CN106153166A - 一种多传感器衡器用多路混用式称重系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多传感器衡器用多路混用式称重系统，包括上位单片机及下位单片机，所述上位单片机与所述下位单片机通过控制总线及传输总线电连接，所述下位单片机上电连接有用于感应称重系统上重量的传感器，所述传感器与所述下位单片机之间设有用于将模拟信号转换成数字信号的模数转换器，所述下位单片机与所述模数转换器组成数模匹配器系统；所述传感器数量为四个，所述每个传感器与所述下位单片机各设有一个模数转换器；所述上位单片机上电连接有用于寄存数据的寄存器；所述上位单片机上电连接有用于处理称重数据信号的加法器。
Description
技术领域
本发明涉及一种多传感器衡器用多路混用式称重系统及方法，属于多传感器衡器称重控制电路系统领域。
背景技术
随着衡器行业的发展，在数字式多传感器衡器得到广泛的应用，即电子式多传感器衡器采用数字式传感器和数字式仪表。但是，目前很多用户考虑到成本和使用需要仍然采用模拟式多传感器衡器，但是数字式多传感器衡器精准度高、可靠性好、便于维护和防作弊能力强等方面的优势是模拟式多传感器衡器所无法比拟的。
但是无论采用模拟式传感器的多传感器衡器还是数字式传感器的多传感器衡器都是用多个传感器组成的称重组，但该称重组中只能使用相同型号的传感器，而且在同一称重组中所有传感器的量程、灵敏度和信号传输方式必须完全相同，因此导致一旦某一支传感器发生故障，其维修、维护不便，成本高，周期长；同时由于当前的技术手段，传感器及仪表的生产厂家采用将各传感器的数字或模拟信号在接线盒进行信号汇总后，将汇总信号传输给仪表进行处理，这种信号处理方式就导致了一旦该称重组中任意一只传感器发生损坏或者失效，该称重组称重数值精准度大幅下降甚至无法进行称重。
而且由于现有多传感器衡器部分为多节称体组成，由于称体和传感器安装的特殊性，在出厂前标称、调角过程中，不能将足额的砝码加到传感器上，从而导致每个传感器在同样的载重下受力不同。因此，称重量越大其误差也就越大。且调角完成后，要进行全量程标定。由于现场和厂内砝码的局限和劳动强度大，很难做到全量程标定。因此，在标定过程中会出现误差。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供一种多传感器衡器用多路混用式称重系统及方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种多传感器衡器用多路混用式称重系统，包括上位单片机及下位单片机，所述上位单片机与所述下位单片机通过控制总线及传输总线电连接，所述下位单片机上电连接有用于感应称重系统上重量的传感器，所述传感器与所述下位单片机之间设有用于将模拟信号转换成数字信号的模数转换器，所述下位单片机与所述模数转换器组成数模匹配器系统。
作为本发明的进一步优化，所述传感器数量为四个或以上，传感器数量为偶数，所有的传感器分别安装在多传感器衡器称体四周，并对称安装，所述每个传感器与所述下位单片机各设有一个模数转换器。
作为本发明的进一步优化，所述上位单片机上电连接有用于寄存数据的寄存器。
作为本发明的进一步优化，所述上位单片机上电连接有用于处理称重数据信号的加法器。
作为本发明的进一步优化，所述上位单片机与所述下位单片机采用232串口连接。
一种方法，采用上述的多传感器衡器用多路混用式称重系统进行称重，包括以下步骤：
步骤一：手动选择传感器，并对该传感器进行编号，同时电路将该控制信号自动存入下位单片机；
步骤二：下位单片机从编号的传感器开始依次判断该路信号是否需要进行数模转换，若需要则进入步骤三，若不需要则进入步骤四；
步骤三：将原有的输入信号送入模数转换器内，并将转换后的结果送入下位单片机内相对应的地址进行存储；
步骤四：将现有的输入信号直接存储到相对应的位置；
步骤五：上位单片机对从编号的传感器开始对每路信号依次判断是否需要进行数据采集，若需要则进入步骤六，若不需要则进入步骤七；
步骤六：上、下位单片机进行通讯，下位单片机将所需信号量送入上位单片机，上位单片机将其存入寄存器内；
步骤七：上位单片机判断一次采数周期是否结束，若结束进入步骤八，若未结束则进入步骤十；
步骤八：上位单片机从寄存器内将各个传感器数据取出，对多传感器衡器几何对称的传感器数值进行比较，观察两数差值是否超过标准值，若超过标准值则进行步骤十一，若未超过则进行步骤九；
步骤九：单片机对寄存器内的本周期采集到的所有数据进行累加，并将其送入仪表电路进行处理、显示；
步骤十：结束对现有传感器的采样并跳转至为下一个传感器进行采样；
步骤十一：发出传感器异常报警信号。
在本发明中，上位单片机及下位单片机可以采用51单片机，avr单片机，PIC单片机，ARM单片机，MSP430单片机，52单片机中任意一种。
本发明的有益效果是：本发明可以实现数模兼容，使使用者可以在不更换大部分的传感器的情况下达到模拟仪表数字化改造的目的；在某一称重传感器损坏的情况下，只要将损坏的传感器和其相对侧的另一只传感器信号进行参数修正，确保其在损坏单只传感器的情况下能够正常使用。
同时，我们将传感器与称重系统进行分离检测，即将每只传感器独立连接仪表进行检测标定，即使每支传感器和仪表组成独立的完整的称重系统。在发生传感器受损的过程中，在现场就能对传感器进行校验，只要在称重系统几何面上对称的传感器能正常使用，使用同一辆车进行来回碾压，就能进行准确的测量和对更换的传感器进行校验。
同时，本发明还有如下优点：
1.通过选择性数模转换电路使得模拟传感器和数字传感器兼容使用；
2.通过电路使得各个传感器的数据实现单独传输并对各个传感器传输的数据进行累加进行显示。
3.通过各传感器的单独传输实现传感器组中各传感器数据互不干扰。
4.通过各传感器的单独传输实现将一个多传感器衡器分解为以一个传感器为单元的小多传感器衡器，从而满足在待称重物品大小和重量不同时对多传感器衡器精准度的不同要求。
5.可利用传感器分离采数和处理的特点对传感器进行单独标定。
6.利用称体几何横向对称的两侧传感器数据比对，当差值大于一定值进行报警，做到传感器损坏自报警和防作弊。
7.不同量程、品牌、灵敏度的数模传感器可以混用。
8.利用各传感器可单独传数的功能，在空称的情况下观察单节称体的各传感器数值是否相同，若有一支传感器与其他三支数据差值较大，则证明该传感器位置不正。
9.利用各传感器可单独传数的功能，在空称的情况下观察单节称体的各传感器数值是否相同，若有一支传感器数据出现负值，则证明该称压点与传感器没有压实。
附图说明
图1为本发明的电路结构示意图；
图2为本发明下位单片机工作流程逻辑图；
图3为本发明上位单片机工作流程逻辑图；
其中，1、上位单片机；2、下位单片机；3、传感器；4、模数转换器；5、寄存器；6、加法器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
本实施方式所述的一种多传感器衡器用多路混用式称重系统，包括上位单片机1及下位单片机2，所述上位单片机1与所述下位单片机2通过控制总线及传输总线电连接，所述上位单片机1与所述下位单片机2采用232串口连接，所述下位单片机2上电连接有用于感应称重系统上重量的传感器3，所述传感器3与所述下位单片机2之间设有用于将模拟信号转换成数字信号的模数转换器4，所述下位单片机2与所述模数转换器4组成数模匹配器系统。
所述传感器3数量为四个或以上，传感器3的数量为偶数，所有的传感器3分别安装在多传感器衡器称体四周，并对称安装，所述每个传感器3与所述下位单片机2各设有一个模数转换器4。
所述上位单片机1上电连接有用于寄存数据的寄存器5。
所述上位单片机1上电连接有用于处理称重数据信号的加法器6。
同时，本实施方式的多传感器衡器用多路混用式称重系统工作方法包括以下步骤：
步骤一：手动选择传感器3，并对该传感器3进行编号，同时电路将该控制信号自动存入下位单片机2；
步骤二：下位单片机2从编号的传感器3开始依次判断该路信号是否需要进行数模转换，若需要则进入步骤三，若不需要则进入步骤四；
步骤三：将原有的输入信号送入模数转换器4内，并将转换后的结果送入下位单片机2内相对应的地址进行存储；
步骤四：将现有的输入信号直接存储到相对应的位置；
步骤五：上位单片机1对从编号的传感器3开始对每路信号依次判断是否需要进行数据采集，若需要则进入步骤六，若不需要则进入步骤七；
步骤六：上位单片机1、下位单片机2进行通讯，下位单片机2将所需信号量送入上位单片机1，上位单片机1将其存入寄存器5内；
步骤七：上位单片机1判断一次采数周期是否结束，若结束进入步骤八，若未结束则进入步骤十；
步骤八：上位单片机1从寄存器5内将各个传感器3数据取出，对多传感器衡器几何对称的传感器3数值进行比较，观察两数差值是否超过标准值，若超过标准值则进行步骤十一，若未超过则进行步骤九；
步骤九：单片机对寄存器5内的本周期采集到的所有数据进行累加，并将其送入仪表电路进行处理、显示；
步骤十：结束对现有传感器3的采样并跳转至为下一个传感器3进行采样；
步骤十一：发出传感器3异常报警信号。
在本实施方式中，上位单片机1及下位单片机2可以采用51单片机，avr单片机，PIC单片机，ARM单片机，MSP430单片机，52单片机中任意一种。
本发明中所有的电子元器件的型号都是本领域技术人员能够实验得出，不属于该发明所要保护的内容。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种多传感器衡器用多路混用式称重系统，其特征在于：包括上位单片机及下位单片机，所述上位单片机与所述下位单片机通过控制总线及传输总线电连接，所述下位单片机上电连接有用于感应称重系统上重量的传感器，所述传感器与所述下位单片机之间设有用于将模拟信号转换成数字信号的模数转换器，所述下位单片机与所述模数转换器组成数模匹配器系统。
2.根据权利要求1所述的一种多传感器衡器用多路混用式称重系统，其特征在于：所述传感器数量为四个或以上，传感器数量为偶数，所述每个传感器与所述下位单片机各设有一个模数转换器。
3.根据权利要求1所述的一种多传感器衡器用多路混用式称重系统，其特征在于：所述上位单片机上电连接有用于寄存数据的寄存器。
4.根据权利要求1所述的一种多传感器衡器用多路混用式称重系统，其特征在于：所述上位单片机上电连接有用于处理称重数据信号的加法器。
5.根据权利要求1所述的一种多传感器衡器用多路混用式称重系统，其特征在于：所述上位单片机与所述下位单片机采用232串口连接。
6.一种方法，采用权利要求1-5所述的一种多传感器衡器用多路混用式称重系统进行称重，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：手动选择传感器，并对该传感器进行编号，同时电路将该控制信号自动存入下位单片机；
步骤二：下位单片机从编号的传感器开始依次判断该路信号是否需要进行数模转换，若需要则进入步骤三，若不需要则进入步骤四；
步骤三：将原有的输入信号送入模数转换器内，并将转换后的结果送入下位单片机内相对应的地址进行存储；
步骤四：将现有的输入信号直接存储到下位单片机内与各传感器编号相对应的储存地址；
步骤五：上位单片机对从编号的传感器开始对每路信号依次判断是否需要进行数据采集，若需要则进入步骤六，若不需要则进入步骤七；
步骤六：上、下位单片机进行通讯，下位单片机将所需信号量送入上位单片机，上位单片机将其存入寄存器内；
步骤七：上位单片机判断一次采数周期是否结束，若结束进入步骤八，若未结束则进入步骤十；
步骤八：上位单片机从寄存器内将各个传感器数据取出，对多传感器衡器几何对称的传感器数值进行比较，观察两数差值是否超过最小值的10％，若超过10％则进行步骤十一，若未超过则进行步骤九；
步骤九：单片机对寄存器内的本周期采集到的所有数据进行累加，并将其送入仪表电路进行处理、显示；
步骤十：结束对现有传感器的采样并跳转至为下一个传感器进行采样；
步骤十一：发出传感器异常报警信号。
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