皮带秤称重模块的设计

　　1　皮带秤称重仪的整体设计

　　1.1　称重原理

　　一段时间t内的总输送量W(t)是对瞬时流量q(t)与带速v(t)乘积的积分。其相互关系可用以下式子表示:

　　AD为每次得到的ADC输出数字量,AD0为空载时的ADC输出量,即皮重;C0为量程系数,C1为用户系数。

　　C₀是为不同的传感器和秤架特定的系数,G表示传感器满程重量(kg),L为重量感受长度(m),AD′这里取值2²⁴(ADC满程输出,其实这里应该对应传感器满程输出的AD代码,出于简化可将2²⁴代替,由此带来的误差可由C₁调整),C₁的作用是在调试阶段对总输出的微调,以满足称重的精确。

　　1.2　称重模块

　　称重模块包括激励电源、传感器、仪表放大器、ADC、脉冲编码器,连接关系如图1。

　　为了提高试验精确度,长线测量时,采用六线制。即在原有四线制的基础上增加两根电缆作为供桥电压的反馈,并接到ADC的基准电压端,见图1。激励电压的漂移会使输出信号产生相应的漂移,六线制中ADC输入信号及基准由同一激励源导出,若被测量未改变,ADC的数字量输出不会随电桥激励电压的漂移而改变。因此无需精确、稳定的基准源便可以实现精确测量。

　　2　AD模块

　　2.1　AD7799的特点

　　AD7799是美国模拟器件公司(ADI)的一款新型、△-∑型3通道24位ADC,适用于高精度工业级转换。以AD7799为核心的A/D转化硬件结构如图2所示.

　　仪表的精度主要取决于模数转换器的分辨率,模数转换器的选择对仪表性能至关重要,AD转换器的位数不仅决定采集电路所能转换的模拟电压动态范围,也在很大程度上影响测试电路的转换精度。AD7799有效分辨率23位,峰-峰分辨率20.5位(gain=1,转换率为4.17Hz)。

　　转换速率:确定AD转换器的转换速率时,应该考虑系统的采样速率,AD7799可达4.17Hz~470Hz。量程:输入信号最小值有从零开始,也有从非零开始的。AD7799绝对输入电压(GND +100mV) ~(AVDD-100mV)(gain=1,有输入缓冲)。线性度:ADC实际转移函数与理想直线的最大偏移,AD7799非线性度为±0.0015%。其他参数可参考ADI的说明书。

　　2.2　AD7799的操作说明

　　2.2.1　寄存器

　　对AD7799的操作是通过写其中的寄存器,不管读写哪个寄存器单片机都必需先写通信寄存器(com-munication register)以确定下一步是读或写,是访问哪一个寄存器。

　　通过写模式寄存器(mode register)可以使AD7799工作在连续转换模式、单次转换模式、空闲模式、省电模式、片内零度校准、片内满度校准、系统零度校准、系统满度校准和转换速度。