动态称重仪表模数转换的设计
公路车辆动态称重系统设计与算法研究
参考文献 [1] 吴彦泽,王华,奚睿智,等 . 基于 PLC 的城轨车辆八点称 重辅助装置设计 [J]. 科学技术创新,2022(17):189-192. [2] 张江辰,徐世许,孙学凯,等 . 基于以太网通信的车辆自 动化称重管理系统设计 [J]. 制造业自动化,2022,44(5): 210-213. [3] 颜全哲,卓卫东,王志坚,等 . 利用动态称重技术的福建 省重载交通公路车辆荷载模型 [J]. 福州大学学报(自然科学 版),2021,49(3):421-427. [4] 孔烜,张杰,王腾义,等 . 基于图像识别轮胎变形的非接 触式车辆称重方法 [J]. 中国公路学报,2022,35(8):186193.
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图 4 检测两轴车进行时数据组合变化
的数据,不是则重新采集,是则对单行车辆进行逻辑判断。 再次,处理车辆通过的信息。最后,输出分车信号完成分车 过程。判断采集的数据是否为当前数据,可以对数据采集 时间和当前系统时间进行比较。如果两个数据间的差异超 过 2min,采集的数据就为前一车辆,在刷新程序后,对采 集的数据进行采集对比,直到找到当前车辆数据为止。当 系统根据数组判断车辆在跨线行驶时,会整合当前所跨两 车道的数据,然后保留其中一车道的数据,并将其作为当 前车辆的分车数据。
图 5 传感器铺设方式
在测试前,需要先调试与测试系统中模拟量采集卡和串 口采集卡等硬件设备,在该文设计的车辆称重系统中,采用 串口采集盘,可以处理轮胎标识数据的字节。在实际测试过 程中,为保证能够准确地采集和传送轮胎标识符的数据,保 证每个字节的数据都完整,须对其进行功能测试。功能测试 后,保证系统中所有硬件设备可以在实际应用中发挥预期效 果后,可以将其投入试验中使用。按照上述方式,检验系统 中相关硬件设备。在上述内容的基础上,以某传统系统为参 照,统计系统称重误差,结果见表 3。
基于地中平台秤的动态称重系统设计与实现
基于地中平台秤的动态称重系统设计与实现动态称重系统是一种基于地中平台秤的设计与实现方案,旨在通过对物体称重的精确测量,实现对物体质量的准确监测。
本文将详细介绍基于地中平台秤的动态称重系统的设计与实现方法,并探讨其在实际应用中的潜力和优势。
一、引言随着工业自动化和智能化的不断进步,动态称重系统在物流、生产等领域得到了广泛应用。
地中平台秤是一种常见的称重装置,通过将物体置于承载平台上进行称重,具有重量稳定、结构简单、方便安装等特点。
基于地中平台秤的动态称重系统在提高称重准确度、提升生产效率和降低人工成本方面具有巨大潜力。
二、系统设计与实现方法1. 系统架构设计基于地中平台秤的动态称重系统主要由传感器、数据采集模块、数据处理模块和显示模块组成。
传感器用于实时感知地中平台上物体的重量变化,将数据传送给数据采集模块。
数据采集模块负责对传感器信号进行采集和转换,将数字信号传输给数据处理模块。
数据处理模块对接收到的数据进行处理和分析,计算物体的质量值。
最后,将计算结果通过显示模块进行展示。
2. 传感器选择与布置地中平台秤的动态称重系统需要选择合适的传感器,以保证称重的准确性和稳定性。
常用的传感器有压阻式传感器、电容式传感器和称重传感器等。
在选择传感器时,需考虑物体重量范围、精度要求和环境条件等因素,并进行布置,保证传感器能够准确感知物体的重量变化。
3. 数据采集与转换数据采集模块通过对传感器信号进行采集和转换,将模拟信号转换为数字信号,进而传输给数据处理模块。
为了保证数据的准确性,采集过程中需注意消除干扰信号和进行滤波处理。
4. 数据处理与计算数据处理模块对接收到的数字信号进行处理和分析,计算出物体的质量值。
具体方法可包括使用滤波算法对数据进行平滑处理,根据称重平台的特性进行数据校正,采用合适的算法进行质量计算等。
5. 结果展示与反馈通过显示模块将计算得到的物体质量值进行展示,可采用液晶显示屏、LED灯等形式。
自适应秤体的智能动态称重仪表的设计
仪表 中, 仪表 以后的称重过程将 由这些参数控制 自动 完成。 ( 2 ) 不同 物料的 品种号只需学 习一次 , 对于 同一物料 , 用户可 以任意修改 目 标量 , 仪表都 将按 照相 应 的参数 自动 完成称量 。 ( 3 ) 用户 若需要 改 变 当前 的物料类型 , 只需简单地变更 品种号 即可 。 仪表可记忆多达 l 0 个不 同物料类型的 品种号供用户选择。 ( 4 ) 不管用户秤体采用的是 2 级还 是3 级进料方式 , 仪表都将 采用2 级进料方 式, 其 中利用快 中慢 三个 阀门或中慢两个 阀门控制快进料 , 利用慢进 阀门控 制慢进料 。 ( 5 ) 为了满足小定量包装 的需要 , 仪表设计 了利用 中、 慢两个 阀门来 控制快进的工作方式, 而不同方式的转换 由仪表根据品种号来 自动 切换完成 其中0 - 4 号品种为正常称量模式 , 5 - 9 号品种为小 定量包 多少料才最为合适, 才能达到速度与精度的完美结合, 即在满足用户精 装模 式 。 度要求的前提下, 达到速度最陕, 这是困扰动态称重仪表行业的—个老 3仪 表 主要 特 点 大难 问题 , 系统的 自诊断、 自适应及功能 自组织的形成, 使称重计量向 与传统动态称重仪表相 比, 智能型动态称重仪表具有以下特点 : 测量 系统的信息处理智能化、 组合化和功能 自适应方向发展 。 ( 1 ) 速度快 , 由于仪表 采用 了2 级进料 , 并能根据秤体机械特性和 阻碍上述 目标 实现的主要 因素 : 秤体本身的机械性能 ; 动态称 称重物料 的重量特性 自动获取相应的参数 , 使得仪表可 以尽量多的 重仪表 的控 制性 能。 使用快进方 式完成加料 , 慢进料 的重量可 以降到最低 , 因此 大大地 传统的解决上述 问题 的方法 是 : 依据秤体调试 技术人员 的经 加快了进料速度。 ( 2 ) 精度高 , 由于慢进提前量是 自动获取 的, 并能根 验, 通过多次对秤体的调试 , 手工找出大、 中、 小三个重量 点。 作为正 据秤体机械特性 的变化而实 时调整 , 因此大大提高了最 终的定量精 常工作过程 中的重量参 数来 控制秤体的加料进程和动作 。 度。 只要秤体 的机 械特性可以达到的精 度 , 仪表可 以使其完美地达 这一方法存在的不足 : 到。 ( 3 ) 操作方便 , 用户无需设置快 中慢参数 , 只需调用相应的 品种号 调试人 员的经验决定 了秤体 的工作性 能 。 对 称重企业 发展不 即可 , 而同一物料 的不同 目标量 也只需改变 目标量 , 无需再去设置或 利, 也给用户带来很多不便。 学 习相 应的快中慢参数 , 而是由仪表根据保存 的参数 自动获取。 ( 4 ) 调 旦秤体机 械特性发生改变 , 就必须重 新调 试 。 试 方便 , 传统的动态称 重仪表为了使秤体达到最佳称重效果 , 要在 改变 , 就 必须 重新 工作现场反复调试 以获取最佳 的快 中慢参数 , 这对于秤体调试的工 开 始 调试 。 作人员来说是一个相 当头疼的事情 , 调试多 次也不一定能达到满意 调试出来了参数是 的效果 , 而且使用一段时间后 , 参数可能又要调整, 改变物料时又要 经验积累 , 不一定是科学 调 整。 因此秤体调试一直是 困扰秤厂 的一个头疼 问题 。 而本仪表彻 的。 且调试必须在现场进 底解决 了这一 问题, 使得秤厂技术人员从繁琐 的秤体调试工作中解 行, 调试工作相当繁琐 。 脱出来 , 专注于提高秤体的机械性能 , 以提高产品的质量 , 获得更多 通 过 对 秤 体 机 械 及 、 应 吲 御 始 参 数 的客户。 ( 5 ) 人性化设计的仪表 操作界面 , 采用触摸式平板显示器 , 不 笫 . 加料 过程 的全 面分 析 , 但使得数据显示更为清晰、 全面而且操作采用中文提示 , 相当方便 。 利用学 习算法 , 自动 获 ( 6 ) 扩展的功能 , 仪表添加 了网络 功能 , 可实 现远程控制和 维护 。 取秤 体机 械特 性参 数 , 得到加料 过程的大、 中、 4学习算法程序框图 小三 个重量 参数 , 完 成 学习算法 程序框 图如 图1 所示 。 快 进 算 法 f稚 序 对 称 重 过 程 的 自动 控 制。 这 就是 自适 应秤 体 5结 语
动态配料称重控制系统的设计和实现
动态配料称重控制系统的设计和实现一、引言(约200字)二、动态配料称重控制系统的设计(约400字)1.系统需求分析在设计动态配料称重控制系统之前,首先需要对系统的需求进行详细分析。
根据生产线的要求,确定所需物料种类和配比比例。
同时,考虑到生产线的工作速度,要求系统能够实现快速、准确地完成物料的配料。
2.系统架构设计根据需求分析结果,设计动态配料称重控制系统的架构。
该系统主要分为两个部分:硬件系统和软件系统。
硬件系统主要包括传感器、称重仪表和控制器,用于实现对物料的称重;软件系统则负责实时监控和控制称重过程。
3.硬件设计根据系统架构设计,进行硬件系统的设计。
选择合适的传感器和称重仪表,并进行连接和布置。
同时,需要设计一个稳定、可靠的控制电路,确保称重过程的准确性和稳定性。
4.软件设计软件系统主要包括数据采集和处理模块、控制模块和界面模块。
数据采集和处理模块用于实时获得称重数据,并进行数据处理,比如滤波、去噪等。
控制模块负责根据配料要求控制传感器和称重仪表的工作,并实时调整相关参数。
界面模块则提供一个可视化的界面,方便用户进行操作和监控。
三、动态配料称重控制系统的实现(约400字)1.硬件实现根据硬件设计完成硬件系统的连接和调试工作。
确保传感器和称重仪表能够正常工作,并能够稳定地获得称重数据。
同时,对控制电路进行测试和优化,确保称重过程的准确性和稳定性。
2.软件实现根据软件设计完成软件系统的开发和调试。
保证数据采集和处理模块能够准确获取和处理称重数据,同时实现实时的数据显示和监控。
控制模块能够根据配料要求控制传感器和称重仪表的工作,实现准确的配比。
界面模块提供一个直观、友好的界面,方便用户进行操作和监控。
3.系统测试和优化完成系统的开发和调试后,对整个系统进行测试和优化。
通过与实际生产情况的比对,检查系统的准确性和稳定性,并根据测试结果进行优化。
确保系统在生产线上能够稳定、可靠地工作。
四、总结(约200字)本文对动态配料称重控制系统的设计和实现进行了详细的介绍。
装载机动态计量仪的硬件与软件设计
装载机动态计量仪的硬件与软件设计摘要:装载机是一种应有广泛的高效工程机械,一般不具备称重功能。
本文针对装载机针对如何进行快捷车载动态计量微控制器,以单片机为核心,对其硬件系统进行了设计。
主要有传感检测电路、模数转换单片机扩展、键盘接口和液晶显示电路等。
同时,在保证仪器精度、稳定可靠的前提下,进行了系统软件流程设计,采用模块化设计思路,实现了智能称重仪较高的称重精度。
关键词:装载机动态计量仪单片机精度1.引言装载机是一种集铲、运、装、卸于一体的自行式工程机械,它被广泛应用工业生产中。
如何利用装载机进行装、卸货过程中进行动态计量,提高装载效率,是装载运输行业一个亟待解决的问题[1]。
2.系统总体控制方案设计装载机称重系统一般由信号采集部分和信号处理及显示部分组成。
信号采集部分一般通过传感器或者变送器实现,信号采集的准确程度对装载机的称量的准确度至关重要。
本文针对动态计量仪存在的问题,然后提出了以微控制器代替微机进行控制,对计量称重系统的硬件系统进行了设计,首先设计了硬件系统的总体结构图,后对传感器的设计、、电源电路、单片机系统相关电路,显示打印电路的设计,和I/O接口、键盘接口的设计。
并完成了软件系统流程划设计。
3.系统硬件设计,3.1压力传感器设计在装载机上安装两个压力传感器,1#、2#压力传感器分别人测进油路压力(测量主油路压力)和回油路压力。
装载机车在翻斗提升过程中,压力传感器通过对举升压力的自动检测,系统根据分别安装在装载机动臂油缸进油和回油油路上的2个压力传感器,对装载机动臂举升过程中油缸压力变化进行测定,单片机结合外界位置检测器及机械结构参数计算出最终重量,并在仪表屏幕显示所得出的重量。
利用键盘,用户可以设置每次预装载的重量,单片机根据实际设置预装量,对每一斗的重量累计并自动计算待装量,铲斗每升降一次,微处理器就存入一个重量值,当达到预装量时,系统给予报警提示,用户可精确控制装卸的重量,达到有效的管理[2]。
动态配料称重控制系统的设计和实现
动态配料称重控制系统的设计和实现工矿企业中经常需要对大批量物料进行动态称重,以满足生产工艺中对配方的要求。
常见的称重方式有皮带秤,斗式秤等。
皮带秤采用连续进料方式,压重变化不大,可以实现边称边调节进料量以及事后补偿的技术,对时间响应的要求不高;而斗式秤是间歇进料,压重累积增加,物料不足可以补充,但物料过量后不易取出。
因此,斗式秤对控制精度和实时性要求较高。
1 系统分析实际中要求对多台料斗秤组成的称群进行物料称量和控制,单台料斗秤的组成如图1 所示,每台秤称量范围为50~500kg。
(图1)物料盛装于物料仓中,物料仓和称量斗之间安装振动筛,由振动筛控制进料量,当物料重量达到目标值时停振动筛,记录静态称量的物料重量,并根据生产需要打开底部仓门卸料,由运输带将物料送到窑内煅烧,然后重复上述称重和下料过程。
从上述过程可看出,物料重量最终由精度较高的静态称量值给出,用该值与目标产量之间的差异来衡量称量的精度。
但系统需要在进料过程中动态称量,以便能及时停止振动筛,而且斗式秤过称量后不能在本次调整,所以其动态称量精度更为重要。
本系统中,动态称量存在如下难点:1)物料流量大。
由于物料的密度、颗粒大小、流动性不相同,所以各台秤的进料流量也不相同,范围在8~23kg/s 之间,最快几秒种即可达到目标产量,对测量和控制实时性要求较高。
2)物料不规则冲击。
物料从振动筛上落下进入称量斗时具有一定的下落速度,物料冲击振荡形成一系列虚假的压重传递给传感器,压重传感器采集的瞬间信号不能真实反映物料重量。
由于物料大小不一,其下落冲击是随机的,很难估计,并且随着物料落差的减小,单位质量物料冲力也会减小。
这些特点使得系统无法精确建立冲力和重量的对应关系。
3)下料时间滞后。
当关闭振动筛后,由于振动筛的惯性,下料不会立即停止,仍有一些物料继续进入称量斗,造成下料过冲,因此设计过程中必须考虑下料过程的时间滞后特性。
4)电磁干扰。
现场有风机、提升机、皮带机、振动筛、卷扬机等设备,必须采取措施减小电网波动及电磁干扰给压重信号及数据采集带来的影响。
动态称重课程设计
动态称重课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解动态称重的基本原理,掌握与质量、重力、平衡相关的概念。
2. 学生能运用数学知识,分析和解决简单的动态称重问题。
3. 学生了解动态称重在现实生活中的应用,如交通、工业等领域。
技能目标:1. 学生通过实验操作,掌握使用称重设备进行物体质量测量的基本技能。
2. 学生能运用信息科技手段,处理和分析动态称重数据,提高解决问题的能力。
3. 学生具备团队协作能力,通过小组讨论和分享,提高沟通和表达能力。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对科学实验的热爱,激发探索精神和求知欲。
2. 学生关注生活中动态称重的应用,认识到科技对社会发展的作用。
3. 学生树立正确的价值观,尊重事实,遵循科学道德,遵循法律法规。
课程性质:本课程为科学实验课,注重理论与实践相结合,提高学生的动手能力和创新能力。
学生特点:四年级学生具备一定的数学基础和实验操作能力,好奇心强,喜欢探索未知。
教学要求:教师应注重启发式教学,引导学生主动参与实验,培养其独立思考和解决问题的能力。
同时,关注学生的个体差异,给予每个学生个性化的指导。
通过课程目标的分解和实施,确保学生达到预期的学习成果。
二、教学内容1. 理论知识:- 动态称重原理介绍:包括质量的定义、重力的概念、平衡条件的阐述。
- 动态称重设备:介绍不同类型的动态称重设备及其工作原理。
- 数据处理:简单数据收集、整理和分析方法。
2. 实践操作:- 动态称重实验:设计实验步骤,让学生动手操作,体验动态称重过程。
- 数据采集:学生分组进行实验,记录数据,学习数据采集的方法。
- 结果分析:对实验数据进行分析,探讨影响动态称重准确性的因素。
3. 应用拓展:- 动态称重在实际应用中的案例分享,如交通监控、物流管理等。
- 探讨动态称重技术在未来社会的发展趋势。
教学内容安排和进度:第一课时:理论知识学习,介绍动态称重原理及设备。
第二课时:实践操作,分组进行动态称重实验。
装载机动态称重仪表的设计与实现
h y d r a u l i c c y l i n d e r a n d t h e a c c e l e r a t i o n i n t h e v e r t i c a l d i r e c t i o n o f t h e b o o m. Af t e r f i l t e r i n g,t h e s e s i g n a l s we r e u s e d t O
Ab s t r a c t : I n o r d e r t o i mp r o v e t h e a c c u r a c y o f l o a d e r ’ S d y n a mi c we i g h i n g s y s t e m ,t h e a c c e l e r a t i o n o f t h e v e h i c l e wa s a d d e d
mo d e 1 . Th e h a r d wa r e a n d s o f t wa r e d e s i g n o f t h e d y n a mi c we i g h i n g i n s t r u me n t wa s p r o p o s e d,r e s p e c t i v e l y u s i n g a ma g —
如何用位模数转换器CS设计电子秤
如何用位模数转换器CS设计电子秤位模数转换器CS是一种常用于电子称量的方法,因为它非常适合用于高分辨率的数字准确性测量。
这种转换器能够将任意的电压信号转化为数字信号,而且具有快速、可靠的特点。
在设计电子秤时,我们通常需要考虑如何使用位模数转换器。
以下是一些步骤和技巧,帮助你使用位模数转换器CS设计出高质量的电子秤。
1. 确定需求在开始设计电子秤之前,我们需要先了解一些基本的需求。
我们需要知道:要使用的重量范围、所需的精度和所需的输出信号。
最好能尽可能明确需求范围。
2. 选择合适的转换器当我们知道所需范围之后,便可以挑选适合的位模数转换器CS,以确保它的输出信号符合我们的期望。
常见的转换器精度有12位、14位、16位和18位。
3. 考虑放大器在使用位模数转换器CS的过程中,还需要一些放大器才能正常工作。
放大器用于使电压信号放大并转化为能够被转换器处理的电平。
我们可以通过多个级联的放大器来增加电压信号的增益,以适应所需的精度要求。
4. 采集速度对于电子秤的设计来说,采集速度非常重要。
如果采集速度很慢,那么就会导致读数的不准确。
因此,在设计过程中,我们需要合理地选择采集速度,并注意转换器的数据更新率。
5. 附加功能最后,如果有附加的功能需求,如温度补偿、滤波和校正,也要考虑是否需要附加这些功能,以确保电子秤的性能符合需要。
总体来说,使用位模数转换器CS设计电子秤需要一定的技术知识和实践经验。
通过了解需求范围,选择适合的转换器、考虑放大器、采集速度和附加功能,我们可以设计出符合要求的高质量电子秤。
基于STM32的车载动态称重仪表设计
GP S把 重 量 数 据 传 回给 远 方 的监 控 平 台 并且 安 装 维 护 简 单 、 快
速 ,对 速 度 没 有 限制 ,在 全 程 对 车 辆 进 行 监 控 真 正 实 现 动 态 称 重, 从 源 头上 杜 绝 超 载 。
1 称 重 原 理 的 概 述
Ab s t r a c t
T a k i n g S T M 3 2 F 1 0 3 V B T 6 M C U a s a c o r e . o n - v e h i c l e WI M ( We i g h t i n g - i n - Mo t i o n ) i n s t r u me n t i s d e s i g n e d i n t h i s p a p e r .
du ce d i n de t ai l , an d t h e h a r d war e ci r c ui t i s gi v en.
Key wor ds : o n— ve h i c l e WI M, ST M3 2 F1 03 VB T6, HX71 0
S t r a i n s e n s o r s a n d 2 4 一 b i t a n a l o g - d i g i t a l c o n v e r t e r s a r e u s e d i n t h i s d e s i g n f o r we i g h t i n g s i g n a 1 . T h e w e i g h t o f g o o d s c o n —
GP S实施 远 程 监 控 。详 细论 述 了称 重 原理 及 软 件 算 法 并 设计 了硬 件 电路 。 实验 结 果 表 明仪 表 能够 满 足 精 度要 求并 实时 将
装载机动态称重仪表的设计与实现
装载机动态称重仪表的设计与实现朱 婧 王益健(南京理工大学自动化学院 南京 210094)摘 要:为提高装载机动态称重系统的精度,在装载机工作装置的动力学模型中加入了车辆行驶加速度,以补偿惯性力对称重结果的影响,完善了动力学模型。
提出了动态称重仪表的软硬件设计方案,分别利用磁编码器、压力变送器、加速传感器,测量动臂的俯仰角度、举升油缸的油压及垂直于动臂方向的加速度,传感器信号经滤波处理后根据模型解算出装载的物料重量。
实现了装载机动态称重功能及LCD显示、无线传输等扩展功能,并采用实验定标的方法补偿测量误差,经验证系统获得良好的测量精度。
关键词:动态称重;动力学模型;测量精度中图分类号:TP202+.2 TN41 文献标识码:A 国家标准学科分类代码:510.804Design and implementation of loader’s dynamic weighing meterZhu Jing Wang Yijian(College of Automation,Nanjing University of Science and Technology,Nanjing 210094,China)Abstract:In order to improve the accuracy of loader’s dynamic weighing system,the acceleration of the vehicle was addedto the dynamic model of loader’s working device to compensate for the effects of inertia force,improving the dynamicmodel.The hardware and software design of the dynamic weighing instrument was proposed,respectively using a mag-netic encoder,pressure transmitters and an acceleration sensor to measure the pitch angle of the boom,the pressure ofhydraulic cylinder and the acceleration in the vertical direction of the boom.After filtering,these signals were used tocalculate the weight of the loaded material according to the model.The function of dynamic weighing and LCD display,wireless transmission and other extensions were achieved.The experimental calibration method was used to compensatethe measurement error.The test result shows that the dynamic weighing system can obtain good accuracy.Keywords:dynamic weighing;dynamic model;measurement accuracy 收稿日期:2014-021 引 言为避免装载机对火车、卡车等进行装卸时出现超载等现象,需要掌握货物的重量。
我的毕业设计论文,动态称重系统设计
摘要目前我国经济正处于一个高速发展的阶段,人们的生活质量日益提高,财产也慢慢积累,渐渐富裕起来,买车的人也越来越多(家用车,客车,货车),但是随之而来的是一系列严峻而又急需要解决的问题,比如公路收费站停车称重效率低下,通车速度慢,容易引起拥堵;公路上货车超载引起的交通安全事故频繁,威胁人们的生命财产安全;超载还会加快对道路的破坏,使公路的维护周期大大缩短,从而让国家在道路维护上过多投入,造成资源浪费;超载也会减少国家的税收大量流失,影响过家财政收入,此外,由于过载发动机会超负荷工作,容易造成环境的污染等系列衍生的严峻问题。
为了解决这些问题,提高通行效率,减少超载现象,于是动态测重技术(WIM)应运而生。
本设计参考国外动态称重技术的基础上,以压力传感器,放大器,数模转换装置,微型控制器,显示设备为核心部件,设计一个实用的动态测重系统。
选用一种合适的数据处理方案,编写程序,最后通过Proteus软件的仿真,模拟整个称重过程,从而验证此方案的可行性。
关键词:动态称重;压力传感器;算法;Proteus仿真AbstractAt present, with the high-speed development of China’s economy, people's quality of life is increasing , and property is accumulating slowly. More and more people start to buy car,such as home car, passenger car and truck.However,it cause a series of severe and urgent problems. For example, because of the poor efficiency of toll station parking weighing,the slow traffic will easily lead to congestion. The traffic accident caused by truck overload will seriously threaten people’s life and property. Overload will accelerate the destruction of the road, shorten the maintenance cycle of highway greatly, waste more resourse to maintain the road. Overload also will reduce taxes on the country, affect national financial revenue. In addition, overload engine overworking easily cause environmental pollution and other series of serious problems. In order to solve this problem,improve traffic efficiency,decrease overload phenomenon,the dynamic weighting technique(WIM) came into being. Based on the new technology of domestic and foreign, a practical dynamic weighing system is designed,and the pressure sensor, amplifier, digital analog conversion device, microcontroller and display equipment are taken as the core component. A suitable data processing scheme is chosen for the program. Finally, proteus simulation software is utilized to simulate the whole weighing process, and then verify the feasibility of this scheme.Key words:Weigh-in-motion; Pressure sensor; Algorithms; Proteus simulation目录摘要 (I)Abstract (II)1 前言 (1)1.1动态称重的定义以及研究意义 (1)1.2毕业设计要求 (2)2 方案论证 (3)2.1系统电路设计整体方案 (3)2.2数据处理方案选择 (3)2.2.1最大值测量法 (4)2.2.2算术平均测量法 (4)2.2.3神经网络法 (5)2.2.4基于参数估计的系统辨识法 (6)3硬件电路设计 (7)3.1 数据处理器件电路 (7)3.2数据采集电路 (9)3.2.1电阻应变片式传感器电路设计 (9)3.2.2信号放大器电路设计 (12)3.2.3数字模拟转换器电路设计 (14)3.2.4精密基准电压源 (15)3.3光电门车轮检测电路 (16)3.4显示电路 (17)3.5电源电路 (18)3.6外部通信电路 (18)4 程序设计 (20)4.1 程序流程图 (20)4.2 部分程序 (21)4.2.1 max187 (21)4.2.2显示 (21)5 仿真与调试 (22)6总结与展望 (24)致谢词 (26)【参考文献】 (27)附录1:系统总体电路图 (28)附录2:源程序代码 (29)1 前言近年来,在国家政策的大好形势下,国民经济不断攀升,人民财富不断累计,买车的人(私家车,客车,货车等)越多了起来,由此衍生了一些列问题,比如收费站传统停车称重效率低,在收费站安装WIM设备不仅减少了人的工作强度,同样更能保证交通的流畅性、秩序性、安全性;对于公路来说,安装改设备能有效减少超载现象,不仅能够有效的延长公路寿命,大大缩短维护的周期,为社会节约资源,减小对环境的污染,另一方面,对于保护生命财产安全,减少交通之故的发生也具有重大的意义。
动态轨道衡电子称重仪及定量称重控制系统设计
第1章绪论1.1动态电子轨道衡技术动态电子轨道衡是一种对运行中的列车进行自动称重的计量设备。
其技术原理是称重台面将列车重量传递至传感器,传感器将重量转换为电压信号,在经过A/D系统将电压信号转换为数字信号,由计算机处理得到每节车重量、速度,从而实现对货物列车的自动称重,该设备主要应用于铁路运输部门,矿山、油田、港口等大型企业专用线,整套系统要求测量精度高,耐恶劣工作环境。
目前,动态轨道衡称重系统由最初庞大的整体道床、复杂的称重台面机械结构演变成无基抗、无道床,简化台面的结构,而单元式称重传感器则简化为传感元件与铁轨一体化的称重轨传感器。
整个系统大大节省了现场施工、安装时间,使得称重系统逐步向整体化、轻型化和结构简单化的方向发展。
在测量精度方面,从六、七十年代准确度劣于1%的情况,发展到今天的精确度优于0.2级(0.5%);从仪表PZ-8型和由分立器件组成的控制电路发展到如今采用微型计算机和工控机构成的新型硬件系统:从恒温式、低精度传感器发展到性能稳定、高速度高精度高可靠性的新型传感器等等。
整个发展过程历经动态机械轨道衡、机电结合动态轨道衡、动态电子轨道衡一直到如今最新型的动态轨道衡,例如无称台轨道衡、不断轨(钢轨式)轨道衡等。
但是这些新型轨道衡的造价高,经营成本高,普及率还比较低。
相对来说,动态电子轨道衡的应用率比较高。
它运用高速模数转换装置,高性能的传感器,使用功能强大、构思完善和算法精确的软件系统,使整个动态称量的精度能够很好的满足实际称量要求。
1.2 动态电子轨道衡在我国的应用与发展随着改革的深入和国民经济的飞速发展,各企业贸易结算和计量工作水平不断提高,轨道衡在大宗散装物料计量工作中所起的作用越来越大。
尤其是要求快速计量的场合,动态电子轨道衡的种种优点及其所产生的经济效益受到越来越多的企业关注,动态电子轨道衡的发展也变得异常迅速。
我国从80年代开始建设轨道衡计量标准器并建立了量值传递系统,再次基础上引进技术,自己研制、生产电子轨道衡,曾先后引进大量传感器和智能仪表,示范和改造原有的机械轨道衡,经济效益和社会效益非常显著。
一种动态检重秤的设计
阀滑油 LUBRICATING OIL
第 35卷 第 1期 Vol.35,No.1
D O I:10.19532/j. cnki. cn21-1265/tq. 2020.01.011
文 章 编 号 :1002-3119(2020)01 -0050-10
一种动态检重秤的设计
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关 键 词 :动态称重; PLC;抗干扰
中 图 分 类 号 : TE626.3
文 献 标 识 码 :A
Design of a Dynamic Weighing Scale
WANG Ning1, DING Dong- mei2
(1. Dalian Branch of PetroChina Lubricant Company, Dalian 116031, China; 2. PetroChina Dalian Lubricating Oil R&D Institute, Dalian 116031, China)
动态称重系统课程设计
动态称重系统 课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解动态称重系统的基本原理,掌握其关键组成部分及功能。
2. 学生能掌握动态称重系统中传感器的工作原理,了解不同类型传感器的特点及应用场景。
3. 学生能掌握数据处理的基本方法,并运用公式进行数据计算与分析。
技能目标:1. 学生能运用所学知识,设计并搭建一个简单的动态称重系统模型。
2. 学生能通过实验操作,收集数据并处理数据,提高实际操作能力和问题解决能力。
3. 学生能运用图表、报告等形式,展示实验结果,提高沟通与表达能力。
情感态度价值观目标:1. 学生能对动态称重系统产生兴趣,培养对物理学科的好奇心和求知欲。
2. 学生能在团队合作中发挥积极作用,培养团队精神和合作意识。
3. 学生能意识到科技发展对社会进步的重要性,提高社会责任感和创新精神。
课程性质:本课程为物理学科实验课程,旨在通过实践操作,让学生深入了解动态称重系统的原理和应用。
学生特点:六年级学生,具备一定的物理知识基础和实验操作能力,好奇心强,善于合作。
教学要求:注重理论与实践相结合,关注学生的动手能力和问题解决能力的培养。
通过本课程学习,使学生能够将所学知识应用于实际生活中,提高综合素养。
二、教学内容1. 动态称重系统原理介绍:包括重力、杠杆原理、传感器原理等,关联课本第三章“力与运动”相关知识。
- 重力与质量的关系- 杠杆平衡条件- 传感器工作原理及种类2. 动态称重系统组成部分及功能:介绍秤体、传感器、数据采集器、显示装置等,关联课本第四章“简单机械与机械原理”相关内容。
- 秤体的结构设计- 传感器类型及其应用- 数据采集与处理方法3. 实践操作:设计并搭建动态称重系统模型,进行数据采集与处理。
- 实验器材准备与操作方法- 数据采集与记录- 数据处理与分析4. 教学案例分享:分析实际应用中动态称重系统的案例,如交通监测、工业生产等,关联课本第五章“物理与社会”相关内容。
- 案例背景与问题- 解决方案与效果- 创新与拓展教学内容安排与进度:第一课时:动态称重系统原理介绍,重力与质量的关系,杠杆平衡条件。
传输带动态称重系统设计 毕业设计
摘要随着传感器技术、电子技术和微机技术的崛起,动态称重技术得到了迅速发展。
动态称重系统在数字化,智能化等方面有长足的进步,称重系统的研究与开发也进入了一个崭新的阶段。
传输带动态称重系统是对传输带上的散状固体物料或粉料进行连续称量的系统,在电力、化工、煤炭、粮食等行业都有较广泛的应用,市场需求巨大。
但是,我国自行研制的相关产品普遍功能单一,精度不高。
所以改善现有称重装置、开发研究功能齐全的动态称重系统是势在必行的。
设计了一套基于单片机的传输带动态称重系统,很好的解决了上述问题。
首先对硬件电路所需的器件进行介绍。
说明系统所应用的微处理器,模数转换器类型,具体提出了系统硬件和软件的设计方法,给出了数据处理算法和其编程的设计。
系统使用24位精度模/数转换芯片AD7730转换称重传感器信号,保证了数据转换的高精度。
所以该系统能够有效提高动态称重系统的计量精度,并且系统功能较完善,系统扩展了现场总线接口,很好的满足了工业自动化和管理现代化的需求。
关键词:动态称重传输带AD7730 现场总线AbstractWith the development of technology of sensor,electronic and computer,the dynamic weighing technology is developing rapidly.Weighing system made significant progress in the digital and intelligent,the research of Weighing system has entered a new phase.Belted dynamic weight equipment is designed for continuous weighing the bulk solids or powders on conveyor belt.And it is widely used in the fields of electricity,chemical,coal and food.However,our related products generally with single function and low precision.Therefore,the improvement of existing weighing devices,research and development functional dynamic weighing system is imperative.This paper presents a belted dyamic weighing system based on SCM,which is a good solution to this problem.In this paper,the overall structure of the weighing system is present first,and detailed analysis of the system model and working principle.It analyzes the cause of dynamic measurement errors,and builds a mathmematical model for dynamic measurement errors of single-idler electronic belt conveyor scale.According to the model,the proposed approach use algorithm to correct errors.Solved the problem of low dynamic measurement accuracy.Then the design of system hardware and software is present.And data processing algorithms and their programming design.System uses 24-bit precision A/D converter AD7730 convert the weighing signal to ensure high-precision measurement results. The system presented in this paper is characterized by high precision and good stability.And with the Profibus interface,this system was well positioned to meet the requirements of industrial automation and management modernization.Key words:Dynamic weighing Transmission belt AD7730 Profibus目录摘要 (I)Abstract (II)1绪论 (1)1.1背景及意义 (1)1.1.1背景 (1)1.1.2意义 (1)1.2国内外发展现状 (2)1.2.1国内外称重技术发展现状 (2)1.2.2国内外称重技术发展趋势 (3)1.3主要工作及论文结构 (5)2系统整体设计 (6)2.1系统结构概述 (6)2.2动态称重计量原理 (6)2.3小结 (8)3系统硬件电路设计 (9)3.1系统硬件概述 (9)3.2系统微处理器 (9)3.3系统模数转换器 (9)3.4 数据采集电路通信接口设计 (11)3.4.1 RS-232C标准 (11)3.4.2 MAX232芯片简介 (11)3.4.3串口通信接口电路设计 (11)3.5 程序下载线连接 (12)3.6 传感器接口设计 (14)3.7 Profibus-DP接口扩展 (15)3.8 小结 (16)4单片机系统软件设计 (17)4.1软件系统概述 (17)4.2软件编程语言 (17)4.3主程序模块设计 (18)4.4 AD7730转换模块设计 (18)4.4.1 AD7730转换模块的流程框图 (19)4.4.2 AD7730初始化 (19)4.5串口通信模块设计 (22)4.6脉冲计数模块设计 (22)4.6.1测速信号的处理方法 (22)4.6.2 脉冲计数的程序实现 (24)4.7小结 (26)结论 (27)致谢 (28)参考文献 (29)附录 (30)1 绪论1.1背景及意义1.1.1背景对物料重量的动态称重在工业生产和流通贸易中占据重要地位,其中动态称重计量工具是不可缺少的计量工具。
动态称重课程设计
动态称重课程设计一、教学目标本课程旨在通过动态称重实验,使学生掌握物理学中力与质量的关系,能够运用牛顿第二定律进行简单的动力学计算。
在技能方面,学生将能够操作称重设备,进行数据采集和分析。
此外,培养学生对科学的探究精神和对实验结果的严谨态度,激发学生对物理学科的兴趣。
二、教学内容本课程的教学内容围绕物理学中的动态称重实验展开。
首先,学生将学习称重设备的工作原理,了解各种力的概念及其在称重中的应用。
接着,通过实验操作,学生将直接测量和记录数据,并运用牛顿第二定律对实验结果进行分析。
最后,通过案例学习,学生将了解称重技术在现实生活中的应用。
三、教学方法为提高学生对动态称重实验的兴趣和参与度,将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。
首先,通过讲授法为学生提供必要的基础理论知识。
然后,通过实验法和案例分析法,让学生在实践中加深对理论知识的理解和应用。
此外,还将学生进行小组讨论,鼓励学生发表自己的观点,培养学生的团队协作能力。
四、教学资源为确保教学质量和学生的学习体验,将准备丰富的教学资源。
主要教材为《物理学实验指导》,此外还将提供相关的参考书籍、实验设备以及多媒体教学资料。
实验设备包括电子秤、滑轮组、细绳等,用以支持学生进行实验操作。
多媒体资料包括实验操作视频、案例分析等,用以丰富学生的学习体验。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业和实验报告。
平时表现主要评估学生的出勤、课堂参与度和提问回答。
作业将包括理论题目和实验预习题目,用以巩固学生的理论知识。
实验报告则评估学生对实验数据的处理和分析能力。
所有评估方式均旨在客观、公正地全面反映学生的学习成果。
六、教学安排本课程的教学安排将在每周的一、三、五下午进行,每次课时长为两小时。
前一个半小时用于课堂讲授和实验操作,后半小时用于作业指导和问题解答。
教学地点选在学校的物理实验室,以保证实验操作的顺利进行。
七、差异化教学为满足不同学生的学习需求,将根据学生的学习风格、兴趣和能力水平进行差异化教学。
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随着科学 技术 的发 展 ,当今 的三太技 术 ( 传感 器技 术 、 息技 术 、 算机技 术 ) 信 计 在衡 器行业 得 到了 广泛地 应用 ,大大 提高 了衡 器行业 的技术 水平 ,为 动态称 重技 术的发展 打 下 了良好 的基础 . 动态称 使 重精度 和可靠 性越来越 高 .满足 了市 场对动态 称重 的要求 ;同时 随 着 国民经 济 的发 展和社 会 的进 步 , 称重技 术 的应用范 周也越 来越广 ,随着 社会 节奏 的 加快 和效率 的提高 ,市场 对动态 称重 的需求也 越 来 越多、 已成 为一个新 的技 术和 市场热点 。 称 重仪 表作 为电子衡 器 的太 脑 中枢 .它融 合 了 当今先进 的信 息技术 和计 算机技 术 ,在 动态称 重 中 将 起 到关键作 用 ,因此在设 计 动态 电子衡器 时应 首
动 态 称 重 仪 表是 所 有动 态 衡 器 所 用 仪 表 的统 称 .是 指被 称 物体 在 运 动 中 就能 得 到 其 质量 的仪 表 .不 同的应 用场 合对 称重 仪表有不 同的功 能 、指 标 和参数 的要求 。在 目前 的情况 下 ,动态 称重 仪表 主要有动 态轨道 衡用 仪 表 、定量 秤 用仪表 、 料秤 配 用仪 表 、 皮带秤 用仪 表 、 动态 汽车衡 用仪表 等 . 它们 各 有 自己的特殊 要求 ,但 同时 又有共 同的一 点 :那 就 是高 的采 样速 率 , 即高 的 A/ D转 换速 率
五、 关于 A D内码 数 【 辨率 ) / 分
在称 重仪 表 中 , D内码数 ( 辨率 ) 比较重 A/ 分 是 要 的一项 指标 , 在前几 年 , 项指标 被 某些 厂家作 为 这
一
个卖 电, 说其 仪表 内分 辨率达 到 1 0 /】0万 (0位 ) 2
先设计 或选择 一种台适 的动态称 重仪表 。 二 动态 称重仪 表 的技术现 状
样 分 辨率 ( 位 ) 1 和很高 的采样 速率将 模拟信 号数 字 化 、通 过使 用 过采样 、噪 声整形 和数 字滤 波等方 法 增加有 效分 辨率 ,然后再 对输 出进行 采 样抽取处 理 以降低有 效采 样速 率 。所 谓过采样 (vrsm l g oe pi ) a n 就是在 直流输 八信号 上叠 加一个 交 流信 号 ,并用 比
这交流信号频率高得多的采样频率进行采样 , 此时 得 到 的数 字输 出值将 是变 化的 .用这 些采样 结果 的 平均值 表示 A C的转换 结果便能 得到 比用 同样 D A C高得多的采样分辨率。 D ∑ 一△式 A D转 换 最 早应 用 于音频 方 面 ,最 /
近 几年 方才 应用于衡 器行业 ,其显著 的特点 是采样
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姜梅 香等 : 态称 重仪表 模数 转换 的设计 动
动态 稳重仪表 转换的设计 模数
山东科技 大学信 电学院 自动化 系 姜梅香 山 东 省 电 子 工 业 学 校 刘秉霞 济南金钟 电子衡 器股份有 限公 司 许福国
[ 摘要 ] 动 态称 重的应用越 来越 多, 态稚 重技 术也得 到 了较 快地发 动 展 ,同时也是 称 重技 术 的发 展 方 向。本文 简单分 析 了现有动 态称 重仪表 的 现状 , 常用的模 数 ( D 转 换方 式进行 了分析 , 对 A/ ) 并提 出了 自己的看 法。 关键 词 : 态称 重仪 表 动 模数 ( D 转换 A/ 有 动态称 重 仪 表 中 ,高速 A/ D转换 主 要 有积 分式 、 一△式 、 次逼近式 等 , ∑ 逐 它们 各有优 缺 点 、 中积 分式 和 ∑ 一△式 A/ 其 D转换 应用 较 多 , 尤 其 ∑ 一△ 式 A/ D转 换风 头 正 紧 ,这从 产品广 告 中
速率快,达到 10次/ 以上,分辨率高 ,达到 2 0 秒 4 位 ,正是 看 中 了 ∑ 一△式 A/ D转换 器 的高 速率 和
高分 辨 率 的 特点 ,方 才 将 其应 用于 动 态 称 重 仪 表 中。随着 应用 的增 多 , 一△式 A/ ∑ D转换 器的缺点 也 越来越 明显 .抗干扰 性差 .有效分 辨率达 不到 器
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衡 器
第 l 第 期 22 5 3 卷 3 0年 月 0
件 所说 位数 (6位 的 ∑ 一△式 A/ 1 D转换 器 只能达 到1 2—1 的应用精 度 , 4位的 ∑ 一△式 A/ 4位 2 D转 换 器 只能达到 2 的应用精 度 。 ) 0位 ,同 时由于 ∑ 一 △式 A/ D转换 内 的数 字滤 波器 需要 较 长 的 建立 时 间 .并且这 些器 件大多 采用 串行输 出 ,这些 均造 成 实际 的有效 采样速率 大大 下 降 ,影 响了实 际使用 效 果 。在实 际应用 中达不 到器件 所说 的分辨 率和转 换
速率 , 四、 关于积分 式 A/ D转换 积公 式 A/ D转 换 器是 称 重仪 表 中最 常 用 的 一 种 A/ D转换 形式 , 已经被大 家所熟 知 , 其实质是 测
适 合 动态仪 表 。为 了保 持优点 , 克服 缺点 , 满足动 态 仪表 的要求 , 人们 对其 进行 了改进 , 计出了多 积分 设 式 A/ D转 换器 , 使分 辨率 达到 1 2 / 0万以上 ( 当于 相 1 )采样 速率达 到 7 / . 全可 以满足动态 8位 , O次 秒 完 仪表 的要求 。