CN102853888A

CN102853888A - 一种基于虚拟技术的多功能高精度称重系统

Info

Publication number: CN102853888A
Application number: CN2012103339992A
Authority: CN
Inventors: 葛亮; 胡泽; 谌海云; 高凤水; 赖欣; 刘娟; 刘俊成; 刘德雄; 彭贵文; 王斌; 李绍康; 袁骑
Original assignee: Southwest Petroleum University
Current assignee: Southwest Petroleum University
Priority date: 2012-09-12
Filing date: 2012-09-12
Publication date: 2013-01-02

Abstract

本发明是一种基于虚拟技术的多功能高精度称重系统。它是用仪用放大器和放大器对等截面悬臂梁式传感器输出的微弱信号进行两级放大，通过单片机控制模数转换器对放大后信号进行模数转换，同时利用串口通信电平转换器对采集的数据电平转换后经串口送入计算机，通过LABVIEW软件实现登陆密码验证、单价设定、数据处理、显示、保存、传输、控制功能，形成一个多功能高精度称重系统。

Description

一种基于虚拟技术的多功能高精度称重系统

技术领域

本发明涉及一种基于虚拟技术的多功能高精度称重系统。

背景技术

传统的量具是杆秤或盘秤，随着电子技术的不断发展, 传统的称重系统在功能、精度、智能化、性价比等方面越来越难以满足人们的需要。20 世纪70 年代出现的电子秤，在各行各业中开始显现其测量精度高，测量速度快，操作简单易学，已经取代传统型的机械杠杆测量秤。随着人们生活水平不断提高，计算机走进千家万户，电子秤往往都是商家提前制作好的成品，不能和现在的计算机相连接，功能单一。而对于能实现与电脑通信的电子称，其价格昂贵，维护困难，使用不方便。同时，现在的电子称体积庞大，灵活性方便性严重受限，也导致了功耗高、维修困难等等一系列问题。因此，如何在减少硬件部件，如何减少功耗、降低维修难度，同时减少成本的情况下实现多功能、高精度、方便实用的称重系统是现今节约型社会需要考虑的问题。

发明内容

本发明的目的是：实现一种基于虚拟技术的多功能高精度称重系统。采用现代传感器技术、数据采集技术、计算机技术和虚拟技术而实现的一体化的电子称量系统。

本发明的技术方案是：将物品放在等截面悬臂梁式传感器上，等截面悬臂梁式传感器将输出一个微弱电压信号，用仪用放大器和集成运算放大器对等截面悬臂梁式传感器输出的微弱电压信号进行两级放大后送入模数转换器，通过单片机控制模数转换器对放大后模拟信号进行数据采集，同时利用电平转换器将单片机串口输出电平经过转换后经串口送入计算机，通过计算机中的虚拟仪器开发软件实现登陆密码验证、单价设定、数据处理、显示、保存、传输及控制功能。

本发明的主要优点在于：

1、通过虚拟软件显示界面，可实现物品信息打印，还可自主设置被称量物体的价格，并显示付款金额，来满足并解决现实生活中提出的“快速、准确、连续、自动、远程同步”称量要求，同时有效地消除人为误差，使之更符合法制计量管理和工业生产过程控制的应用要求；

2、可以更改电子称量系统的使用功能，能够实现实时控制、存储、远程传输等特点；

3、可以和计算机相连接，能根据用户需要进行实时更改系统的使用功能，功能强大，扩展能力强；

4、硬件部件少，使用简单，维修方便，功耗低；

5、高精度。本发明是将信号通过模数转换后送入计算机处理，使得数据误差小，精度高，同时可以根据需要更换不同位数的模数转换器，满足不同精度需求；

6、本发明所用软件只是以电脑为依托，在使用时不干扰电脑其他功能，故用户可以同时使用电脑其他功能而不影响本发明的使用。

附图说明

下面结合附图对本发明型进一步说明。

图1是本发明型的系统总体设计框架图。

图2是本发明型的单片机程序流程图。

图3是本发明型的计算机功能结构框架。

图4是本发明型的信号放大电路原理图。

图5是本发明型的数据采集电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

本发明从结构上讲，有软件和电子秤秤量装置两部分。电子秤量装置包括等截面悬臂梁式传感器、信号放大电路、数据采集电路和数据传输电路；信号放大电路由仪用放大器和集成运算放大器组成；数据采集部分由模数转换器组成，采用单片机为控制核心；数据传输电路由电平转换器在单片机控制下进行电平转换后经串口送入计算机。软件部分包括单片机端软件和计算机端软件。单片机端软件采用C语言进行编写，主要实现与计算机进行通信和控制模数转换器进行数据采集。计算机端软件选用LabVIEW图形语言进行编写，实现登陆密码验证、重量显示、单价设定、显示付款金额和称量历史记录等功能。

参见图1，悬臂梁传感器输出与物品重量相对应的微弱电压信号，经过放大电路进行放大输出，通过单片机控制模数转换器对放大后信号进行采集，同时利用电平转换器将单片机串口输出电平经过转换后经串口送入计算机，通过LABVIEW软件实现登陆密码验证、单价设定、数据处理、显示、保存、传输、控制等功能。

参见图2，单片机上电复位后，控制模数转换器选择输入模拟通道，并对模拟信号进行模数转换，并利用电平转换器将单片机串口输出电平进行电平转换，再通过串口送入计算机，通过LabVIEW软件采集串口送入的数据并执行数据处理、显示、保存、传输、控制等功能。

参见图3，计算机主要用于对数据的处理、显示、保存、传输、控制。应用的软件为NI公司的LABVIEW。该软件负责采集串口送入的数据并经过相应处理后显示出来。

参见图4和图5，该图为硬件部分电路图。它包括信号放大部分、模数转换部分、串口通信部分。其中模数转换器由单片机控制。

Claims

1.一种基于虚拟技术的多功能高精度称重系统，它包括秤盘、等截面悬臂梁式传感器、仪用放大器、集成运算放大器、模数转换器、单片机、电平转换器以及计算机端软件LabVIEW，其特征是：将等截面悬臂梁式传感器输出信号通过信号放大与数据采集后与计算机相连，使用LABVIEW软件进行数据处理，其连接关系是：秤盘与传感器相连，传感器输出端与信号放大电路的输入端相连，信号放大电路输出端与模数转换器输入端相连，模数转换器的输出端和控制端分别与单片机IO口相连，单片机的RXD、TXD分别与电平转换器的RXD、TXD相连，用于实现与计算机之间的数据通讯信号相互传递，通过LabVIEW软件对数据进行处理。

2.如权利要求1所述的基于虚拟技术的多功能高精度称重系统，其特征是：悬臂梁传感器输出与物品重量相对应的微弱电压信号，并通过2级放大电路实现对传感器输出模拟信号的放大。

3.如权利要求1所述的基于虚拟技术的多功能高精度称重系统，其特征是：在单片机的控制下，通过模数转换器实现模拟信号到数字信号的转换，利用电平转换器将单片机串口输出电平经过转换后经串口送入计算机。

4.如权利要求1所述的基于虚拟技术的多功能高精度称重系统，其特征是：计算机端软件选用虚拟仪器开发软件进行编写，实现登陆密码验证、重量显示、单价设定、显示付款金额、称量历史记录和信息打印等功能。