ICL7135見圖5,共分辨率達(dá)1/20000,并且為了降代對(duì)傳感器供橋電壓的要求，釆用了比率型供橋電壓，即A/D轉(zhuǎn)換的基準(zhǔn)電壓與傳感器供橋電壓合用’這樣可大大減小供橋電壓波動(dòng)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。

周期內(nèi)的平均值.在圖5中

而傳感器的輸出u^VLeEctv,Ki為傳感器系數(shù)mV/V'kg.WMMo設(shè)放大環(huán)節(jié)的增益為K®則7135A/D轉(zhuǎn)換的輸出量可見所得測(cè)員結(jié)果和供橋電壓即無(wú)關(guān)，僅和加載的重量IV成正比。
R.oRuC^為輸入濾波，可以防止過高的輸入電壓損壞輸入端?；鶞?zhǔn)電壓VJ（=A/D轉(zhuǎn)換的時(shí)種為125KHz.山6MHz晶振經(jīng)48分頻后得到.A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果通過計(jì)算BUSY的寬度傳送到CPU。
4單片機(jī)部分
該電子配料秤用單片微機(jī)8031組成一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)。程序存貯器使用一片2764EPROM,容量為8K字節(jié)。山8031送出的PSEN作輸出允許。瓦由于系統(tǒng)內(nèi)并無(wú)其他程序存貯器，聽以2764的片選有可以直接接地.用一片EEPROM2864作外部數(shù)據(jù)存貯器，山8031的司、標(biāo)作讀寫信號(hào)。2864是電攻寫的可編程只讀存貯器，能夠使用5V的電源進(jìn)行改寫其內(nèi)容，并能在斷電情況下保存內(nèi)容而不需要保護(hù)電源，質(zhì)用極其方便.在這里2864被用來(lái)記憶電子秤的使用者輸入的各種數(shù)據(jù)，如配料種類、各種原料的設(shè)定重量、年月日時(shí)分秒等等，在編制軟件時(shí)要考慮到2864的寫入時(shí)間較長(zhǎng)約10ms.
存貯器的低位地址山74LS373來(lái)鎖存當(dāng)8031的ALE為高電平時(shí)，373為透明狀態(tài)，使PO口輸出的低位地址直達(dá)373的輸出端;當(dāng)ALE為低電平時(shí),373為鎖存態(tài)，鎖存的低位地址供存仁器使用。
可編程并行I/O接口芯片8155作為一個(gè)I/O接口，占用外部數(shù)據(jù)存貯器地址。山于該系統(tǒng)的外部數(shù)據(jù)存貯器區(qū)域只有8155利2864,所以釆用線選法尋址.F27即A15接2864的CE.P26即A14接8155的CE,P25即A13接8155的IO/Mo8155所需的地址低位由其內(nèi)都自己鎖存。
附表系統(tǒng)的地址於配

頻器，將8031的晶振時(shí)鐘6MHz變成125KHz作為A/D轉(zhuǎn)換7135的肘鐘.這里敘述一下A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果的傳送。
7135的BUSY信號(hào)在雙積分階段（積分INT和基準(zhǔn)電壓反向積分DE）為高電平.其余時(shí)冋為低電平，見圖6,而INT階段的時(shí)冋固定為10000個(gè)時(shí)鐘脈沖周期.計(jì)算機(jī)只要測(cè)得BUSY.所包含的時(shí)鐘個(gè)數(shù)，再減去INT階段的10001個(gè)時(shí)鐘脈沖，即得到DE階段的時(shí)鐘脈沖個(gè)數(shù)，也就是A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果。而7135的時(shí)鐘就是8031的CPU時(shí)鐘的48分頻，所以計(jì)算機(jī)只要通過內(nèi)君的定時(shí)/計(jì)敬器對(duì)晶振的12分頻計(jì)數(shù)（即定時(shí)工作方式），得到的定時(shí)值再除以4即得到BUSY時(shí)時(shí)鐘昧沖個(gè)數(shù)。

40002個(gè)時(shí)鐘周期67135的BUSYH枳分輸出的關(guān)系8155的RAM作為8031寄存詣的補(bǔ)充,8155的并行I/O被編程為輸出，其中8位用作打印機(jī)數(shù)據(jù)線，1位作打印機(jī)選通線，1位作蜂鳴器，10位經(jīng)放大驅(qū)動(dòng)輸出繼電器，其觸點(diǎn)引到后面板供用戶連接8種原料的快加料、慢加料和放料的控制裝置。
8031的串行口被編程為0方式即移位寄存器方式.帯動(dòng)7個(gè)74LS164,作為顯示、鍵盤使用.
5顯示、鍵盤部分
山8031串行口送山的申行數(shù)據(jù)從RXD送到164-O的串行數(shù)據(jù)輸入端.在TXD送出的移位脈沖作用下移位進(jìn)串行聯(lián)接的7個(gè)164中.并鎖存在164的輸出端，直接點(diǎn)亮7段LED數(shù)碼管，見圖L山于164無(wú)轍出允許端，在移位過程中顯示器有些閃爍.所以加裝一個(gè)山R^R^RnT.T.組成的電子開關(guān)，作為送顯示數(shù)據(jù)過程中的消隱，波形如圖&
3X8鍵盤包括數(shù)字鋌和一些功能誰(shuí).讀拠盤程序安插在每次更新顯示之前，每次讀一列鍵。讀鍵顯示的過程如下：
Pj3^l消隱
I
送出OFEH
I
讀PisPliP^得到第0列鍵的閉合情況
I
送山7位屜示數(shù)據(jù)
Pu<-0顯示

 圖8
在第二次更新顯示時(shí)先送出OFDH就可讀到第一列鍵的閉合情況，一直到第七列鈕U這樣掃描一遍3X8鍵盤需用8X10=80ms。
為遠(yuǎn)距離傳送數(shù)據(jù).可使用恒流輸出，使信號(hào)不受長(zhǎng)傳輸線電阻變化的影響，從放大環(huán)節(jié)出來(lái)的0?2V信號(hào)經(jīng)過V-1変換器得到4?20mA恒流輸出。
從運(yùn)算放大器7650輸出的信號(hào)經(jīng)過RnR.oCs組成的濾波器，送到運(yùn)放A?A,的同和輸入端.山于電阻丑20和電位器站的阻值固定.A:A3又接成深度負(fù)反饋.R20+W3兩端的電壓就等于輸入電壓Vin，流過％。的電流虬=.巖T，T3集電極電流Ic3=IdLnr=KzgiWa    1十。“Yj.挑選「較大目.穩(wěn)定的三極管（或便用W溝道增強(qiáng)型MOS管），就可認(rèn)為三邪是個(gè)常數(shù)，即Ic,=»Win、實(shí)現(xiàn)V-1轉(zhuǎn)換。6VR2lR22組成分壓器分得約6V電壓送AAh的同相輸入端-LkIrL口丄.閃=知是1X23十W4一個(gè)常數(shù)。
輸出電流1袂=1"+16=私Win+如
調(diào)粧W.使K3=8mA/V
調(diào)整W,使K2=4mA
這樣當(dāng)Vin=0~2V變化時(shí)，輸出電流LuT=4~20mAa24V
負(fù)載電阻元許范圍為20mA
當(dāng)需要0?5V標(biāo)準(zhǔn)電壓輸出時(shí)，只要將短接點(diǎn)A短接，接上Rg+g回路;短接點(diǎn)B5V斷開，切斷4mA回路同整使IHWs=c.=312.5礦就可以使。?16mA變?yōu)?6mA
0~5V的標(biāo)準(zhǔn)電壓輸出。
6精度計(jì)算
靜態(tài)稱重的主要誤差來(lái)源有；(D稱重傳感器的誤差外約為0.03%,(2)調(diào)零電路和放大環(huán)節(jié)的誤差皿約為0.02%.(3)A/D轉(zhuǎn)換的綜合誤差c約為0.01%,(4)量化誤差A(yù)約為0.005W.總的含成誤差s是各種隔然誤差的均方根合成，而動(dòng)態(tài)稱重誤差還必須考慮實(shí)際稱車現(xiàn)場(chǎng)的情況.如加料的快慢、均勻(有否大塊落料)等在軟件中具有快慢加料、提前量自動(dòng)修正、超差報(bào)警等功能，使該電子配料秤能較好地應(yīng)用在各種白動(dòng)配料場(chǎng)合。

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