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新技術(shù)在稱重顯示控制器中的應(yīng)用

發(fā)布時間:2021-01-23 13:40:13 |來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載

一、導言
20世紀90年代以來,我國衡器行業(yè)通過引進消化吸收和技術(shù)改造,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大變化,使衡器產(chǎn)品進入了傳感器和微機技術(shù)相結(jié)合的電子衡器新階段。
稱重顯示控制器而言,為了提高其可靠性和降低成本,表面貼裝技術(shù)(SMT)和∑-△模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)技術(shù)是最新的選擇。
志美電子有限公司憑借其位于香港窗口的優(yōu)勢,近年來在上述兩項新技術(shù)方面一直領(lǐng)先于國內(nèi)其他稱重企業(yè),并推出了適用于各種稱重場合的PT650F可變速率稱重顯示器,以及適用于小包裝稱重和多批次場合的采樣速率高達70次/秒的CB系列多批次稱重配料控制器。這些稱重顯示控制器是高科技產(chǎn)品,能夠滿足不同用戶的需求,性價比適中。
二、表面貼裝技術(shù)及其測試技術(shù)
1.表面貼裝技術(shù)。
表面貼裝技術(shù),又稱SMT,是英文Sur-faceMountTechnology的縮寫。所謂的表面貼裝技術(shù),顧名思義,不同于傳統(tǒng)的金屬化印刷電路板上的穿孔貼裝技術(shù)。隨著表面貼裝體管、二極管和小型化集成元件的出現(xiàn),傳統(tǒng)的印刷電路板穿孔安裝技術(shù)明顯不適用。特別是在印刷電路板上安裝密度較高的情況下,傳統(tǒng)工藝安裝的不良率也會增加,直接影響產(chǎn)品的可靠性。采用SMT后,產(chǎn)品的可靠性和使用壽命將大大提高。所以國外很多大型產(chǎn)品都廣泛采用了表面貼裝技術(shù),甚至加拿大、美國、日本等很多企業(yè)生產(chǎn)的稱重顯示控制器產(chǎn)品都采用了SMT技術(shù)。近年來,香港智美電子有限公司在眾多產(chǎn)品中率先在中國采用這項新技術(shù)。
2.表面貼裝技術(shù)測試技術(shù)。
隨著表面貼裝技術(shù)的普及和應(yīng)用,伴隨而來的是SMT測試技術(shù)。物理檢查可以驗證元件的機械可靠性,但很難保證電路的實用性。對于SMT,只有通過電氣性能測試才能保證這一點。電氣性能測試技術(shù)通常分為兩部分:功能測試技術(shù)和內(nèi)部電路測試技術(shù)(也稱為在線測試技術(shù))。當然,對于特定的稱重顯示控制器,所有SMT電路的測試方法。在模擬的工作環(huán)境下,應(yīng)以輸入信號作為測試激勵,比較接受極限下的輸出響應(yīng),最終判斷電路板是否合格。內(nèi)部電路測試不是檢查整個電路板的性能,而是檢查分立元件或小規(guī)模元件組的缺陷。測試數(shù)字元件的方法是將一系列稱為測試向量的測試模式輸入到元件中,用元件的真值表測量并比較輸出。目前已經(jīng)有了相應(yīng)的數(shù)字內(nèi)部電路測試儀,可以在類似實際使用的情況下,用時鐘頻率測試內(nèi)部電路。最近,一種用于內(nèi)部電路的非相量測試技術(shù)被發(fā)明,這進一步推進了用于內(nèi)部電路的測試技術(shù)??傊?,隨著表面貼裝技術(shù)的應(yīng)用,需要配套相應(yīng)的SMT測試設(shè)備,以保證新產(chǎn)品的性能。這方面是由志美公司和日本椎名旭合作完成的。
三、∑-△模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)技術(shù)。
1.概述。
傳統(tǒng)的高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)技術(shù)主要包括逐次比較型和積分型。逐次比較型雖然具有較高的轉(zhuǎn)換速度和等效分辨率,但由于其結(jié)構(gòu)原理復雜,價格昂貴,從元件精度上難以提高其轉(zhuǎn)換精度。積分型雖然可以達到很高的精度,但是轉(zhuǎn)換速度很慢。
隨著數(shù)字信號處理技術(shù)的迅速應(yīng)用,近年來出現(xiàn)了一種高精度、高速、低成本的∑-△調(diào)制型模數(shù)轉(zhuǎn)換器。它結(jié)合了上述兩種傳統(tǒng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器的優(yōu)點,有效地用電路速度換取分辨率技術(shù),解決了轉(zhuǎn)換速度和高分辨率之間的長期矛盾,并逐漸應(yīng)用于稱重顯示器。
2.工作原理
一階∑-△調(diào)制模數(shù)轉(zhuǎn)換器的框圖如圖1所示。圖中細實線和粗實線分別代表模擬信號和數(shù)字信號的流向?;旧?,系統(tǒng)可以分為模擬部分和數(shù)字部分。模擬部分是∑-△調(diào)制器,它是由積分器、比較器和1位DAC組成的閉環(huán)反饋環(huán)路。積分器的階數(shù)決定了調(diào)制器的階數(shù)。系統(tǒng)的數(shù)字部分實際上是一個數(shù)字濾波和采樣電路,由時鐘控制電路、累加器和編碼輸出組成。
整個系統(tǒng)由一個高速時鐘協(xié)調(diào)。在每個采樣時間,比較器輸出一個比較值,同時,DAC將對應(yīng)于比較輸出值的模擬電壓反饋到輸入節(jié)點∑,積分器對輸入信號和比較信號之間的差值進行積分。因為這個往復循環(huán),可以完成∑-△調(diào)制,積分器的輸出就是這個差值的累加值。由于系統(tǒng)的負反饋,這個累加值會在某個值附近波動。因此,比較值會隨著每次采樣而波動。這些值由數(shù)字部分的數(shù)字累加器累加,累加器的累加值在時鐘電路的控制下每n個采樣時鐘讀出一次,由編碼(通常為二進制-十進制)電路轉(zhuǎn)換后由輸出電路輸出。
在n個系統(tǒng)周期中,比較器輸出值的平均值與輸入信號的平均值相似。當n足夠大時,這種近似將達到高精度。∑-△ADC以系統(tǒng)中∑(積分)△(增量)調(diào)制過程的存在而得名。由于∑-△調(diào)制器具有比奈奎斯特頻率高得多的采樣率,因此可以大大降低信號采集系統(tǒng)對前置模擬濾波器的要求。這樣,通常采用低成本的RC濾波來滿足要求,在采用高速采樣時,可以省略信號采樣保持。
四、實際應(yīng)用
SMT和∑-△ADC技術(shù)的優(yōu)勢引起了稱重技術(shù)界的關(guān)注。香港馳美電子有限公司率先同時采用上述兩項新技術(shù),并在國內(nèi)引進了PT65OF稱重顯示控制器、CB920、CBgooF、CB90OG等四種物料配料控制器,以及CB280o、CB3200、CB350o等以CB920為通道元件的大型配料控制器,在國內(nèi)眾多工程項目中替代了昂貴的進口同類產(chǎn)品,為趕超先進國家做出了貢獻。

 

 

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深圳市卓禾儀器有限公司是一家專門從事稱重儀表和全自動包裝碼垛生產(chǎn)線的研發(fā)及生產(chǎn)的高新技術(shù)企業(yè),所生產(chǎn)的JY500系列稱重顯示控制器(包括配料秤儀表、皮帶秤儀表、包裝秤儀表、重量變送器等)高速高精度,使用壽命長。卓禾儀器有十數(shù)年的現(xiàn)場校驗經(jīng)驗,在業(yè)內(nèi)有良好的口碑,且有專門的售后工程師幫忙解決產(chǎn)品使用過程中遇到的技術(shù)問題,客戶可以放心省心順心的使用我司的產(chǎn)品。如果對我司的產(chǎn)品感興趣,歡迎咨詢。

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