基于单片机高精度电子包装机的概要设计

　　本文设计的是高精度自动定量包装称，主要是对 25kg 的固体小颗粒或者是粉末状物料进行定量包装。通过对 PST 系列称重传感器、放大器、AD 转换电路、8031、键盘显示及控制系统的研究，来提高包装电子称的精度与速度。我们希望包装电子称既能有很高的精度 (符合国家三级计量秤标准)，又能包装起来速度很快 (提高生产效率)。本设计基于单片机，采用“三段加料法”，即“快速加料+中速加料+慢速加料”的控制方法来提高电子秤的精度。

　　第一节：电子称重技术现状和发展趋势

　　电子衡器一般是指装有电子装置的衡器。因其种类繁多，且涉及到贸易结算和保护广大消费者的利益，所以为世界各国政府普遍关注和重视，并被确定为国家强制管理的法制计量器具。电子衡器是自动化称重控制和贸易计量的重要手段，对加强企业管理、严格生产、贸易结算、交通运输、港口计量和科学研究都起到了重要作用。电子衡器具有反应速度快，测量范围广、应用面广、结构简单、使用操作方便、信号远传、便于计算机控制等特点。被广泛应用于煤炭、石油、化工、电力、轻工、冶金、矿山、交通运输、港口、建筑、机械制造和国防等各个领域。

　　一、现状

　　50 年代中期电子技术的渗入推动了衡器制造业的发展。60 年代初期出现机电结合式电子衡器以来，经过 40 多年的不断改进与完善，我国电子衡器从最初的机电结合型发展到现在的全电子型和数字智能型。我国电子衡器的技术装备和检测试验手段基本达到国际 90 年代中期的水平。电子衡器制造技术及应用得到了新发展。电子称重技术从静态称重向动态称重发展;计量方法从模拟测量向数字测量发展;测量特点从单参数测量向多参数测量发展，特别是对快速称重和动态称重的研究与应用。但就总体而言，我国电子衡器产品的数量和质量与工业发达国家相比还有较大差距，其主要差距是技术与工艺不够先进、工艺装备与测试仪表老化、开发能力不足、产品的品种规格较少、功能不全、稳定性和可靠性较差等。

　　二、发展趋势

　　通过分析近年来电子衡器产品的发展情况及国内外市场的需求，电子衡器总的发展趋势是小型化、模块化、集成化、智能化;其技术性能趋向是速率高、准确度高、稳定性高、可靠性高;其功能趋向是称重计量的控制信息和非控制信息并重的“智能化”功能;其应用性能趋向于综合性和组合性。

　　第二节：系统的组成框图

　　系统的组成框图见图 1。

　　如图 1 所示的高精度电子定量包装秤的组成框图，系统可以分成三个模块：测量模块、显示模块及控制模块。其中测量模块就是由 PST 系列称重传感器、放大器 OP37、A/D 转换器 AD574A 及8031 组成;显示模块主要由 8031、键盘 / 显示接口芯片 8279 及程序存储器、数据存储器组成;而控制部分是由继电器及 8031 组成。在测量模块中，PST 系列称重传感器把物体的质量转换为电压，电压通过 OP37 放大后与 A/D 转换器 AD574A 连接，之 后 进 入 CPU8031; 显 示 模 块 主 要 是 把 到CPU8031 中处理的数据，通过键盘 / 显示器接口芯片在显示芯片上显示出来;控制部分主要是对加料进行控制。其中，控制部分是一个重点。在设计中，采用继电器开关阀门来控制“三段加料”，即用三个继电器来控制三个开关阀门。三个阀门依次连接“快速加料口”、“中速加料口”及“慢速加料口” (电振器)，通过“三段加料法”来提高高精度定量包装秤的精度与包装速度。