CN200993597Y

CN200993597Y - 称重控制器

Info

Publication number: CN200993597Y
Application number: CN 200620165429
Authority: CN
Inventors: 严红日
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-12-06
Filing date: 2006-12-06
Publication date: 2007-12-19
Anticipated expiration: 2016-12-06

Abstract

称重控制器，其特征是电路构成包括称重传感器、微处理器、液晶显示器、功率输出控制、模数转换、电源转换、按键输入、面板以及串行通讯接口。本实用新型采用高精度运算放大电路和24位模拟/数字转换器，保证了称重设备的准确性、稳定性及可靠性；其通用型设计将流量秤、定量包装秤、配料秤等称重功能集于一体，可自由选择、切换；使用先进的低下降沿功率控制芯片代替传统的继电器，有效地缩减了产品体积，大大提升产品安全可靠性。串行通讯接口的设置使一台或多台控制器均可方便地与计算机联网。

Description

称重控制器

技术领域

本实用新型涉及称重控制器，更具体地说是用作流量秤、自动定量包装秤、配料秤等各种复杂称重的称重控制器。

背景技术

随着市场经济的飞速发展，粮油、食品、化工、药品等行业都得到迅速的发展，为了能提高生产效能，降低生产成本，计量、定量包装、重量检测的工业自动化需求越来越迫切。各种称重设备都要求向自动化、通用型、高精度型、个性化方向发展。

作为称重设备的核心--称重控制器，目前市场上种类繁多，但多为传统的简易、单一的控制结构，只能满足单一称重功能，即一种控制器仅能控制某一种类型的称重设备。此外，现有控制器是采用继电器控制外部电磁阀，因而造成控制器占用空间大，对安装、信号连接、设备布线都带来不便。

发明内容

本实用新型是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种集流量秤、定量包装秤、配料秤等称重功能于一体，成本低体积小，称量准确、工作稳定、可靠的称重控制器。

本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：

本实用新型的结构特点是所述控制器的电路构成包括称重传感器、微处理器、液晶显示器、功率输出控制、模数转换、电源转换、面板按键输入、以及串行通讯接口；

所述模数转换电路采用运算放大器INA128和24位模数转换芯片ADS1211，所述功率输出控制采用芯片TLE7230G；

来自称重传感器的负信号经过低通滤波器接入在运算放大器的反向输入端(2脚)；来自称重传感器的正信号经过低通滤波器接入在运算放大器INA128的正向输入端(3脚)，在所述运算放大器的两增益调整端(1脚)(8脚)之间，接入增益调整电阻R2，电源转换电路为运算放大器提供±12V工作电源；

传感器信号经运算放大器放大后的信号接入在模数转换芯片的模拟输入反相端(1脚)，在模数转换芯片的数据输出端(16脚)向外输出数据信息；

所述微处理器的输入/输出端直接与模数转换芯片的数据输入/输出端口(15脚)连接，微处理器通过该端口配置ADS1211各寄存器；

所述功率输出控制采用具有八通道的下降沿触发功率芯片TLE7230G，所述功率芯片的同步串行外围接口的片选端口(1脚)与微处理器的输入/输出端口直接连接，其多路复用输入端口(2脚)接+5V电源；其八路功率控制输出端口(21、22、3、49、10、15、16脚)连接称重控制器的外围电磁阀负载。

与已有技术相比，本实用新型的有益效果体现在：

1、本实用新型采用高精度运算放大电路和24位模拟/数字转换器，保证了称重设备的准确性、稳定性及可靠性；

2、本实用新型采用通用型设计，将流量秤、定量包装秤、配料秤等称重设备的功能集成为一体，在相关软件的支持下，通过菜单即可自由选择、切换；

3、本实用新型功率输出控制部分突破了传统继电器控制模式。使用先进的低下降沿功率控制芯片代替传统的继电器，不但有效地缩减了产品体积，且大大提升了产品安全性、可靠性。

4、本实用新型具有串行通讯接口，一台或多台控制器均可方便地与计算机联网；

附图说明

图1为本实用新型电路构成方框图。

图2、图3为本实用新型模数转换芯片电路连接原理图。

图4为本实用新型功率控制芯片电路连接原理图。

以下通实施具体实施方式对本实用新型作进一步描述：

具体实施方式

参见图1，控制器的电路构成包括称重传感器、微处理器、液晶显示器、功率输出控制、模数转换、电源转换、面板按键输入以及通讯接口。由称重传感器获得的重量信息经模数转换电路后，传至微处理器进行统一调度，实现显示和功率控制。

参见图2、图3，模数转换电路采用运算放大器INA128和24位模数转换芯片；

图2所示，INA128为低功耗、通用精密运算放大器，增益范围可达到1～10,000

INA128和外围电路的各连接关系包括：

1、负相输入——INA128的第2脚为运算放大器负相输入端，由称重传感器的负信号经过低通滤波器后的信号作为负相输入；

2、正相输入——INA128的第3脚运算放大器正相输入端，由称重传感器的正信号经过低通滤波器后的信号作为正相输入；

3、增益调——INA128的第1、8脚之间的电阻R2是为信号增益调整而设置，本系统的增益设置在200V/V；

4、电源输入——INA128的第4、7脚为运算放大器正、负电源输入端，由称重控制器的电源转换电路部分提供±12V电源；

5、信号输出——传感器正负相信号经运算放大器放大后的信号由INA128第6脚输出；

6、参考电平——INA128第5脚为运算放大器的参考电平，接地。

图3所示，ADS1211和外围电路的各连接关系包括：

ADS1211是精密、高动态范围、自我校准的24位Δ-∑模拟/数字转换器，可实现超高分辨率的数字信号转换，其特点包括微分输入、可编程增益放大、兼容SPI同步串行外围接口通讯模式和两线接口模式、内部自动校准、可编程关断频率高达15.6KHz、共有四组模拟信号输入复用通道等。

1、称重模拟信号输入端口——称重传感器信号经过精密运算放大器INA1 8放大后输出到ADS1211第1脚，即ADS1211第三组模拟输入的反相端；

2、温度漂移补偿端口——在ADS1211第2、3脚之间，即ADS1211第二组模拟输入端连接一只热敏电阻，作为温度补偿；

3、称重传感器负激励端口——ADS1211第一组模拟输入端的正相端接+2.5V电源，负相端接称重传感器的负激励信号；

4、电源输入端口——ADS1211第6脚连接模拟信号地，第12脚连接数字信号地，第13脚和第19脚连接+5V电源；

5、芯片选择端口——由于本控制器只使用1只ADS1211芯片，所以第8脚的芯片选择端口直接接地；

6、同步数据输出控制端口——ADS1211第9脚为同步数据输出控制端口，低电平时表示同步连续输出数据，高电平时表示异步输出数据，本控制器使用的是异步通讯方式，所以将该脚置为高电平，与+5V相连接。

7、芯片时钟端口——ADS1211第10、11脚为芯片时钟输入输出端口，与1只10M晶振连接；

8、模式选择端口——ADS1211第18脚为主器件/从器件模式选择端口，在本控制器中ADS1211作为从器件，所以该引脚置为低电平，与地连接；

9、读写控制端口——ADS1211第9脚为读写控制端口，低电平时可写入数据，

10、数据准备端口——ADS1211第17脚为芯片数据准备端口，低电平时表示数据已准备好，高电平时表示数据未准备就绪，微处理器通过检测该信号来读取ADS1211的数据。该端口与微处理器的输入/输出端口直接连接；

11、数据输出端口——ADS1211第16脚为数据输出端口，向外输出数据信息；

12、数据输入/输出端口——ADS1211第15脚可作为数据输入端口，微处理器可通过该端口配置ADS1211的各寄存器，也可作为数据输出端口，微处理器同时通过该端口来接收称重数据信息。该端口与微处理器的输入/输出端口直接连接；

13、数据传输时钟端口——ADS1211第14脚为数据传输所需时钟的输入端口，由微处理器向ADS1211提供时钟信号。该端口与微处理器的输入/输出端口直接连接；

参见图4，功率输出控制采用具有八通道的下降沿触发功率芯片TLE7230G；该芯片为八通道功率开关，可替代八只继电器；16位同步串行外围接口通讯；具备短路保护、过载保护、过热关断保护、静电放电保护。

其接线包括：

1、片选端口——TLE7230G第1脚为同步串行外围接口的片选端口，与微处理器的输入/输出端口直接相连；

2、多路复用输入端口——TLE7230G第2脚连接+5V电源，确定八中开关通道均可有效使用；

3、功率控制输出端口——TLE7230G第21、22、3、4、9、10、15、16脚连接称重控制器的外围电磁阀负载，控制方式为控地输出，即电磁阀的公共端接正电源。将输出端口输出低电平时，外围电磁阀开始工作；

4、接地端口——TLE7230G第5、6、7、8、17、18、19、20脚均接地；

5、同步串行外围接口缓冲器电源输入端口——TLE7230G第11脚与+5V电源连接，给TL7230G内部的同步串行外围接口的缓冲器提供电源；

6、数据输出端口——TLE7230G第12脚为同步串行外围接口的数据输出端口，与微处理器的输入/输出端口连接；

7、数据通讯时钟端口——TLE7230G第13脚为同步串行外围接口的时钟信号，由微处理器提供该信号。该引脚与微处理器的输入/输出端口连接；

8、数据输入端口——TLE7230G第14脚为同步串行外围接口的数据输入端口，与微处理器的输入/输出端口连接；

9、芯片电源端口——TLE7230G第23脚为TLE7230G芯片供电端口，与+5V连接；

10、芯片复位端口——TLE7230G第24脚为TLE7230G芯片复位端口，与复位芯片IMP708的第7脚连接。

Claims

1、称重控制器，其特征是所述控制器的电路构成包括称重传感器、微处理器、液晶显示器、功率输出控制、模数转换、电源转换、面板按键输入、以及串行通讯接口；

来自称重传感器的负信号经过低通滤波器接入在运算放大器INA128的反向输入端(2脚)；来自称重传感器的正信号经过低通滤波器接入在运算放大器INA128的正向输入端(3脚)，在所述运算放大器的两增益调整端(1脚)(8脚)之间，接入增益调整电阻(R2)，电源转换电路为运算放大器提供±12V工作电源，运算放大器；

在所述运算放大器INA128信号输出端(6脚)输出的传感器放大信号接入在模数转换芯片ADS1211的模拟输入反相端(1脚)，在模数转换芯片ADS1211的数据输出端(16脚)输出数据信息；

所述功率输出控制采用具有八通道的下降沿触发功率芯片TLE7230G，所述功率芯片的同步串行外围接口的片选端口(1脚)与微处理器的输入/输出端口直接连接，其多路复用输入端口(2脚)接+5V电源；其八路功率控制输出端口(21、22、3、4、9、10、15、16脚)连接称重控制器的外围电磁阀负载。