矿用高精度电子输送带秤设计

　　0引言

　　电子输送带秤是一种在输送带输送物料的过程中动态监测物料重量的计量设备， 能够连续自动进行，不需要人工干预就能完成称重操作，广泛应用于煤矿、冶金、化工、建材等领域。

　　电子输送带秤主要由传感器、秤架和二次仪表三大部分组成。 其中，传感器一般由测速传感器和称重传感器组成，它通过测量输送带上物料的重量和输送带的速度来计算物料的输送流量，其结构如图 1 所示。

　　1硬件部分设计

　　根据电子输送带秤动态称量的特点，控制芯片采用高性能 AVR 单片机 ATmega128，完成测速、称重、 显示及输送带调速功能。 硬件部分主要由ATmega128 单片机 、 传感器 、E2PROM、 信号调理电路、A/D 转换器(TLC2554)、键盘扫描电路、显示电路等组成。 硬件系统的原理框图如图 2 所示.

　　硬件部分的工作原理：称重传感器将输送带上的煤重量转换成电压信号，测速传感器将输送带速度转换成脉冲信号，由 ATmega128 单片机采集二者的输出信号，并将其转换成单位长度煤质量 W 和运行速度 v， 计算乘积即可得到输送带的瞬时煤流量Q，并通过显示电路实时显示。 键盘电路用于操作人员设定 Q 值， 并在运行过程中根据测得的 W 值控制电机调速电路调节输送带速度。

　　(1)单位长度内煤质量 W 测量

　　单位长度煤质量 W 测量由 3 部分组成：电阻应变式称重传感器、 信号调理电路和 A/D 采集电路。当输送带上有煤通过时，称重传感器将煤质量转换成电信号输出，输出信号的幅度与煤质量基本呈正比。 称重传感器的输出信号经过放大、滤波等信号处理后由 A/D 转换器采集到 AVR 单片机中， 在单片机内部根据拟合好的电压—煤质量公式计算出单位长度内的煤质量， 并对其进行非线性校正功能。 为简化电路设计，降低温漂等影响，信号调理电路采用差动放大电路结构，滤波电路采用有源低通滤波电路，截止频率为 1 Hz。 称重传感器原理图如图 3 所示。

　　(2)输送带速度 v 测量与调整

　　输送带速度 v 的测量主要由变磁阻式测速传感器和整形电路完成。 变磁阻式测速传感器将输送带电机的转子速度转换成与之成正比的脉冲频率信号，脉冲频率越大表示转子速度越快。 经过整形电路变成标准的脉冲波形， 由单片机采集并确定脉冲频率，根据拟合好的频率、速度公式计算出输送带的运行速度 v，则单位时间内带式输送机输送煤的流量

　　Q=Wv                               (1)