连续物料输送机单片机称重装置设计

添加人：admin 发布时间：2015/7/18 10:52:06 来源：中国破碎机网

　　新产品新技术连续物料输送机单片机称重装置设计淮海工学院东港学院夏静张石平件，对传感器送来的信号进行必要的分析控制处理驱动显，实现在线动态检测；采用软件方法对传感器信号进行定的处理，减少电路设。难度和儿件性能在温湿度等变化时，电路的影响。
　　连续物料输送装置广泛应用于盐业粮食业建筑业煤炭业等生产及运输中。前。输送机上1称重装置硬件结构组成及工作原理采用的称量方法有多种，传统的方式有托架式托板式定长屯景测设法和参数计算法，新的方式，非接触式测量的射线法。托架式托板式定长重量测，法称重装置是将被测物料进厅分段测量，次称7测1的物料长度为托架托板的长度。测量电路复杂，精度低，动态性差，对误差的处理能力差；参数讣算法是测巧物料输送过程中消耗的功率带速等参数，计算电路对这些参数进行计算处理得到物料的重量，动态计算要求较高，电路复杂，元件投15，但成本较大，沾于大型物料输送企业，且有放射性，使用维护要求高。
　　连续物料输送装置的输送带由托辊支持。托籼叫隔均为。将输送装置某位置的1个托辊部件拆除，安装1只具有托棍结构的自行设计的压电式称重传感器。
　　称重装置单片机硬件结构的组成主要由屯式称重传感器光电式脉冲发生器1号处理屯路及显等几部分纟成。
　　鉴于以上测量方式的局限性，我们提出了种以电品体兀件为屯量信号测量转换元件的称重传感器。并以单片机作为称屯装置中数据采集信号处理和1总的核心元件的新型连续物料称重装置，实现了在线动态检测品小；另方面采用软件方法对传感器送来的信号进行数字滤波。减少电路设计难度和元件性能在温湿度等变化时对电路的影响，以滤去信号中的低频振动干扰信号，进步提高测量的准确性，达到了较好效果。应明，该称重装置具有较好的动态测量性能，测巧结果准确可靠，硬件结构，单，其应用范围可迸步扩展，如用于控制电动机。
　　送带在单位时间内所输送的物料重量相差较大。为了保证精度。通常以该装置实，应用于何种物料的称道作为设汁硬件电路确记元件参数如单片机的位数1电品体元件的屯景分辨率等及选择元件的依据。下面以称量粮食小麦为例，对称重装置的硬件电路的设汁兀件选择及传感器设1讣别予以介绍。
　　1.1压电式称重传感器的结构设计及工作原理用于称重传感器传感元件的种类很多，如应变传感器体积小，屯5轻，并具打良好的动态响应性能，量程可达7另外，压电式传感器在压应力作用下所产生的信号为电荷量信号，经电荷放大器放大处理能实现远距离乜缆线长可达百米传输而不失真。因此，压电式称重传感器具有较宽的适应性较高的准确件和较好的动态件。
　　般情况下，连续物料的线性输送速度是较慢某时刻。经过输送装置的某托辊位置时。托辊所承受的物料屯量是瞬时变化的，因此。选择能检测动态信号的传感元件压电晶片，来实现准确而动态的测量。
　　压电式称屯传感器结构意2，主耍由托辊单元弹性应变体5片互相绝缘的压电晶片层叠并联联接而成的传感兀件联接及预紧螺栓底座信4引出线等组成。托辊弹性应变体传感元件和底座等由联接螺枪预紧构成个整体。
　　即构成为压电式称重传感器。
　　1.托辊2.压电元件3.底座4.联接预紧螺栓5.信号引出线6.弹性应变体7.光电脉冲发生器丑电式传感器在输送装置上的安装及受力3.设某时刻，经过传感器的物料重岳为1个托棍间距的物料瞬时重量，其压力分量为使弹性应变体产生相应的弹性变形。使压电晶片产生与该变形成正比的电荷量⑷信号输出，即由式1可得，物料重量与传感器的输出信号成正比。另外，称重传感器在倾角为，的输送入0转换器。如要求运输机的倾角，可变，可人工调整置放大器的放大倍数也可由计算机软件实现训，由键盘输入。木文设计中采用键盘输入。
　　3传感器输送机的安装及受力1.2光电式脉冲发生器结构设计光电脉冲发生器在称重装置中的作用主要是对，号进行离，化控制。光屯式脉冲发虫器实质是个光电式转速传感器。由安装布被测轴的带缝隙1尚盘光源光电器件和指缝隙盘组成。结构总4.光源发出的光通过缝隙尚盘和指缝隙照射到光电器件上。当缝隙阏盘随被测轴盘转动时，由于圆盘上的缝隙间距与指缝隙的间距相同，因此圆盘每转1周，光电器件输出与圆盘缝隙数相等的屯脉冲，经放大整形电路，去控制采样保持器人13389的采样，达到对输送带的线性长度定的目的。
　　5.受光极管6.带缝隙圆盘1.3信号的采集处理信号处理流程电路由信号预处理电路具内部保持电容的农样保持器人0389实现模拟鼠力数字黾转换的六转换器为位入0574核心计算与控制元件为8位1晰18031.外接1只01存储器或1晰18051的单片等电路组成。
　　信号预处理电路由电荷放大器去皮调零电路后置放大器滤波器等电路组成。信号采用电荷放大器进厅前置放大。电荷放人器作原理5.冬1中左侧为采用电荷放人器处理4时压电式称重传感器的等效电路，右侧为电荷放大器，0为压电元件等效电荷源，尺是压电元件等效输入电阻，为等效电容，1为电缆奇生电界，为电荷放大器反馈电容，4为放大倍数。
　　单片机对上述信号计算处理过程如下将上述60个信号求平均以信号此即为1个托辊间距1间物料的重量。同样，将所有，段的信号离散化后求书1平均，得所输送物料总重量信号处珊过程如物料由输送带连续输送，经过压电式称重传感器托辊时，在物料输送带传感器托辊等的重力作用下传感器传感兀件产小与之成比例的电荷量信号，该信号经传感器电路进行荷放大滤波等处理。再经去皮调零电路去掉输送带传感器托辊等引起的无用信号，经采样保持器人389对去皮后的有用信号离，化。山，转换器40574将模拟量信号转换成数字钻信号。
　　送入单片机8031等待相关运算处理并将相关结果储存到1叫01.单片机将某，段所有离散化后的信号经过相发计算处理后显不出来。
　　信号的采样控制及离故化处理是由光电式脉冲发生器控制实现的。由于输送带上物料的重量在每时刻是不同的，则其移动速度是瞬时变化的，如果采用定时采样拧制方式。则每定时，期内输送带所移动的长度不同，而传感器某时刻所测得的信号为2托辊间趴1内的物料量。这样就不能很好地处理信号。因此，只，采用定长采样控制方处理。光电脉冲发屯器安装在称重传感器托辊轴上。当输送带移动时，光电脉冲发生器与托辊同步转动，脉冲发生器每转1就发出10个脉冲信号，每转6卷为1个托辊间距即每发出印个脉冲。
　　所得平均信号值为1个托辊间距1间物料重量。
　　脉冲信号经放大整形后控制信号的采样，使6的连纹投拟信号离散化为7的某时刻模拟信号。如。段为访1个托貌间距所走的时间。则离散化后的信号为，10010158 159，其他时段1勺信号同样处理。
　　离散化2误差分析及消除系统中存在的误差形式有1传感器及其放大电路的元件制造误差；2压电晶体的漏电荷和电荷放大器的输出电缆奇生电界造成的误差3输送带倾角的测量误及；4温度对各兀件的影响选成的误差5输送机振动等干扰造成的误差等。
　　根据误差的产生原因，采取不同的误差消除方122种汉及属于系统误差范。叶系统完成即很难消除，所以般采取选用较高精度的儿件尽可能减少误差的大小；采用高精度的角度测量仪器尽，能减少输送带倾角的误差的影响；0采用具有温度敏感元件的温度补偿电路1中未画出，消除压电元件对温度的敏感性；1采用算术平均数字滤波法来消除上述5误绘。
　　3系统软件设计本系统程序采用模块化结构设计，主要由主程汴模块屯量号采集处理梭块数字滤波模块传感器1检模块中断服务程序模块显梭块等构成。下面介绍下主程序模块重量信号的采集处理程斤，4，转换测量子程序等他子程序可参考相关资料。
　　3主程序主利。序主要完成系统电检传感器自检系统初始化数字滤波相关子程序调等。
　　3.2重量信号的采集处理子程序8.当光电传感器提出中断申请后，计算机停止主程序的执行。转而执厅。屯杲信兮的采集处理任务。并对中断次数进行统计，达到60次就显1次测量结果。
　　4结语本系统采用单片机作为核心计算和控制元件，对号的采，处理过程均由单片机来控制。特别是部分误差采用软件编程消除方法。减少了硬件电路设计的父杂性。打较强的数据处理能力。具打相当的精度和稳定性。
　　1何立民。，51系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术。北京北京航空航灭人学出版社。19992成大先。机械设计手册。第3版。北京化学工业出版fLl997 3邹逢兴。计算机硬件技术及应用基础下册接口与应。北京国防科技大学出版社。20014朱宇光。单片机应用新技术教程。北京电子工业出版fl，2000美国0，1361在中国建立新工厂扩大生产经营，更好地服务亚洲市场2006年5月25日，高博天津起重设备有限公司举行开业庆典仪式，热烈庆祝其在天津经济技术开发区的工厂1式开业。这也是美国，1.1公司在中国的疗个生产基地1式开业经。，出公司个球浪中会主席，+，1公司全球总裁；18=以及天津开发区管委会副主任崔广志先生出席了庆典仪式。
　　0，也；1公司的总部坐落于纽约州，是高架起重机的主要生产商。它在中国建立的新的生产基地占地面积约为16500m2，位于毗邻首都北京的天津经济技术开发区。新工厂的成立将使Gorhel公司建立更加完善的销售渠道，从而更好地服务于中国市场。同样，新工厂也使0，1可以更好地为那些正在或即将扩大中国市场的美国客户提供更加有效的服务途径。新的生产基地是如1公司继现有的2家工厂分别位于只办和只，之后的另家新工厂。
　　在公司的开业庆典上，0，士1公司全球总裁化尺先生说高博天津公司的开业标志着0，如1公司在全球市场上又迈出了步，是公司发展史上的个重要的里程碑。我们在北美所为之奋斗的优异的服务和质量水平，同样也会在中国体现。高博天津公司总经理郭宝顺先生说自1977年以来，0，1公司在高架物料输送领域就享有盛誉，是同行业中的领跑者。优质的客户服务快速交货和行业内最优的工业保修。都为1赢得了盛誉。我们机组合式旋臂起重机克里夫兰专利轨道起重机，1及3吁人等智能辅助设备，其中我们的组合式起重机不是柔性梁式起重机。我们坚信，通过我们的努力工作。在不远的将来，高博天津公司将会成为中国最好的起重机生产企业之。
　　公司在建立初期。将生产封闭型轨道组合式起重机。随后将生产智能辅助提升设备，沉以及美国0，公司的专利轨道起重机。