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電子秤是衡器中的一種，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，電子秤經(jīng)歷了由簡單到復(fù)雜、粗糙到精密的全電子化稱重過程。近年來，電子秤廣泛應(yīng)用于商業(yè)計(jì)價(jià)、精密衡器、工業(yè)包裝、倉儲(chǔ)運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域。 目前，市場上的電子秤系統(tǒng)主要采用兩種方案實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器模擬信號(hào)采樣：雙積分電路和高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)。 雙積分電路是采用一種間接式的A/D轉(zhuǎn)換器，它的基本原理是把待轉(zhuǎn)換的模擬電壓變換為與之成比例的時(shí)間間隔t，并在t時(shí)間內(nèi)，用恒定頻率的脈沖去計(jì)數(shù)，這就把時(shí)間t轉(zhuǎn)換成了數(shù)字信號(hào)量。雙積分電路由于電路復(fù)雜，轉(zhuǎn)換時(shí)需要軟件干預(yù)，以及精度較低(一般小于12位)不能滿足高端電子秤應(yīng)用，因此逐漸被市場淘汰。 高精度ADC一般采用Σ-Δ型轉(zhuǎn)換器，通常分辨率在16位以上。∑-Δ轉(zhuǎn)換器又稱為過采樣轉(zhuǎn)換器，這種轉(zhuǎn)換器由∑-Δ調(diào)制器及連接其后的數(shù)字濾波器構(gòu)成，調(diào)制器的結(jié)構(gòu)包括1個(gè)積分器和1個(gè)比較器，以及含有1個(gè)1位數(shù)模轉(zhuǎn)換器的反饋環(huán)。∑-Δ調(diào)制器以極高的抽樣頻率對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行抽樣，并對(duì)兩個(gè)抽樣之間的差值進(jìn)行低位量化，從而得到用低位數(shù)碼表示的數(shù)字信號(hào)即∑-Δ碼，然后將∑-Δ碼送給第二部分的數(shù)字抽取濾波器進(jìn)行抽取濾波，從而得到高分辨率的線性脈沖編碼調(diào)制的數(shù)字信號(hào)。因此抽取濾波器實(shí)際上相當(dāng)于一個(gè)碼型變換器，由于∑-Δ調(diào)制器具有極高的抽取速率，通常比奈奎斯特抽樣頻率高出許多倍，因此Σ-Δ型A/D轉(zhuǎn)換器又稱為過抽樣A/D轉(zhuǎn)換器。∑-Δ模數(shù)轉(zhuǎn)換器具有抗干擾能力強(qiáng)、量化噪聲小、分辨率高和線性度好等優(yōu)點(diǎn)。常應(yīng)用于高性能商業(yè)衡器、精密衡器、智能工業(yè)儀表、醫(yī)療電子等領(lǐng)域。 國際法制計(jì)量組織(OIML)把電子秤按不同的分度數(shù)分成I、II、III、IV四類等級(jí)，分別對(duì)應(yīng)不同準(zhǔn)確度的電子秤和分度數(shù)n的范圍(見表1)。應(yīng)用最為廣泛的商業(yè)衡器對(duì)應(yīng)的衡器等級(jí)為III級(jí)，II級(jí)以上屬于精密衡器和基準(zhǔn)衡器。 硬件設(shè)計(jì) 在硬件電路設(shè)計(jì)方面，中穎電子開發(fā)的SH79F085內(nèi)置20位Σ-Δ模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和1～200倍的可編程增益放大器(PGA)，非常適合電子秤應(yīng)用。由于SH79F085內(nèi)置資源豐富，既能節(jié)省外圍電路，又方便系統(tǒng)調(diào)試，而且還能有效提高系統(tǒng)的EMI性能。硬件電路主要包括：SH79F085單片機(jī)、電源電路、壓力傳感器、顯示電路、鍵盤電路。圖2為電子秤硬件電路結(jié)構(gòu)。 電子秤是衡器中的一種，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，電子秤經(jīng)歷了由簡單到復(fù)雜、粗糙到精密的全電子化稱重過程。近年來，電子秤廣泛應(yīng)用于商業(yè)計(jì)價(jià)、精密衡器、工業(yè)包裝、倉儲(chǔ)運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域。 目前，市場上的電子秤系統(tǒng)主要采用兩種方案實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器模擬信號(hào)采樣：雙積分電路和高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)。 雙積分電路是采用一種間接式的A/D轉(zhuǎn)換器，它的基本原理是把待轉(zhuǎn)換的模擬電壓變換為與之成比例的時(shí)間間隔t，并在t時(shí)間內(nèi)，用恒定頻率的脈沖去計(jì)數(shù)，這就把時(shí)間t轉(zhuǎn)換成了數(shù)字信號(hào)量。雙積分電路由于電路復(fù)雜，轉(zhuǎn)換時(shí)需要軟件干預(yù)，以及精度較低(一般小于12位)不能滿足高端電子秤應(yīng)用，因此逐漸被市場淘汰。 高精度ADC一般采用Σ-Δ型轉(zhuǎn)換器，通常分辨率在16位以上。∑-Δ轉(zhuǎn)換器又稱為過采樣轉(zhuǎn)換器，這種轉(zhuǎn)換器由∑-Δ調(diào)制器及連接其后的數(shù)字濾波器構(gòu)成，調(diào)制器的結(jié)構(gòu)包括1個(gè)積分器和1個(gè)比較器，以及含有1個(gè)1位數(shù)模轉(zhuǎn)換器的反饋環(huán)。∑-Δ調(diào)制器以極高的抽樣頻率對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行抽樣，并對(duì)兩個(gè)抽樣之間的差值進(jìn)行低位量化，從而得到用低位數(shù)碼表示的數(shù)字信號(hào)即∑-Δ碼，然后將∑-Δ碼送給第二部分的數(shù)字抽取濾波器進(jìn)行抽取濾波，從而得到高分辨率的線性脈沖編碼調(diào)制的數(shù)字信號(hào)。因此抽取濾波器實(shí)際上相當(dāng)于一個(gè)碼型變換器，由于∑-Δ調(diào)制器具有極高的抽取速率，通常比奈奎斯特抽樣頻率高出許多倍，因此Σ-Δ型A/D轉(zhuǎn)換器又稱為過抽樣A/D轉(zhuǎn)換器。∑-Δ模數(shù)轉(zhuǎn)換器具有抗干擾能力強(qiáng)、量化噪聲小、分辨率高和線性度好等優(yōu)點(diǎn)。常應(yīng)用于高性能商業(yè)衡器、精密衡器、智能工業(yè)儀表、醫(yī)療電子等領(lǐng)域。 國際法制計(jì)量組織(OIML)把電子秤按不同的分度數(shù)分成I、II、III、IV四類等級(jí)，分別對(duì)應(yīng)不同準(zhǔn)確度的電子秤和分度數(shù)n的范圍(見表1)。應(yīng)用最為廣泛的商業(yè)衡器對(duì)應(yīng)的衡器等級(jí)為III級(jí)，II級(jí)以上屬于精密衡器和基準(zhǔn)衡器。 硬件設(shè)計(jì) 在硬件電路設(shè)計(jì)方面，中穎電子開發(fā)的SH79F085內(nèi)置20位Σ-Δ模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和1～200倍的可編程增益放大器(PGA)，非常適合電子秤應(yīng)用。由于SH79F085內(nèi)置資源豐富，既能節(jié)省外圍電路，又方便系統(tǒng)調(diào)試，而且還能有效提高系統(tǒng)的EMI性能。硬件電路主要包括：SH79F085單片機(jī)、電源電路、壓力傳感器、顯示電路、鍵盤電路。圖2為電子秤硬件電路結(jié)構(gòu)。 |
