專利名稱：稱重儀表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種稱重領(lǐng)域使用的儀表，尤其涉及適合一般工業(yè)用途和商業(yè)用途的臺(tái)秤、地秤、容器稱、汽車衡、水泥攪拌站配料秤，或吊秤使用的儀表。
背景技術(shù)：
目前，國(guó)內(nèi)稱重儀表稱重誤差大，功能單一，性能不穩(wěn)定，故障多，客戶普遍不滿意；而國(guó)外稱重儀表價(jià)格特別昂貴，功能也不是太多，與國(guó)內(nèi)用戶需求不一致，售后服務(wù)難以跟上，故障難以及時(shí)維修。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為稱重領(lǐng)域提供一種適宜的儀表，該儀表占用面積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，該儀表稱重準(zhǔn)確，性能穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)，能適應(yīng)惡劣環(huán)境，成本適中，易操作維護(hù)。本實(shí)用新型目的是這樣實(shí)現(xiàn)的該儀表包括電源電路，主控電路，稱重信號(hào)采樣的 A/D轉(zhuǎn)換及激勵(lì)電壓放大電路，通訊電路，顯示及按鍵電路。各個(gè)電路采用不同電源，有利于各個(gè)電路隔離，抗干擾性強(qiáng)。主控電路包括CPU，CPU的型號(hào)為M3(^90，M30290的10、12 腳連接有振蕩電路，9腳接JRC2102看門狗芯片的8腳，M30290集成電路的P7. 3-P7. 0端口分別與S^l外部EEPROM的控制CS、SK、DO、DI端口連接，M30290集成電路的P3. 4端口與SN74HC04集成電路的11腳連接；稱重信號(hào)采樣的A/D轉(zhuǎn)換及激勵(lì)電壓放大電路包括集成電路ICl，集成電路ICl的2、1腳輸入端通過(guò)整流電路和濾波電路與連接器上的稱重傳感器信號(hào)輸入端相連，集成電路ICl的9、10腳接有KSS4096晶振，11腳、12腳、13腳接有SPI 通訊端口，SPI通訊端口通過(guò)接插件連接到3個(gè)光耦電路中，連接器CNl的傳感器激勵(lì)電壓端通過(guò)LC濾波電路、“H”橋電路連接到0P^5G運(yùn)算放大器的兩個(gè)反向輸入端，0P07C運(yùn)算放大器IC2的正負(fù)輸入端分別接有差分電阻，0P07C運(yùn)算放大器IC2的輸出端通過(guò)限流電阻連接0P^5G運(yùn)算放大器的電壓端；通訊電路包括MAX232EWE集成電路，MAX232EWE集成電路通訊控制端口分別與M30290CPU集成電路的通訊控制端口連接，MAX232EWE集成電路設(shè)有與計(jì)算機(jī)的串口相連接的RS232或RS485端口。電源電路變壓器Tl采用進(jìn)口線圈和鐵芯，前級(jí)采用200mA保險(xiǎn)絲保護(hù)后面的電路，后接LC濾波電路，用于濾除來(lái)自電源干擾；Tl采用雙IlOV設(shè)計(jì)，以適應(yīng)于IlOV和 220V的不同用戶；后級(jí)為雙輸出，分別為11.5V和9V輸出，11.5V分別接IC4 (BA08T)、IC5 (79M08A)和IC6 (NJM78L05A), IC4為塑封的8V穩(wěn)壓電源芯片，精度較高，IC5為塑封的-8V 穩(wěn)壓電源芯片，精度也較高，IC6為的5V穩(wěn)壓電源芯片，精度比較高，為+5VA供電；9V經(jīng)整流濾波輸出直接給+5VLED供電，同時(shí)接IC7 (BA05A)輸入端，IC7為塑封的5V穩(wěn)壓電源芯片，精度較高，其輸出端為+5VB供電，輸出端通過(guò)二極管D12為+B提供電源。顯示及按鍵電路顯示電路采用6個(gè)高亮度清晰穩(wěn)定的紅色數(shù)碼管(LED1-LED6)， CPU (IC60)的6個(gè)端口驅(qū)動(dòng)6個(gè)三極管2SC2712-GR (Q61-Q66)的基極，發(fā)射極放大驅(qū)動(dòng) 6個(gè)共陽(yáng)數(shù)碼管，發(fā)射極同時(shí)驅(qū)動(dòng)6個(gè)紅色指示燈(D7-D12)，指示燈的負(fù)極通過(guò)限流電阻R108接CPU的一個(gè)端口，CPU的8個(gè)端口通過(guò)顯示驅(qū)動(dòng)芯片IC65 (TDA62583)控制數(shù)碼管 7段(A，B, C, D, E, F, G)和一個(gè)點(diǎn)DP。按鍵電路為4個(gè)輕觸式高可靠的按鍵(K1-K4)，分別接 IC67D、IC67C、IC67B、IC67A (SN74HC04)輸入端口 9,5,3,1，其對(duì)應(yīng)輸出端分別接 CPU 的 4
個(gè)端口。通訊電路通訊電路以通訊板上ICO (MAX232EWE)為核心，ICO為通訊電平轉(zhuǎn)換器件，其6個(gè)通訊控制端口分別與CPU的6個(gè)端口連接，通過(guò)接插件F4的4個(gè)端口分別經(jīng)過(guò)電感Li、L2濾波與連接器CN66的4、5、6、7連接，通過(guò)端口與計(jì)算機(jī)的串口連接，通過(guò)編程就可與計(jì)算機(jī)終端進(jìn)行通訊，可通過(guò)RS232或RS485端口與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊。稱重信號(hào)采樣的A/D轉(zhuǎn)換及激勵(lì)電壓放大電路稱重信號(hào)采樣的A/D轉(zhuǎn)換電路以 ICl (CS5530)為核心。稱重訊號(hào)輸入端通過(guò)限流電阻R1、R2，LC濾波電路Ll (RC08F)，C1、 C2、C3、C4，以濾除不必要的脈沖信號(hào)，再通過(guò)D13、D14整流電路送到ICl的輸入端；其9、 10腳外界高精度的晶振KSS4096，為芯片提供采樣頻率；17、18腳為參考電源的正負(fù)端，通過(guò)穩(wěn)壓管ZDl (LT1009CZ)提供高精度穩(wěn)定的2. 5V電源，其誤差不超過(guò)0.洲；11、12、13腳為SPI通訊端口，分別通過(guò)3個(gè)光耦P60-P62 (HCPL-M601)與CPU的3個(gè)端口連接，光耦起到隔離信號(hào)和防止干擾作用，通過(guò)編程對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。其電源為+5VA。A/D轉(zhuǎn)換芯片為M位高精度轉(zhuǎn)換芯片，采用DELTA-SIGMA模數(shù)轉(zhuǎn)換方法，內(nèi)部分辨率為16MHZ，可編程增益儀用放大器，可選擇的采樣速率，一般采樣速度大約每秒200次。激勵(lì)電壓轉(zhuǎn)換電路以 IC2 (0P07C)、IC3 (0P295G)為核心，IC2為低噪聲、低偏移電壓運(yùn)算放大器，為IC3的+INB 端提供穩(wěn)定的電壓；IC3為低漂移、寬增益電壓運(yùn)算放大器；稱重信號(hào)激勵(lì)電壓正負(fù)端通過(guò) L4、L5、C21-C24的LC濾波電路，以濾除干擾信號(hào)，再連接由RIO、Rll、R16、R17、Q1-Q4構(gòu)成 “H”橋電路，送到IC3的反向輸入端，為激勵(lì)電壓提供大負(fù)載。主控電路主控電路以CPU (M30290)為核心，CPU為瑞薩的16位高性能高速單片機(jī)，此單片機(jī)既有高性能指令又有高效率指令，處理運(yùn)算能力強(qiáng)，內(nèi)有豐富的資源，特別適應(yīng)于工業(yè)設(shè)備。CPU的復(fù)位端外接看門狗芯片IC62 (JRC2102),以防止外界的干擾，程序跑飛，死機(jī)，當(dāng)出現(xiàn)上述情況時(shí)該芯片的內(nèi)部定時(shí)器超過(guò)設(shè)定時(shí)間能強(qiáng)制CPU復(fù)位，保證設(shè)備的正常運(yùn)行。CPU的4個(gè)端口與外部EEPROM的4個(gè)控制端口連接，通過(guò)編程以存儲(chǔ)稱重?cái)?shù)據(jù)，包括皮重、凈重、零位、重量變動(dòng)、重量單位和各個(gè)功能模式等。CPU的一個(gè)端口與 SN74HC04集成電路IC67E的11腳連接，以控制START端。CPU的15個(gè)端口與接插件CN61 連接，以便用戶選配B⑶資料輸出接口板；CPU的4個(gè)端口與接插件Fl連接，以便用戶選配比較輸出接口板，連接器CN66的11、12、13、14端分別與Fl連接，連接器CN66的11、12、13、 14端分別為L(zhǎng)L (低低限輸出)、LO (低限輸出)、HI (高限輸出)、HH (高高限輸出)。CPU的 1個(gè)端口與接插件CN63連接，以便用戶選配模擬輸出接口板，CN66的1、2腳與接插件CN85 連接，當(dāng)選用0-20mA/4-20mA的模擬輸出接口板時(shí)，激勵(lì)電壓的電流輸出降低至120mA。CPU為瑞薩的16位單片機(jī)M30290，采用LQFP80封裝，易于量產(chǎn)。本實(shí)用新型產(chǎn)品性能可靠，稱量精度高，穩(wěn)定性好，抗干擾強(qiáng)，故障少，結(jié)構(gòu)緊湊， 占用面積少，容易安裝和維護(hù)，有較多的可選性供用戶選擇，性價(jià)比較高。所有元件都可以市購(gòu)，易于生產(chǎn)。

[0012]圖1為本實(shí)用新型具體實(shí)施的電源電路圖。圖2為本實(shí)用新型具體實(shí)施的稱重信號(hào)采樣的A/D轉(zhuǎn)換及激勵(lì)電壓放大電路電路圖。圖3為本實(shí)用新型具體實(shí)施的顯示及按鍵電路圖。圖4為本實(shí)用新型具體實(shí)施的主控電路圖。圖5為本實(shí)用新型具體實(shí)施的通訊電路圖。
具體實(shí)施方式
圖1中的電源部分連接器CNl的9、10腳接電源AC，9腳接保險(xiǎn)絲FO (200mA/250V)，L2.0、L2. 1、C30組成濾波電路，防止電源信號(hào)中干擾信號(hào)，與變壓器Tl的1、 4腳連接；連接器Cm的8腳為接地腳，C31、C32為濾波電容，連接到接插件STl，通過(guò)短接線來(lái)選擇220V或110V, STl的1、2腳與Tl的4腳連接，3腳與Tl的2腳連接，4腳與Tl的3 腳連接，5腳與Tl的1腳連接。Tl的6、7輸出端(9V)通過(guò)全橋整流電路D5-D8 (UlGffJ49) 經(jīng)整流濾波直接為+5VLED供電，同時(shí)接IC7穩(wěn)壓電源的輸入端，輸出端輸出5V電壓為+5VB 供電，經(jīng)D12整流輸出為+B供電，C35為輸入濾波電容，C38，C40為輸出濾波電容。Tl的8、 10輸出端(11. 5V)通過(guò)全橋整流電路D1-D4 (U1GWJ49)整流濾波一接IC6穩(wěn)壓電源的輸入端，輸出端輸出5V電壓為+5VA供電，C39為輸出濾波電容；二接IC4穩(wěn)壓電源的輸入端，輸出為+8V供電，C36為輸出濾波電容；三接IC5穩(wěn)壓電源的輸入端，輸出為-8V供電，C37 為輸出濾波電容；C33，C34為整流輸出后的濾波電容，D9、D10為肖特基二極管，用作開(kāi)關(guān)二極管。圖2中稱重信號(hào)采樣的A/D轉(zhuǎn)換及激勵(lì)電壓放大電路連接器CNl的1、2腳為稱重傳感器信號(hào)輸入端，通過(guò)限流電阻RU R2，LC濾波電路Ll (RC08F), Cl、C2、C3、C4，以濾除不必要的脈沖信號(hào)，再通過(guò)D13、D14整流電路送到ICl的2、1腳輸入端；ICl芯片的3、4、 5、6接電容C5-C7、C9、C28、C29為濾波電容，以抑制干擾噪聲；其9、10腳外界高精度的晶振KSS4096，為芯片提供采樣頻率；17、18腳為參考電源的正負(fù)端，通過(guò)R4、R5、R23、穩(wěn)壓管 ZDl (LT1009CZ)提供高精度穩(wěn)定的2. 5V電源，其誤差不超過(guò)0.覬；11 (SCLK)、12 (SD0)、 13 (SDI)腳為SPI通訊端口，通過(guò)接插件連接到圖4中3個(gè)光耦P62、P60、P61電路中， R64-R66為光耦發(fā)光二極管的限流電阻，R60-R62為輸出偏置電阻，C62-C64為濾波電容。 ICl芯片的外圍電容C8、C10-C13、(^6、C42-C46為濾波電容，R22為芯片的片選端提供低電平。第一連接器CNl的3、4腳為傳感器激勵(lì)電壓端，通過(guò)L4、L5、C21-C24的LC濾波電路， 以濾除干擾信號(hào)，再連接由R10、R11、R16、R17、Q1-Q4構(gòu)成“H”橋電路，送到IC3的反向輸入端-INA、-INB，IC3的兩輸出端為激勵(lì)電壓提供大負(fù)載，電源為正負(fù)8V，C16-C18為濾波電容。R6、R8為差分電阻分別接IC2的正負(fù)輸入端，R7為負(fù)反饋電阻，輸出端為IC3的+INB 端提供良好的穩(wěn)定電壓，R9為限流電阻，C14、C15為濾波電容，ZD2、ZD3為18V穩(wěn)壓二極管， R20、R21為分壓電阻，IC2、IC3的電源為正負(fù)8V。圖3中顯示按鍵部分CPU (IC60)的6個(gè)端口 P0. 5-P0. 0驅(qū)動(dòng)6個(gè)三極管 2SC2712-GR (Q61-Q66)的基極，發(fā)射極放大驅(qū)動(dòng)6個(gè)共陽(yáng)數(shù)碼管LED1-LED6共陽(yáng)極，發(fā)射極同時(shí)驅(qū)動(dòng)6個(gè)紅色指示燈(D7-D12)，指示燈的負(fù)極通過(guò)限流電阻R108接CPU的一個(gè)端口 P0. 6，CPU的8個(gè)端口 Pl. 0-P1. 7通過(guò)顯示驅(qū)動(dòng)芯片IC65 (TDA62583)控制數(shù)碼管7段(A, B, C, D, E, F, G)和一個(gè)點(diǎn)DP，IC65為反向驅(qū)動(dòng)器。按鍵電路為4個(gè)輕觸式高可靠的按鍵 (K1-K4)，分別接 IC67D、IC67C、IC67B、IC67A (SN74HC04)輸入端口 9,5,3,1，IC65 為反向器，其對(duì)應(yīng)輸出端分別接CPU的4個(gè)端口 P3. 0-P3. 3。 圖4中主控部分=CPU (IC60)的10、12腳連接R79、R80、C75、C76和晶振X60組成振蕩電路，為CPU提供主頻；CPU的復(fù)位端即第9腳外接看門狗芯片IC62 (JRC2102)第8 腳，D60 二極管防止正向脈沖干擾而復(fù)位，C71、C72、C74、C84為濾波電容。CPU的4個(gè)端口 P7. 3-P7. 0分別與外部EEPROM的4個(gè)控制端口 CS、SK、DO、DI連接，電源由+B供電。CPU 的一個(gè)端口 P7. 4與SN74HC04集成電路IC67E的11腳連接，以控制START端。CPU的15個(gè)端口與接插件CN61連接，IC60的15腳接CN61的1腳，IC60的5腳接CN61的2腳，IC60 的68腳接CN61的3腳，IC60的4腳接CN61的4腳，IC60的69腳接CN61的5腳，IC60的 3腳接CN61的6腳，IC60的70腳接CN61的7腳，IC60的71腳接CN61的9腳，IC60的19 腳接CN61的10腳，IC60的72腳接CN61的11腳，IC60的21腳接CN61的12腳，IC60 的73腳接CN61的13腳，IC67的13腳接CN61的14腳，IC60的74腳接CN61的15腳， IC60的1腳接CN61的17腳，CN61的16腳接CN60的11腳(START)以便用戶選配BCD資料輸出接口板；CPU的4個(gè)端口的14、31、34、35腳分別與接插件Fl的12、14、16、18腳連接， C89-C92為濾波電容，以便用戶選配比較輸出接口板，連接器CN66的11、12、13、14端分別與 Fl的7、9、11、13腳連接，連接器CN66的11、12、13、14端分別為L(zhǎng)L (低低限輸出)、LO (低限輸出)、HI (高限輸出)、HH (高高限輸出)。CPU的1個(gè)端口 P0. 7與接插件CN63連接，以便用戶選配模擬輸出接口板，CN66的1、2腳與接插件CN85連接，當(dāng)選用0-20mA/4-20mA的模擬輸出接口板時(shí)，激勵(lì)電壓的電流輸出降低至120mA。連接器CN66的8、9腳信號(hào)輸入端分別連接光耦P114、P115發(fā)光二極管一端(均為2腳)，R114-R115為光耦發(fā)光二極管的限流電阻，R106-R107為輸出偏置電阻，C85、C88為濾波電容，光敏三極管的發(fā)射端分別接CPU 的32,33腳。 圖5中的電路為通訊電路部分Cl、C3、C4、C5、C9為濾波電容，D1、D2為整流二極管，MAX232EWE集成電路ICO的8、9、11、14腳與接插件Fl的13、5、7、11腳連接，通過(guò)連接線與圖4中接插件F4連接，F(xiàn)4的1、3、5、7、9腳分別與CPU的18、43、41、40、42腳連接。連接器CN66的4、5、6、7腳為外接計(jì)算機(jī)的通訊串行端口，Li、L2為濾波電感，通過(guò)Li、L2分別連接到第四接插件F4的13、11、17、15腳。F4的12、14腳與接插件ST62的1、2腳連接， ST62用短接線短接處于“ON”狀態(tài)，可實(shí)現(xiàn)RS485通訊格式，ZD60、ZD61為6. 8V穩(wěn)壓管，接插件ST60與CPU的17腳連接，用短接線短接處于“ON”狀態(tài)，作用為給通訊線的終端并上一個(gè)200歐阻抗匹配電阻，可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通訊。
權(quán)利要求1. 一種稱重儀表，該儀表包括電源電路，主控電路，稱重信號(hào)采樣的A/D轉(zhuǎn)換及激勵(lì)電壓放大電路，通訊電路，顯示及按鍵電路，其特征在于主控電路包括CPU，CPU的型號(hào)為 M30290,M30290的10、12腳連接有振蕩電路，9腳接JRC2102看門狗芯片的8腳，M30290集成電路的P7. 3-P7. 0端口分別與S291外部EEPROM的控制CS、SK、D0、DI端口連接，M30290 集成電路的P3. 4端口與SN74HC04集成電路的11腳連接；稱重信號(hào)采樣的A/D轉(zhuǎn)換及激勵(lì)電壓放大電路包括集成電路(IC1)，集成電路(ICl)的2、1腳輸入端通過(guò)整流電路和濾波電路與連接器上的稱重傳感器信號(hào)輸入端相連，集成電路(ICl)的9、10腳接有KSS4096 晶振，11腳、12腳、13腳接有SPI通訊端口，SPI通訊端口通過(guò)接插件連接到3個(gè)光耦電路中，連接器(CNl)的傳感器激勵(lì)電壓端通過(guò)LC濾波電路、“H”橋電路連接到0P^5G運(yùn)算放大器的兩個(gè)反向輸入端，0P07C運(yùn)算放大器(IC2)的正負(fù)輸入端分別接有差分電阻，0P07C 運(yùn)算放大器(IC2)的輸出端通過(guò)限流電阻連接0P^5G運(yùn)算放大器的電壓端；通訊電路包括 MAX232EWE集成電路，MAX232EWE集成電路通訊控制端口分別與M30290CPU集成電路的通訊控制端口連接，MAX232EWE集成電路設(shè)有與計(jì)算機(jī)的串口相連接的RS232或RS485端口。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種稱重儀表，該儀表包括電源電路、主控電路，主控電路CPU的型號(hào)為M30290集成電路的P7.3-P7.0端口分別與S291外部EEPROM的控制CS、SK、DO、DI端口連接,P3.4端口與SN74HC04集成電路的11腳連接；稱重信號(hào)采樣的A/D轉(zhuǎn)換及激勵(lì)電壓放大電路IC1集成電路的2、1腳輸入端通過(guò)整流電路和濾波電路與連接器上的稱重傳感器信號(hào)輸入端相連，連接器傳感器激勵(lì)電壓端通過(guò)LC濾波電路、“H”橋電路連接到OP295G運(yùn)算放大器的兩個(gè)反向輸入端。產(chǎn)品性能可靠，稱量精度高，穩(wěn)定性好，抗干擾強(qiáng)，故障少，結(jié)構(gòu)緊湊，占用面積少，容易安裝和維護(hù)，有較多的可選性供用戶選擇，性價(jià)比較高。適用于臺(tái)秤、地秤、容器稱、汽車衡等。
文檔編號(hào)G01G3/12GK202024809SQ20112003426
公開(kāi)日2011年11月2日 申請(qǐng)日期2011年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月1日
發(fā)明者佟士輝, 宋臣龍, 曹祚鳴, 田海貴 申請(qǐng)人:徐州達(dá)康電控科技有限公司