CN2330113Y - 数字称重变送器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种数字称重变送器,其电路部分由放大电路、模数转换(A/D)电路、微处理器(CPU)及电平变换电路组成,其中,称重传感器输出的模拟信号由放大电路输入,经放大、模数(A/D)转换,送至微处理器(CPU)的采集端口,微处理器(CPU)的输出端口与电平变换电路相连,经电平变换后作为该数字称重变送器的数字输出信号串行输出。本实用新型把称重传感器信号在传输前先转换成数字信号,增大传输距离,减小传输误差,进而提高整个系统的测量精度。

Description

数字称重变送器

本实用新型涉及电子称重及电子传感测量领域，具体是指一种能将称重传感器输出的模拟信号在传输前先转换成数字信号的数字称重变送器。

现在电子称量领域，通常采用的方式是将传感器信号，通过信号电缆传输到仪表，而仪表往往远离被测传感器。这样在传输过程中，信号被衰减且非常易受噪音信号干扰，从而失去了被测信号的真实性。尽管采用了不少防范措施，例如，变四线传输为六线传输，往往增加了设备成本及技术难度，却仍未能最终消除噪音干扰和信号衰减。虽然已经有数字型称重传感器，即将这种模数转换与传感器做成一体，但由于体积及价格上的昂贵，满足不了实际需要。

本实用新型的目的就在于提供一种数字称重变送器，把称重传感器信号在传输前先转换成数字信号，增大传输距离，减小传输误差，进而提高整个系统的测量精度。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现。一种数字称重变送器，其电路部分由放大电路、模数转换(A/D)电路、微处理器(CPU)及电平变换电路组成，其中，称重传感器输出的模拟信号由放大电路的输入端输入，经放大后的信号送入模数转换(A/D)电路的输入端，经模数转换成为数字信号输出，再送至微处理器(CPU)的输入/输出采集端口，微处理器(CPU)有输出端口与模数转换(A/D)电路的控制输入端口相连，有输入/输出(I/O)端口与电平变换电路相连，经电平变换后作为该数字称重变送器的数字输出信号串行输出。

为提高本实用新型数字称重变送器的安全可靠性，所述的微处理器(CPU)的串行输出端口与电平变换电路之间可连接有光电隔离电路。

另设有一温度传感器，其输出亦接至微处理器(CPU)的输入/输出端口，使温度参数与称重传感器信号同时输出，对进一步温度调整提供必须的数据。

所述的微处理器(CPU)可采用16C554单片机。所述的模数转换(A/D)电路可采用集程控放大器、A/D变换和数字滤波器为一体的多功能芯片AD7710。

上述数字称重变送器在实际应用中，可设计成一专用集成电路芯片，具有32条管脚，外形参考尺寸为46.5×27.5×10(mm)。

由此可见，本实用新型采用内置式CPU管理，高精度放大、A/D、数字滤波器，并在数字信号输出前做光电隔离，切断了外界电路对本实用新型装置的电子干扰，并创造了温度参数与传感器信号同时输出的技术方案，对进一步的温度调整提供了必须的数据。由于本实用新型将模拟信号在传输前转换为数字信号，因而可极大增大传输距离，减小传输误差。本实用新型在实际应用中采取模块化设计，体积之小，甚至可以装进称重传感器中，因而可以大大缩短传感器信号电缆，提高整个系统的测量精度。

以下结合附图及具体实施例对本实用新型再作进一步详细的说明。

图1为本实用新型的电路框图：

图2为本实用新型的电路原理图；

图3为本实用新型的软件框图；

图4为本实用新型产品外形示意图。

首先，请参照图1所示。本实用新型的电路部分包括：放大电路、模数转换(A/D)电路、微处理器(CPU)及电平变换电路。其中来自传感器的模拟输入信号LOAD CELL经过放大电路放大后，送入A/D转换，成为数字信号送至CPU的I/O端口，由CPU对A/D转换进行管理，其输出信号经过电平变换电路的电平变换完成与上一级的通讯。

为了提高变送器的安全可靠性，可在数字信号输出前加光电隔离电路，以切断外界电路对本实用新型装置的电子干扰。为进一步提高测量精度，对进一步温度调整提供必须的数据，另设一温度传感器与CPU的I/O口相接，使温度参数与称重传感器信号同时输出。另外，参见图4，本实用新型在实际应用时，采取模块化设计，设计封装为一具有32条管脚的专用集成电路芯片，其外形参考尺寸为46 5×27.5×10(mm)，其体积之小，甚至可以装进称重传感器中。因而可以大大缩短传感器信号电缆，提高整个系统的测量精度。

本实用新型装置的使用简便的特点，使测量问题变的极为简单，只须按要求接通电路，就可把信号不失真地传送几百米以外，使原来工程师的工作，可由技术工人代替完成。

请参照图2所示，本实用新型的具体实施电路原理图。称重传感器信号LOAD CELL经R1/C1和R2/C2端，耦合至运算放大器AMP01的2、3脚，经放大后，由6脚输出至A/D转换芯片AD7710的7脚。AD7710是集程控放大器、A/D变换和数字滤波器为一体的多功能芯片，输入A/D In经进一步的程控放大及A/D转换、数字滤波后，由其22脚串行输出至单片机16C554的I/O端口RB2。单片机通过9脚RB2实现A/D数据的存取，通过8、10、11、12、13脚实现对AD7710芯片的管理控制。温度信号由温度传感器TMP03获得，并传至单片机16C554的3脚RTCC。采集的数据通过单片机的2脚RA3及14脚RB7串行输出，并经过光隔TL01的光电隔离后，经过电平变换ICL232的电平转换，由TXD、RXD输出，完成与上位机的通讯。

请参照图3，为单片机16C554的软件工作流程图。CPU接收上位机的设置参数，并对A/D芯片AD7710进行参数设置，然后处于接收命令状态。当上位机无命令下传时，则接收A/D采样结果数据，并向上位机传送数据；当上位机有命令下传时，若为测试温度命令，则采集温度数据，并上传该数据，然后再进行A/D采集，若不为测试温度命令，则重新初始化，开始工作。

Claims (7)

1、一种数字称重变送器，其电路部分由放大电路、模数转换(A/D)电路、微处理器(CPU)及电平变换电路组成，其特征在于：称重传感器输出的模拟信号由放大电路的输入端输入，经放大后的信号送入模数转换(A/D)电路的输入端，经模数转换成为数字信号输出，再送至微处理器(CPU)的输入采集端口，微处理器(CPU)有输出端口与模数转换(A/D)电路的控制输入端口相连，有输入/输出(I/O)端口与电平变换电路相连，经电平变换后作为该数字称重变送器的数字输出信号串行输出。

2、根据权利要求1所述的数字称重变送器，其特征在于：所述的微处理器(CPU)的串行输出端口与电平变换电路之间连接有光电隔离电路。

3、根据权利要求1所述的数字称重变送器，其特征在于：另设有一温度传感器，其输出亦接至微处理器(CPU)的输入/输出端口。

4、根据权利要求1所述的数字称重变送器，其特征在于：所述的模数转换(A/D)电路系采用集程控放大器、A/D变换和数字滤波器为一体的多功能芯片AD7710。

5、根据权利要求1所述的数字称重变送器，其特征在于：所述的放大电路系采用运算放大器AMP01。

6、根据权利要求1所述的数字称重变送器，其特征在于：所述的微处理器(CPU)系采用16C554单片机。

7、根据权利要求1所述的数字称重变送器，其特征在于：所述的数字称重变送器可设计为一具有32条管脚的专用集成电路芯片，其外形参考尺寸为46.5×27.5×10(mm)。

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