專利名稱：數(shù)字稱重變送器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電子稱重及電子傳感測量領域，具體是指一種能將稱重傳感器輸出的模擬信號在傳輸前先轉換成數(shù)字信號的數(shù)字稱重變送器。
現(xiàn)在電子稱量領域，通常采用的方式是將傳感器信號，通過信號電纜傳輸?shù)絻x表，而儀表往往遠離被測傳感器。這樣在傳輸過程中，信號被衰減且非常易受噪音信號干擾，從而失去了被測信號的真實性。盡管采用了不少防范措施，例如，變四線傳輸為六線傳輸，往往增加了設備成本及技術難度，卻仍未能最終消除噪音干擾和信號衰減。雖然已經有數(shù)字型稱重傳感器，即將這種模數(shù)轉換與傳感器做成一體，但由于體積及價格上的昂貴，滿足不了實際需要。
本實用新型的目的就在于提供一種數(shù)字稱重變送器，把稱重傳感器信號在傳輸前先轉換成數(shù)字信號，增大傳輸距離，減小傳輸誤差，進而提高整個系統(tǒng)的測量精度。
本實用新型的目的通過以下技術方案實現(xiàn)。一種數(shù)字稱重變送器，其電路部分由放大電路、模數(shù)轉換(A/D)電路、微處理器(CPU)及電平變換電路組成，其中，稱重傳感器輸出的模擬信號由放大電路的輸入端輸入，經放大后的信號送入模數(shù)轉換(A/D)電路的輸入端，經模數(shù)轉換成為數(shù)字信號輸出，再送至微處理器(CPU)的輸入/輸出采集端口，微處理器(CPU)有輸出端口與模數(shù)轉換(A/D)電路的控制輸入端口相連，有輸入/輸出(I/O)端口與電平變換電路相連，經電平變換后作為該數(shù)字稱重變送器的數(shù)字輸出信號串行輸出。
為提高本實用新型數(shù)字稱重變送器的安全可靠性，所述的微處理器(CPU)的串行輸出端口與電平變換電路之間可連接有光電隔離電路。
另設有一溫度傳感器，其輸出亦接至微處理器(CPU)的輸入/輸出端口，使溫度參數(shù)與稱重傳感器信號同時輸出，對進一步溫度調整提供必須的數(shù)據(jù)。
所述的微處理器(CPU)可采用16C554單片機。所述的模數(shù)轉換(A/D)電路可采用集程控放大器、A/D變換和數(shù)字濾波器為一體的多功能芯片AD7710。
上述數(shù)字稱重變送器在實際應用中，可設計成一專用集成電路芯片，具有32條管腳，外形參考尺寸為46.5×27.5×10(mm)。
由此可見，本實用新型采用內置式CPU管理，高精度放大、A/D、數(shù)字濾波器，并在數(shù)字信號輸出前做光電隔離，切斷了外界電路對本實用新型裝置的電子干擾，并創(chuàng)造了溫度參數(shù)與傳感器信號同時輸出的技術方案，對進一步的溫度調整提供了必須的數(shù)據(jù)。由于本實用新型將模擬信號在傳輸前轉換為數(shù)字信號，因而可極大增大傳輸距離，減小傳輸誤差。本實用新型在實際應用中采取模塊化設計，體積之小，甚至可以裝進稱重傳感器中，因而可以大大縮短傳感器信號電纜，提高整個系統(tǒng)的測量精度。
以下結合附圖及具體實施例對本實用新型再作進一步詳細的說明。


圖1為本實用新型的電路框圖圖2為本實用新型的電路原理圖；圖3為本實用新型的軟件框圖；圖4為本實用新型產品外形示意圖。
首先，請參照圖1所示。本實用新型的電路部分包括放大電路、模數(shù)轉換(A/D)電路、微處理器(CPU)及電平變換電路。其中來自傳感器的模擬輸入信號LOAD CELL經過放大電路放大后，送入A/D轉換，成為數(shù)字信號送至CPU的I/O端口，由CPU對A/D轉換進行管理，其輸出信號經過電平變換電路的電平變換完成與上一級的通訊。
為了提高變送器的安全可靠性，可在數(shù)字信號輸出前加光電隔離電路，以切斷外界電路對本實用新型裝置的電子干擾。為進一步提高測量精度，對進一步溫度調整提供必須的數(shù)據(jù)，另設一溫度傳感器與CPU的I/O口相接，使溫度參數(shù)與稱重傳感器信號同時輸出。另外，參見圖4，本實用新型在實際應用時，采取模塊化設計，設計封裝為一具有32條管腳的專用集成電路芯片，其外形參考尺寸為46 5×27.5×10(mm)，其體積之小，甚至可以裝進稱重傳感器中。因而可以大大縮短傳感器信號電纜，提高整個系統(tǒng)的測量精度。
本實用新型裝置的使用簡便的特點，使測量問題變的極為簡單，只須按要求接通電路，就可把信號不失真地傳送幾百米以外，使原來工程師的工作，可由技術工人代替完成。
請參照圖2所示，本實用新型的具體實施電路原理圖。稱重傳感器信號LOAD CELL經R1/C1和R2/C2端，耦合至運算放大器AMP01的2、3腳，經放大后，由6腳輸出至A/D轉換芯片AD7710的7腳。AD7710是集程控放大器、A/D變換和數(shù)字濾波器為一體的多功能芯片，輸入A/D In經進一步的程控放大及A/D轉換、數(shù)字濾波后，由其22腳串行輸出至單片機16C554的I/O端口RB2。單片機通過9腳RB2實現(xiàn)A/D數(shù)據(jù)的存取，通過8、10、11、12、13腳實現(xiàn)對AD7710芯片的管理控制。溫度信號由溫度傳感器TMP03獲得，并傳至單片機16C554的3腳RTCC。采集的數(shù)據(jù)通過單片機的2腳RA3及14腳RB7串行輸出，并經過光隔TL01的光電隔離后，經過電平變換ICL232的電平轉換，由TXD、RXD輸出，完成與上位機的通訊。
請參照圖3，為單片機16C554的軟件工作流程圖。CPU接收上位機的設置參數(shù)，并對A/D芯片AD7710進行參數(shù)設置，然后處于接收命令狀態(tài)。當上位機無命令下傳時，則接收A/D采樣結果數(shù)據(jù)，并向上位機傳送數(shù)據(jù)；當上位機有命令下傳時，若為測試溫度命令，則采集溫度數(shù)據(jù)，并上傳該數(shù)據(jù)，然后再進行A/D采集，若不為測試溫度命令，則重新初始化，開始工作。
權利要求1.一種數(shù)字稱重變送器，其電路部分由放大電路、模數(shù)轉換(A/D)電路、微處理器(CPU)及電平變換電路組成，其特征在于稱重傳感器輸出的模擬信號由放大電路的輸入端輸入，經放大后的信號送入模數(shù)轉換(A/D)電路的輸入端，經模數(shù)轉換成為數(shù)字信號輸出，再送至微處理器(CPU)的輸入采集端口，微處理器(CPU)有輸出端口與模數(shù)轉換(A/D)電路的控制輸入端口相連，有輸入/輸出(I/O)端口與電平變換電路相連，經電平變換后作為該數(shù)字稱重變送器的數(shù)字輸出信號串行輸出。
2.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)字稱重變送器，其特征在于所述的微處理器(CPU)的串行輸出端口與電平變換電路之間連接有光電隔離電路。
3.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)字稱重變送器，其特征在于另設有一溫度傳感器，其輸出亦接至微處理器(CPU)的輸入/輸出端口。
4.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)字稱重變送器，其特征在于所述的模數(shù)轉換(A/D)電路系采用集程控放大器、A/D變換和數(shù)字濾波器為一體的多功能芯片AD7710。
5.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)字稱重變送器，其特征在于所述的放大電路系采用運算放大器AMP01。
6.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)字稱重變送器，其特征在于所述的微處理器(CPU)系采用16C554單片機。
7.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)字稱重變送器，其特征在于所述的數(shù)字稱重變送器可設計為一具有32條管腳的專用集成電路芯片，其外形參考尺寸為46.5×27.5×10(mm)。
專利摘要本實用新型公開了一種數(shù)字稱重變送器,其電路部分由放大電路、模數(shù)轉換(A/D)電路、微處理器(CPU)及電平變換電路組成,其中,稱重傳感器輸出的模擬信號由放大電路輸入,經放大、模數(shù)(A/D)轉換,送至微處理器(CPU)的采集端口,微處理器(CPU)的輸出端口與電平變換電路相連,經電平變換后作為該數(shù)字稱重變送器的數(shù)字輸出信號串行輸出。本實用新型把稱重傳感器信號在傳輸前先轉換成數(shù)字信號,增大傳輸距離,減小傳輸誤差,進而提高整個系統(tǒng)的測量精度。
文檔編號H03M1/12GK2330113SQ9821388
公開日1999年7月21日 申請日期1998年5月15日 優(yōu)先權日1998年5月15日
發(fā)明者鄒昭平, 趙力行, 齊萬彪, 趙夢杰 申請人:北京市中山新技術設備研究所