CN210833845U - 一种数字称重仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种数字称重仪，包括壳体，壳体的控制面板上设置有用于显示运行状态的多个指示灯、用于显示设置参数的多个数码管、用于调节参数的多个按键；在壳体的上部设置有CAN接口，下部设置有用于向数字称重仪供电的电源接口以及用于通信的485接口和232接口；在壳体上还设置有用于连接称重传感器的称重传感器接口；在壳体内部设置有控制电路，控制电路对数码管、指示灯、按键和接口进行监控；控制电路包括称重电路，称重电路与称重传感器接口电连接。本实用新型通讯轮询时间短、抗干扰能力强，并且通过级联CAN接口，可将多个数字称重仪采集的称重数据集中输出，适用于将大批量的配料分批称重和集中处理，称重精度高。

Description

一种数字称重仪

技术领域

本实用新型涉及称重仪领域，尤其涉及一种数字称重仪。

背景技术

现有技术中，配料系统主要采用称重接线盒加称重仪表的方式，上位机获取的称重数据来自称重接线盒或称重仪表所反馈的4-20mA数据或通讯信号。但是在称重过程中，这种方式的通讯轮询时间较长、模拟量信号抗干扰能力差，线路干扰会直接导致称重数据跳变，影响配料系统的正常运行，并且模拟量模块的成本也较高。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种数字称重仪，解决现有技术中称重仪表的通讯轮询时间较长、模拟量信号抗干扰能力差的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是提供一种数字称重仪，包括壳体，所述壳体的控制面板上设置有用于显示运行状态的多个指示灯、用于显示设置参数的多个数码管、用于调节参数的多个按键；在所述壳体的上部设置有CAN接口，下部设置有用于向数字称重仪供电的电源接口以及用于通信的485接口和232接口；在所述壳体上还设置有用于连接称重传感器的称重传感器接口；所述称重传感器接口包括五个接线端：正电源接线端、负电源接线端、正信号接线端、负信号接线端和屏蔽线接线端；在所述壳体内部设置有控制电路，所述控制电路对所述数码管、指示灯、按键和接口进行监控；所述控制电路包括称重电路，所述称重电路与称重传感器接口的五个接线端电连接。

优选的，所述称重电路包括芯片HX710A，所述正电源接线端接入芯片HX710A的电源输入端，所述负电源接线端接入芯片HX710A的接地端，所述正信号接线端接入芯片HX710A的正信号输入端，所述负信号接线端接入芯片HX710A的负信号输入端，芯片HX710A的时钟端和数据端则分别与单片机电连接，由此将芯片HX710A采集到的称重模拟信号转换为称重数据信号输入到单片机中。

优选的，所述控制电路还包括电源电路，所述电源电路包括芯片LM2596，芯片LM2596的输入端连接+24V直流电压，芯片LM2596的输出端输出+5V电压；还包括芯片AMS1117-3.3，芯片AMS1117-3.3的电源输入端与所述芯片LM2596的输出端电连接，芯片AMS1117-3.3的电源的输出端输出+3.3V电压。

优选的，所述按键包括设置按键、左调节按键、右调节按键、确定按键以及波特率按键。

优选的，所述指示灯包括电源指示灯、工作指示灯、CAN通信指示灯、第一称重指示灯、第二称重指示灯、第三称重指示灯。

优选的，所述称重传感器接口具有三个，其中一个称重传感器接口设置在所述壳体的下部，另外两个称重传感器接口设置在所述壳体的上部。

优选的，所述数字称重仪级联使用时通过CAN接口以总线方式级联。

优选的，经过级联的多个数字称重仪中的一个数字称重仪作为主站，其他数字称重仪作为从站；称重时，从站采集的称重数据输入至主站中，作为主站的数字称重仪通过485接口将采集的所有称重数据传输至远端控制器。

本实用新型的有益效果是：本实用新型公开了一种数字称重仪，包括壳体，壳体的控制面板上设置有用于显示运行状态的多个指示灯、用于显示设置参数的多个数码管、用于调节参数的多个按键；在壳体的上部设置有CAN接口，下部设置有用于向数字称重仪供电的电源接口以及用于通信的485接口和232接口；在壳体上还设置有用于连接称重传感器的称重传感器接口；在壳体内部设置有控制电路，控制电路对数码管、指示灯、按键和接口进行监控；控制电路包括称重电路，称重电路与称重传感器接口电连接。本实用新型通讯轮询时间短、抗干扰能力强，并且通过级联CAN接口，可将多个数字称重仪采集的称重数据集中输出，适用于将大批量的配料分批称重和集中处理，称重精度高。

附图说明

图1是根据本实用新型数字称重仪一实施例的壳体的控制面板示意图；

图2是根据本实用新型数字称重仪一实施例中的称重电路；

图3是根据本实用新型数字称重仪一实施例的单片机；

图4是根据本实用新型数字称重仪一实施例的电源电路；

图5是根据本实用新型数字称重仪一实施例的按键电路；

图6是根据本实用新型数字称重仪一实施例的显示电路中芯片TM1638；

图7是根据本实用新型数字称重仪一实施例的显示电路中第一数码管；

图8是根据本实用新型数字称重仪一实施例的显示电路中第二数码管；

图9是根据本实用新型多个数字称重仪级联示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型进行更详细的说明。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，数字称重仪包括壳体K，在壳体K的控制面板Z1上设置有用于显示运行状态的多个指示灯D、用于显示设置参数的多个数码管X、用于调节参数的多个按键A，按键A包括包括设置按键、左调节按键、右调节按键、确定按键以及波特率按键。

在壳体K的上部设置有CAN接口J1，下部设置有用于向称重仪供电的电源接口J2、用于通信的485接口J4和232接口J3，在壳体K上还设置有用于连接称重传感器的称重传感器接口。优选的，称重传感器接口具有三个，其中一个称重传感器接口J5设置在壳体K的下部，另外两个称重传感器接口(J6和J7)设置在壳体K的上部。每个称重传感器接口均包括五个接线端：正电源接线端E+、负电源接线端E-、正信号接线端S+、负信号接线端S-和屏蔽线接线端SLD。

在壳体内部设置有控制电路，控制电路对数码管、指示灯、按键和接口进行监控。

如图2所示，控制电路包括称重电路，称重电路包括芯片HX710A，正电源接线端E+接入芯片HX710A的电源输入端VREF，负电源接线端E-接入芯片HX710A的接地端AGND，正信号接线端S+接入芯片HX710A的正信号输入端Ain+，负信号接线端S-接入芯片HX710A的负信号输入端Ain-，芯片HX710A的时钟端SCLK和数据端DOUT则分别与图3中单片机电连接，由此将芯片HX710A采集到的称重模拟信号转换为称重数据信号输入到单片机中。

优选的，正电源接线端E+接入芯片HX710A的电源输入端VREF还串联有滤波电感L1、滤波电感L2，在滤波电感L1和滤波电感L2的电连接处连接+5V电压。电源输入端VREF还分别连接模拟电源输入端和数字电源输入端，并且还连接滤波电容C11后接地，滤波电感L1和滤波电感L2的电连接处还分别连接滤波电容C12、滤波电容C13后接地。

负电源接线端E与芯片HX710A的接地端AGND连接有滤波电感L3。负信号接线端S-与负信号输入端Ain-之间还串联有滤波电感L4和电阻R7，负信号输入端Ain-连接滤波电容C15后接地，滤波电感L4和电阻R7的电连接处连接滤波电容C14后接地。正信号接线端S+与正信号输入端Ain+之间还串联有滤波电感L5和电阻R10。

正信号输入端Ain+与负信号输入端Ain-之间还连接滤波电容C16，正信号输入端Ain+连接滤波电容C18后接地，滤波电感L5和电阻R10的电连接处连接滤波电容C17后接地。设置这些滤波电容是为了防止称重传感器输入的信号之间的相互干扰，同时滤波电感(L1-L5)均为磁珠电感，也具有相同的作用。

芯片HX710A的数据输出端DOUT电连接数字接口电路后接入芯片STM32F103C8T6的一个输入输出端PA8，数字接口电路实现接口之间的电压转换，即芯片HX710A输出的+5V电压转化为+3.3V电压输出到芯片STM32F103C8T6中。

数字接口电路包括第一分压电阻R5和第二分压电阻R4，芯片HX710A的数据输出端DVDD电连接第一分压电阻R5，第一分压电阻R5的另一端接入芯片STM32F103C8T6的输入输出端PA8，第一分压电阻R5的另一端还电连接第二分压电阻R4后接地。芯片HX710A的数据输出端输出的数字称重信号中的高电压对应为+5V电压，经过第一分压电阻R5和第二分压电阻R4的分压后，输入到单片机的高电压对应为+3.3V电压。

芯片HX710A的时钟信号输入端SLCK电连接时钟控制电路后接入芯片STM32F103C8T6的输入输出端PB4。时钟控制电路包括控制三极管Q1，控制三极管Q1的集电极串联第一限流电阻R9后接入第一直流电源VCC5V，还并接第二限流电阻R6后接入芯片HX710A的时钟信号输入端SCLK，发射极接地，基极连接第三限流电阻R8的一端，所述第三限流电阻R8的另一端作为称重信号控制端接入芯片STM32F103C8T6的输入输出端PB4。

进行称重时，单片机向称重信号控制端输出时钟信号，对应控制控制三极管Q1连续导通和截止，芯片HX710A的时钟信号输入端SCLK输入的时钟信号的高电压对应为+5V电压。

如图3所示，单片机为芯片STM32F103C8T6，芯片STM32F103C8T6的电源端Vdd电连接+3.3V电压，Vss端接地，芯片STM32F103C8T6的晶振引脚OSC_OUT和OSC_IN连接晶振后接地，芯片STM32F103C8T6的管脚BOOT电连接电阻R61后接地。

如图4所示，壳体内部的电源电路包括芯片LM2596,芯片LM2596的输入端Vin连接+24V直流电压。芯片LM2596的输出端Vout输出+5V电压。输出端Vout还接一肖特基二极管D1的阴极，肖特基二极管D1的阳极接地，同时输出端Vout还接一电感L7，电感L7的另一端接第一极性电容C27的正极，第一极性电容C27的负极接地。输出端Vout还与芯片LM2596的反馈端FBack电连接，芯片LM2596的开关端on/off接地，芯片LM2596的接地端均接地。优选的，第一极性电容C27的正极还分别连接电容C25、C28、C26后接地。

进一步的，电感L7的另一端还接入芯片AMS1117-3.3的电源输入端，AMS1117-3.3的电源输出端输出+3.3V电压。芯片AMS1117-3.3的接地端接地。优选的，芯片AMS1117-3.3的电源输出端还分别电连接电容C21和电容C22后接地。

可以看出电源电路将+24V直流电源转化为向称重电路供电的+5V电压以及向单片机供电的+3.3V电压。

如图5所示，以设置按键为例，每个按键的第一端均通过一限流电阻R1连接+3.3V电压，并且还与接入单片机，每个按键的第二端接地。进一步的，设置按键用于设置菜单，左调节按键和右调节按键用于调节参数，确定按键用于确定保存，波特率按键用于设置波特率。

优选的，如图1所示，在控制面板Z1上，指示灯包括：电源指示灯PWR：表示控制器上电，电源正常；工作指示灯RUN：表示控制器工作正常；CAN通信指示灯CAN：表示CAN通信正常，如未接入到CAN总线，CAN指示灯不亮；第一称重指示灯CH1：表示CH1通道有称重传感器正确接入，如未接入则不亮；第二称重指示灯CH2：表示CH2通道有称重传感器正确接入，如未接入则不亮；第三称重指示灯CH3：表示CH3通道有称重传感器正确接入，如未接入则不亮。

485接口J4包括两个接线端，A+:发送端，B-：接收端。232接口J3包括三个接线端，TX:发送端，RX：接受端，GND：接地端。

如图6所示，控制电路还包括显示电路，用于显示上述称重电路中测得的称重数据或者设置的参数值，显示电路包括芯片TM1638，用于驱动数码管。芯片TM1638的片选端STB连接图3中芯片STM32F103C8T6的片选端STB1，并且还连接片选限流电阻R8后接入+3.3V电压，时钟端CLK电连接芯片STM32F103C8T6的时钟信号输出端，并且还连接上拉电阻R10后接入+3.3V电压，数据端DIO连接芯片STM32F103C8T6的一输入输出端，并且还电连接上拉电阻R11后接入+3.3V电压。电源端电连接+5V电压，并且电源端电连接极性电容C2的正极，极性电容C2的负极接地，优选的电源端还电连接极性电容C1的正极，极性电容C1的负极接地。

如图7和图8所示，数码管包括第一数码管和第二数码管，均为3位共阳数码管，图7为第一数码管，图8为第二数码管。其中每个数码显示管的共阳极分别连接图6中芯片TM1638的一个输出位，即每个数码显示管的共阳极(A-DP)分别一一对应连接芯片TM1638的输出位(GR1-GR8)。

图7中，第一数码管的三个位选段(DIG1-DIG3)对应连接芯片图6中芯片TM1638的第一输出段至第三输出段(SEG1/K1-SEG3/K3)，图8中第二数码管的三个位选段(DIG1-DIG3)对应连接所述芯片TM1638的第四输出段至第六输出段(SEG4/K4-SEG6/K6)。芯片TM1638的接地端接地。

如图9所示，多个数字称重仪之间通过CAN接口以总线方式级联，其中一个数字称重仪(1#)的CAN地址作为主站，其他数字称重仪(2#～6#)的CAN地址则作为从站；称重时，从站采集的称重数据输入至主站(1#)中，具有主站的数字称重仪(1#)通过485接口将采集的所有称重数据传输至远端控制器PLC。可以看出每个数字称重仪连接有三个称重传感器，在本实施例中，共连接十八个称重传感器(通过CHI～CH18进行连接)。通过该方式可将每个数字称重仪采集的称重数据进行汇集，便于了解总称重数据。同时，当面对大批量的称重配料时，一个数字称重仪的无法满足称重要求，可将大批量的称重配料进行分批称重，并通过该方式获得总的称重数据。具有称重精度高、效率高的特点。

优选的，每个称重仪的CAN接口对应有寄存器，当6个这样的数字称重仪通过CAN口以总线方式进行连接时，这些寄存器统一进行编址，如表1所示。例如，地址0x30040至0x30042对应存储1号主站的三个称重传感器通道获得的称重采集数据，CH1至CH3对应表示3个称重传感器接口的称重通道。这些数据存储在对应地址的存储器中，远端控制器通过485接口和主站通信，获取所有通道的AD值。

表1CAN接口对应的存储器分配表

另外，数字称重仪之间由于采用CAN高速通讯有效的降低整个系统中485站地址的使用量，从而减少485通讯的轮询时间，提供系统响应速度。数字称重仪可安装在离称重传感器最近的位置，有效的降低由于线路铺设原因导致的干扰问题，数字称重仪与主系统之间的互联线只需一根电源线和一根双绞线即可完成整个系统，有效的降低电缆和人工产生的费用。

由此可见，本实用新型公开了一种数字称重仪，包括壳体，壳体的控制面板上设置有用于显示运行状态的多个指示灯、用于显示设置参数的多个数码管、用于调节参数的多个按键；在壳体的上部设置有CAN接口，下部设置有用于向数字称重仪供电的电源接口以及用于通信的485接口和232接口；在壳体上还设置有用于连接称重传感器的称重传感器接口；在壳体内部设置有控制电路，控制电路对数码管、指示灯、按键和接口进行监控；控制电路包括称重电路，称重电路与称重传感器接口电连接。本实用新型通讯轮询时间短、抗干扰能力强，并且通过级联CAN接口，可将多个数字称重仪采集的称重数据集中输出，适用于将大批量的配料分批称重和集中处理，称重精度高。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种数字称重仪，包括壳体，其特征在于：所述壳体的控制面板上设置有用于显示运行状态的多个指示灯、用于显示设置参数的多个数码管、用于调节参数的多个按键；

在所述壳体的上部设置有CAN接口，下部设置有用于向数字称重仪供电的电源接口,以及用于通信的485接口和232接口；在所述壳体上还设置有用于连接称重传感器的称重传感器接口；所述称重传感器接口包括五个接线端：正电源接线端、负电源接线端、正信号接线端、负信号接线端和屏蔽线接线端；

在所述壳体内部设置有控制电路，所述控制电路对所述数码管、指示灯、按键和接口进行监控；所述控制电路包括称重电路，所述称重电路与称重传感器接口的五个接线端电连接。

2.根据权利要求1所述的数字称重仪，其特征在于：所述称重电路包括芯片HX710A，所述正电源接线端接入芯片HX710A的电源输入端，所述负电源接线端接入芯片HX710A的接地端，所述正信号接线端接入芯片HX710A的正信号输入端，所述负信号接线端接入芯片HX710A的负信号输入端，芯片HX710A的时钟端和数据端则分别与单片机电连接，由此将芯片HX710A采集到的称重模拟信号转换为称重数据信号输入到单片机中。

3.根据权利要求2所述的数字称重仪，其特征在于：所述控制电路还包括电源电路，所述电源电路包括芯片LM2596，芯片LM2596的输入端连接+24V直流电压，芯片LM2596的输出端输出+5V电压；

还包括芯片AMS1117-3.3，芯片AMS1117-3.3的电源输入端与所述芯片LM2596的输出端电连接，芯片AMS1117-3.3的电源的输出端输出+3.3V电压。

4.根据权利要求3所述的数字称重仪，其特征在于：所述按键包括设置按键、左调节按键、右调节按键、确定按键以及波特率按键。

5.根据权利要求4所述的数字称重仪，其特征在于：所述指示灯包括电源指示灯、工作指示灯、CAN通信指示灯、第一称重指示灯、第二称重指示灯、第三称重指示灯。

6.根据权利要求5所述的数字称重仪，其特征在于：所述称重传感器接口具有三个，其中一个称重传感器接口设置在所述壳体的下部，另外两个称重传感器接口设置在所述壳体的上部。

7.根据权利要求6所述的数字称重仪，其特征在于：所述数字称重仪级联使用时通过CAN接口以总线方式级联。

8.根据权利要求7所述的数字称重仪，其特征在于：经过级联的多个数字称重仪中的一个数字称重仪作为主站，其他数字称重仪则作为从站；称重时，从站采集的称重数据输入至主站中，作为主站的数字称重仪通过485接口将采集的所有称重数据传输至远端控制器。

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