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采用CS5532的高精度自动称重系统设计[1]--第1页
采用CS5532的高精度自动称重系统设计
阐述基于24位高精度串行A/D转换器CS5532的自动称重系统的设计及实现
方法。从硬件和软件两方面入手,介绍称重传感器和CS5532的接口电路设计
及其使用、电磁振动器的工作原理和控制方法、过零点检测电路设计,以及
SED1520控制的12232点阵型液晶显示模块及使用。该系统精度高、操作方便、
可靠性强,具有良好的使用前景。
关键词CS5532电磁振动器SED1520自动称重
在茶叶、药品、味精、白糖等颗粒状产品的包装现场,需要精确、操作简便
的称重装置和快速、可靠的给料机构。可利用单片机控制技术设计自动称重系统,
实现物料的实时称重和定量输送,从而克服传统机械称重设备精度低、操作复杂、
需人工送料等缺点,对提高产品整体的包装效率起到关键性作用。本文介绍了基
于Crystal公司的高精度24位串行A/D转换器CS5532的自动称重系统设计。
配合电磁振动器构成的振动传送机构,以及点阵型液晶显示模块,可达到简便易
用、自动定量的目的。
1系统原理
系统原理框图如图1所示。称重传感器和A/D转换器,负责采集物料重量
的实时数据;双向晶闸管和电磁振动器,为物料的移动送料提供动力;过零点检
测电路负责检测交流电的过零点,为晶闸管的触发提供同步点;LCD液晶显示
和按键可方便用户的操作和观察;闸门电机和闸门,用于释放在物料槽中达到设
定重量的物料。
图1系统原理框图
首先,操作者设置称重定值、送料速度等,并启动系统。接着,电磁振动器
在单片机的控制下做规律性振动,把物料从给料通道送往物料槽。和此同时,
A/D转换器不断地检测称重传感器的输出,转换成数字量,并传送给单片机处理。
经过数字滤波、标度变换后,一方面在LCD模块显示出瞬时物重,另一方面进
行称重比较判断,根据一定算法控制电磁振动器的振幅。当达到设定值时,停止
送料,并检测红外传感器的信号,打开闸门释放物料,从而实现自动称重。
2系统硬件设计
2.1传感器和数据采集
本系统采用的传感器为台湾Mavin公司的高精度NBA系列铝合金单点式称
重传感器,为电阻应变式传感器。根据电阻应变式传感器的原理,四片应变片构
成全桥桥路,在电桥供电端施加恒定的直流电压,则电桥输出端的电压将和其上
所承受的压力成正比,由此可根据输出电压的不同来测量重量。
该传感器量程为3kg,灵敏度为2mV/V,精度为0.02%F.S.。当采用5V
电源供电时,满量程输出为10mV,最小分辨力为2μV。为采集如此微弱的信
采用CS5532的高精度自动称重系统设计[1]--第1页
采用CS5532的高精度自动称重系统设计[1]--第2页
号,需设计好信号调理电路,并且对A/D转换器提出严格的要求。图2为称重
传感器和CS5532的接口电路。传感器的输出信号经过滤波电路,消除信号中
的串模、共模干扰以及高频干扰信号后进入A/D转换器。
为了满足小信号测量精度要求,在ADC方面本系统采用的A/D转换器
CS5532为Crystal公司的高精度24位串行A/D转换器。它是高集成度的△∑
模/数转换器,由于运用了电荷平衡技术,其性能可以达到24位。该系列ADC
非常适合测量称重仪表、过程控制、科学和医疗等使用领域的单/双极性小信号
[1]。
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