CN101042306A - 智能数字天平 - Google Patents

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李彩珍
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Abstract

本发明公开了一种智能数字天平，包括称量盘、传感器和显示屏，称量盘置于传感器上，该传感器包括信号输入检测单元，分别与信号输入检测单元和显示屏相连接的数据处理单元；其中信号输入检测单元内包括带有多脚接口的检测控制器，转换器，信号调理电路，多芯端子；数据处理单元内包括：数据处理控制器，分别与数据处理控制器相连接的模拟光电耦合器、存储器、I2C总线和USB接口，供应传感器电源的电源模块。检测控制器完成传感器热插拔的检测、对传感器身份的识别、对传感器的自检、与数据处理控制器进行数据通讯和指令的交换。检测控制器控制传感器在线检测和在线调试。

Description

智能数字天平
技术领域
本发明涉及一种称量的天平，，具体地说是一种智能数字天平。
背景技术
现有精度较高的天平，通常是不方便携带，而方便推带的天平，精度又不高。
发明内容
本发明的目的是提供一种精度高、又方便携带和称量的智能数字天平。
本发明所采取的技术措施是：它包括称量盘、传感器和显示器，称量盘置于传感器上，传感器包括信号输入检测单元，分别与信号输入检测单元和显示屏相连接的数据处理单元；信号输入检测单元内包括：带有多脚接口的检测控制器，转换器，与转换器输出端相连接的信号调理电路，分别与信号调理电路和检测控制器相连接的多芯端子；数据处理单元内包括：数据处理控制器，分别与数据处理控制器相连接的模拟光电耦合器、存储器、I2C总线和USB接口，置于数据处理单元上的电源模块。
如上述本发明的结构，当传感器起动后，转换器将被称量信号转换为电压信号输入到信号调理电路中；信号调理电路将其电压值转换为所能处理的电压值并按照所规定的标准值转换为统一的电压信号，即归一化，通常将-25V～25V归一化为0～5V；经归一化后的电压信号通过多芯端子和在数据处理单元上的I2C总线，进入到数据处理控制器内；数据处理控制器首先将接收到的电压模拟信号转换成数字信号，然后进行比对和计算出所对应的测量值，再将其对应的测量值显示在显示屏上，并存入存储器内以及通过USB接口输出。置于信号输入检测单元内的检测控制器带有多脚接口(如JTAG接口)，内部存储有传感器的各种信息，如传感器的身份标识、标准信号值、识别码等，当传感器起动后，它通过多脚接口能够在线检测和在线调试，它负责与在数据处理单元内的数据处理控制器进行数据通讯和指令的交换；它完成传感器热插拔的检测，完成传感器身份的识别和自检功能，检测传感器的运行状况以及调整传感器在最佳运行状态。它相当于整体传感器的控制中心。连接于数据处理控制器上的模拟光电耦合器能够隔离掉来自电源模块上的模拟信号的干扰。
本发明具有称重量精度高、方便携带的优点。
                            附图说明
图1为本发明传感器的结构示意图。
图2为本发明的结构示意图(显示屏没有连接)。
                        具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图所示，本发明包括称量盘4、传感器5和显示屏3，称量盘4置于传感器5上，传感器5下部为底座6。传感器包括信号输入检测单元1，分别与信号输入检测单元1和显示屏3相连接的数据处理单元2；信号输入检测单元1内包括带有多脚接口102的检测控制器101，转换器105，转换器105输出端相连接的信号调理电路104，分别与信号调理电路104和检测控制器101相连接的多芯端子103；数据处理单元2内包括数据处理控制器201，分别与数据处理控制器201相连接的模拟光电耦合器204、存储器205、I2C总线206和USB接口207，置于数据处理单元2上供应传感器电源的电源模块202、203。电源模块203为也供数据处理控制器201使用。
置于信号输入检测单元1内的检测控制器101和置于数据处理单元2内的数据处理控制器201都是带有多种端口的内嵌模/数转换器的含有混合信号的单片机芯片。具体的说都是带有多种端口，如12C、SPI、UART、PCA等端口和JTAG多脚接口，内嵌A/D转换器(模/数传感器)和D/A转换器(数/模转换器)，含有混合信号SOC，Silicon Laboratories的C8051F系列的单片机芯片。该芯片功耗比较小，通过多脚的JTAG接口，使传感器5能实现在线检测和在线调试；该芯片含有高速时钟，能有效提高系统的反应速度。在该芯片内存储有传感器的身份信息，自检信息，以及校验码等。多芯端子103采用10芯S端子。
转换器105是将重量信号转换为电阻信号的称重传感器，具体是单点式称重传感器，它将放在称量盘4中的重物所造成的形变转换为电阻信号。该电阻信号输入到信号调理电路中；信号调理电路将该电阻信号按照所要求的标准转换为统一的电压信号，即归一化处理。例如，本发明的传感器5将在重量-50N时所对应的电压值转换为0V电压输出，将重量为50N时，所对应的电压值转换为5V电压输出所述的模拟光电耦合器204采用HCNR200模拟光电耦合器，能够完全隔离模拟信号的干扰，防止电源模块的模拟信号对控制器的冲击。

Claims (5)

1.一种智能数字天平，称量盘、传感器、显示屏，称量盘置于传感器上，特征在于传感器包括信号输入检测单元，分别与信号输入检测单元和显示屏相连接的数据处理单元；信号输入检测单元内包括：带有多脚接口的检测控制器，转换器，与转换器输出端相连接的信号调理电路，分别与信号调理电路和检测控制器相连接的多芯端子；数据处理单元内包括：数据处理控制器，分别与数据处理控制器相连接的模拟光电耦合器、存储器、I2C总线和USB接口，置于数据处理单元上的电源模块。
2.根据权利要求1所述的智能数字天平，其特征在于转换器是将重量信号转换为电压信号的称重转换器。
3.根据权利要求1所述的智能数字天平，其特征在于置于信号输入检测单元内的检测控制器是带有多种端口的内嵌模/数转换器的含有混合信号的单片机芯片。
4.根据权利要求1所述的智能数字天平，其特征在于置于数据处理单元内的数据处理控制器是带有多种端口的内嵌模/数转换器的含有混合信号的单片机芯片。
5.根据权利要求1所述的智能数字天平，其特征在于置于数据处理单元内有两个电源模块。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication