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1、检查电量是否充足,确定电子秤电量是否充足。
2、电量不足会导致电子秤显示不准,电池没电应及时更换。
3、将电子秤水平放置在地板,站在电子秤上,身体不要左右晃动,不可用单脚或蹲立等姿势称重。
4、称重取平均值,多次测量取平均值,再用标准的电子秤多次测量取平均值,然后进行对比。
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关键词 电子秤;单片机;双孔梁;放大器;A/D转换;数码管
中图分类号TH715 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2012)77-0051-02
0 引言
在我们生活中经常都需要测量物体的重量,于是就用到称,但是随着社会的进步,科学的发展,我们对其要求操作方便,易于识别。随着计量技术和电子技术的发展,电子称向提高精度和降低成本方向发展的趋势对低成本,高性能模拟信号处理器件需求的增加,通过近年来电子称产品的发展情况及国内外市场的需求,电子称总的发展趋势是小型化,模块化,集成化,智能化。
1 电子秤发展研究现状
近几年,我国的电子称重系统从最初的机电组合型发展到现在的全电子型和数字智能型,电子称重技术逐渐从静态称重到动态称重发展,从模拟测量到数字测量发展,从单参数测量向多参数测量发展。在国际上一些发达国家在电子称重力一面,特别是在准确性和可靠性等方面有了很大的提高,国外产品的品种和结构又有创新,技术功能和应用范围不断扩大。
随着信息时代的到来在工业过程检测和称重计量与控制系统中,数字化电子称和数字称重系统的应用越来越多。作为一种计量手段,广泛应用于工农业,科研,交通,内外贸易等各个领域,而且作为工业控制系统和商业管理系统的一个组成部分,它起到了缩短作业时间,改善操作条件,降低能源和材料的消耗,提高产品质量和加强企业管理,改善经营管理等多方面的作用,称重装置的应用已经遍及到国民经济各领域,取得了显著的经济效益。
2 电子称设计方案分析
2.1 电子秤的设计要求及工作原理
系统分为三大模块:数据采集模块,控制模块,数码管显示模块。当物体放在秤盘上时,压力施给双孔梁,该双孔梁发生形变,从而使阻抗发生变化,同时使激励电压发生变化,输出电压信号通常很小,需要前端信号处理电路进行准确性的放大,输出一个变化的模拟信号。模拟信号通过A/D转换成数字信号,转换成便于处理的数字信号输出到CPU运算控制。然后由数码管显示出来。
2.2 数据采集部分的方案确定
2.2.1 传感器
现代科学技术的发展,将人类社会带入了一个信息社会,在这个信息社会,人们获取大量的信息,人们的生活主要是依靠对信息的开发、传输与处理,传感器在这个信息的处理过程中占有很重要的位置,是感知与获取信息的窗口,信息的检测与离不开传感器,所有科学研究和生产过程要获取的信息都要通过传感器转换为易传输与处理的电信号,因此传感器在加工处理信息的过程中处于十分重要的位置。
2.2.2 A/D转换部分
本次设计的电子称由于是基于STC12C5A60S2控制的,STC12C5A60S2系列单片机ADC由多路选择开关,比较器,逐次寄存器,10位DAC,转换结果寄存器(ADC_RES和ADC_RESL)以及ADC_CONTR构成。
3 电子秤硬件设计分析
3.1 基于STC12C5A60S2单片机的主控模块
单片机控制模块使用的是STC12C5A60S2,使用该芯片很容易实现对其他模块的控制。通过对单片机STC12C5A60S2写入程序,可以方便的用软件来控制整个过程。
3.2 数码管显示与传感器系统
本次设计利用数码管显示系统将测量物体的质量显示出来,七段显示器就是一种典型的编码输出实例,可显示0~9的阿拉伯数字。传感器系统将测量双孔梁发生形变通过电平传给单片机工作。
4 电子秤软件设计分析
C语言是一种通用的计算机程序设计语言,在国际上非常流行,它既可以用来编写计算机的系统程序,也可以用来编写一般的应用程序。单片机应用系统更是如此,C语言是当前最流行的程序设计语言,它像其他高级语言一样,面向用户,面向解题的过程,编程者不必熟悉具体得及损及内部结构和指令,C语言又像汇编语言一样可以对机器硬件进行操作。
5 结论
电子仪器的水平随着集成电路和计算机技术的发展而不断提高,传统的仪器被现代化智能仪器所取代是社会发展的必然结果,传感器在信息加工和处理的过程中起到的作用越来越大,因此,应该加强对传感器的开发利用,为促进电子仪器的发展提供帮助。
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摘 要:电子秤是国家强制检定计量器具,本文提出了电子秤自动检定装置的设计思路,以供计量同行参考。
关键词:电子秤;检定装置;自动
1 概述
随着电子秤使用时间的增加,其内部元器件可能出现老化,环境因素如高湿度、灰尘、一些具有腐蚀性物质的玷污等的影响,其称重计量准确性会降低,故需要定期进行检定。目前对电子秤的检定仍然以手工检定为主,不仅检定周期长,而且存在检定效率低、工作强度大、检定质量易受人为因素影响等缺点。根据JJG 1036-2008《电子天平检定规程》和JJG 539-1997《数字指示秤检定规程》,电子秤必须检定重复性、偏载、示值误差三大项,电子秤还需要检定鉴别力。其中性和重复性都要用到最大称量的砝码,其中重复性至少要用最大称量砝码加载6遍,这大大的提高了工作强度和工作量。对于量程比较大的电子秤人工的耗费是十分巨大的。因此研制电子秤自动检定装置具有非常重要的意义。
2 电子秤自动检定装置
根据国家计量检定规程JJG 1036-2008《电子天平检定规程》和JJG 539-1997《数字指示秤检定规程》规程要求,必须对电子秤进行准确度测试、零点测试、称量测试、除皮称量测试、偏载测试、鉴别力测试、重复性测试等。因此,我们设计的电子秤自动检定装置由PC机、PLC控制系统、标准砝码、摄像头、VB控制软件和电气控制机构组成,实现电子秤的各种测试,如图1所示。
2.1 标准砝码
该装置采用的标准砝码组由14个M2级砝码组成,包括2个0.1kg 准 砝 码 和 12个2.5kg标准砝码,可对30kg/10g和30kg/5g的电子秤进行检定.该标准砝码以非磁性不锈钢作为制造材料,能有效地消除砝码加卸载时产生的磁性干扰,其固定方式方便、连接简单、装卸灵活,使用过程中稳定、安全、可靠.所有砝码均根据编号定位放置,以防产生人为误差.砝码分布采用均匀分布方式.根据秤盘的大小排布标准砝码,实现不同位置的加卸载,完成电子秤的称量测试、偏载测试等相关检定项目,
2.2 PLC控制系统
该装置PLC控制器采用西门子公司的s-700系列PLC控制器,其优点为使用标准导轨进行安装,即插即用,插拔式输出几乎可以随意扩展,接线简单、可靠,而且模块的体积小,节省空间,维护费用低.PLC控制系统主要向继电器发送控制信号,使电气控制机构中的气缸运动,从而引起标准砝码加载或卸载。
2.3 电气执行机构
装置的电气控制机构由气泵、调节阀、电磁阀、继电器及气缸组成。气泵作为系统的动力源,为整个系统提供气源,就系统而言,要求气泵能够运行平稳,长时间连续工作,寿命长,噪音小,全自动控制,不会产生大振动而影响检定的结果。调节阀为调节砝码加卸载的速度电磁阀为一进二出的二位三通式,当线圈铁盒通电或断电时,阀芯在阀体内的相对位置发生改变,从而控制了气缸的运动。气缸的活塞端与设置在气缸外的挂钩的一端用螺母连接,挂钩的另一端悬挂标准砝码。利用气泵提供的气源通过导气管和调节阀向气缸提供气体,PLC输出信号控制电磁换向阀的动 作,导致气缸内部进行充放气,其内部的压力发生变化,从而气缸的活塞上下运动带动了砝码,实现砝码对电子秤的加卸载检定工作。
2.4 VB系统
控制软件采用具有功能强大的VB软件作为开发平台,建立友好的人机操作界面。通过OPC配置,实现PC与PLC的通讯.用户只需 通 过人机界面上的相关按钮便可轻松地进行检定工作,并自动生成误差曲线、数据报表、检定结果通知书或检定证书。
2.5 摄像头
摄像头是一种半导体成像器件,具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长、抗震动等优点。监控摄像机安全防范系统中,图像的生成当前主要是来自CCD摄像机,也可将存储的电荷取出使电压发生变化,具有抗震动和撞击之特性而被广泛应用。自动采集数据可用摄像头采集,该技术已经用于大尺寸测量、力学检测和硬度自动校准设备。
2.6 PC机
PC机是指可以直接发出操控命令的计算机,一般是PC/host computer/master computer/upper computer,屏幕上显示各种信号变化(液压,水位,温度等)。下位机是直接控制设备获取设备状况的计算机,一般是PLC/单片机之类的。上位机发出的命令首先给下位机,下位机再根据此命令解释成相应时序信号直接控制相应设备。下位机不时读取设备状态数据(一般为模拟量),转换成数字信号反馈给上位机。简言之如此,实际情况千差万别,但万变不离其宗:上下位机都需要编程,都有专门的开发系统。
3 结语
本文对电子秤自动检测装置的工作原理以及设计流程进行了介绍,这是一种新型的检测工具,与传统的人工检测方式相比,其不但工作效率提高了,而且检测的准确性也大大提高了。检测装置与计算机、PLC连接后,可以实现自动化运行。自动检测装置具有操作简单、运行稳定的优点,为了减少电子秤出现故障的概率,在出厂前,应对其外观形象、内部结构与构造进行检查与测试,自动检测装置花费的测量时间只有短短的几分钟,而且检验的效率较高,有利于保证电子秤的质量。
参考文献:
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关键词:电子称;单片机;便携;伸缩式
引言
目前快递员都是采用随身携带的弹簧秤来称物件,由于需要人工用手提拉物件,对于过重的物件,显得力不从心,而且由于人手臂无法长时间提拉物件,故会造成称量不准的情况发生。因此设计一款轻便且便于携带的电子秤可使快递员取快递时对物件进行精确的计量,同时还可提高快递员工作效率。
1 便携式电子称的称体结构设计
便携式电子称的称体结构布局示意图如图1所示。
便携式电子称的称体实物制作如图2所示,有机玻璃板长150mm,宽100mm,高15mm。连接螺栓采用M8。螺柱使用M3。连接玻璃板长宽均为40mm,高15mm。通过外接杜邦线延长电路板与称体的距离,便于称量大物件时显示屏不被遮挡。在电路板上接上功能按钮、单片机、显示屏等,使操作和显示集中在一起,便于使用。称重范围0~100KG。
2 系统硬件设计
2.1 单片机的选择
单片机的选择在整个系统设计中至关重要,需要满足大内存、高速率、通用性、价格便宜等要求,由于ST89C52是一个低功耗、高性能CMOS 8位单片机,本电子称选择ST89C52作为整个系统的主控芯片。
2.2 稻莶杉模块
2.2.1 称重传感器
根据本电子秤的使用情况,传感器选用电阻应变式传感器中的应变式压力传感器。应变式压力传感器是一种受力后会产生机械形变,从而使电阻发生变化,可以将压力转化为电信号的结构型传感器。选用的传感器为CC17100,可以承受较大的压力(100KG),符合本设计用于测量过重物件的设计目的。
2.2.2 A/D转换芯片
A/D转换芯片采用市面上比较成熟的HX711型号24位A/D转化器芯片。本款芯片包含了其他同类芯片没有的稳压电源、片内时钟振荡器等电路元件。并且具有良好的抗干扰性、较快的响应速度、较高的集成度。提高了电子秤的综合性能,使得电子秤在降低成本的同时更加可靠。本芯片与后端的ST89C52单片机的连接和编程都十分简单。控制信号全部由管脚进行驱动,不需要对寄存器额外编程。通道A和通道B都可以作为输入选择开关。拥有通电自动复位功能,能够简化开机初始化过程。A/D转换电路如图3所示。
2.3 系统电源电路
由于该系统中单片机及 AD 转换芯片及液晶显示器所需供电电压均为 5V,本设计采用USB供电方式,USB 接口供电方便程序调试,电源接口处加上LCD 电源指示灯,用来判定电源是否正常工作。系统电源电路设计如图4所示。
2.4 单片机控制电路
系统主控电路由STC89C52单片机及晶振电路和复位电路组成,该电路作为整个系统功能实现的核心单元,其连接方式如图5所示。
2.5 液晶显示模块
采用点阵字符型 LCD 液晶显示,液晶显示模块具有体积小、功耗低、显示内容丰富等特点,现在字符型液晶显示模块已经是单片机应用设计中最常用的信息显示器件。液晶显示接口电路如图6所示。
3 系统软件设计
本设计系统软件通过uVision keil4进行编译。keil是由Keil Software公司出品的一款能够用于在单片机上进行C语言软件开发的系统,在代码生成效率上有着巨大的优势。程序包括开机自检程序、初始化程序、按键检测程序、A/D转化程序、数据处理程序、报警程序及显示程序。
在程序编译过程中,使用模块化处理,这样可以使程序在一体化的同时,具备结构清楚、易读的优点,也便于后期的修改与调试。系统软件设计流程图如图7所示。
4 结束语
采用单片机技术与传感器技术,为快递员设计了这款便携式电子秤,称重显示信息远离称体,便于称量较大体积物件,且整体重量轻、体积小、使用简便,便于快递员携带。经实际测试表明,具有测量准确度高、可靠性高、抗干扰能力强等优点,可在快递领域推广应用。
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作者简介:顾鑫鸣(1996-),男,浙江舟山人,机电专业。
张实(1995-),男,浙江宁波人,机电专业。
张浩泽(1993-),男,浙江宁波人,机电专业。
关键词:电子秤 故障 检修方法
中图分类号:TH715.193 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)01(c)-0000-00
随着社会的发展及科技的进步,在商业贸易中电子秤的使用越来越普遍,电子秤操作简单、测量准确性高等优点在市场中被广泛认可,由于使用频次高、操作不当等原因经常会出现各种故障;本人长期从事电子秤的检定与维修工作,针对常见故障总结出排除故障的方法。
1 电子秤概述
1.1 电子秤概念
电子秤属于衡器的一种,利用胡克定律或力的杠杆平衡原理测定物体质量的工具。电子秤主要由承重系统(如秤盘、秤体)、传力转换系统(如杠杆传力系统、传感器)和示值系统(如刻度盘、电子显示仪表)3部分组成。按结构原理可分为机械秤、电子秤、机电结合秤三大类。
1.2电子秤的分类
A按原理分:电子秤 机械秤 机电结合秤
B按功能分:计数秤 计价秤 计重秤 蓝牙秤
C按用途分:工业秤 商业秤 特种秤
D按放置位置分类:
桌面秤指全称量在30Kg以下的电子秤
台秤指全称量在30-300Kg以内的电子秤
地磅指全称量在300Kg以上的电子秤
E按精确度分类:
I级:特种天平 精密度≥1/10万 基准衡器
II级:高精度天平 1/1万≤精密度
III级:中精度天平 1/1000≤精密度
IV级:普通秤 1/100≤精密度
1.3 电子秤的特点
(1) 实现自动化控制、远距离操作;反应快,效率高;
(2) 称量范围广、准确度高、分辨率强;数字显示直观、减小人为误差;
(3) 体积小,安装、校正简单,维护简单
(4) 特有功能:扣重、预扣重、归零、累计、警示等;特种行业,可接打印机或电脑驱动;
2 电子秤检查方法
(1) 首先整体检查:有无磨损和损坏;
(2) 能否开机:开机后是否从0到9依次显示、数字是否模糊、能否归零;
(3) 有无背光;
(4) 用砝码测试能否称重;
(5) 充电器是否完好,能否使用;
(6) 配件是否齐全;
3 常见故障及检修方法
3.1电子秤无法充电(充电指示灯不亮或没反应)
当遇到这种故障时,首先确定电子秤的电压切换开关是否调到与使用电源一样的电压,并确定充电线已牢固的插在电子秤上的充电座,其次是检查充电线是否完好无损,有没有外力因素而造成断路情况;再次检查保险丝是否不良;最后检查蓄电池的性状是否完好。
3.2 电子秤开机后无任何动作
遇到这种情况应该先检查电源,如果电子秤是使用干(蓄)电池,请先确认干(蓄)电池的电压是否足够,如果电压不足请更换干电池(蓄电池请充电);如果是使用ADAPTOR者,将接于电子秤的ADAPTOR输出端拔出,再将干电池装上,如果可以开机,即ADAPTOR损坏,请更换之;另外检查电子秤保险丝是否不良;检查电子秤开关或按键是否完好;如果都完好那就可能是电子组件故障。
3.3 键盘功能不起作用
这种故障首先判定是整个键盘还是个别按键不起作用,如果是整个键盘不起作用,一般原因是键盘损坏或键盘线路短路而导致的,更换整个键盘或将短路点(重点查矩阵电路上的二极管)排除,这个问题可以得到解决。如果是某个按键不起作用,则可能是按键接触不好或按键难按,只需更换按键即可,如果更换按键后还是不起作用,则为电子秤主板 CPU 有问题,需要更换 CPU。
3.4开机后,显示过载或欠载
电子秤在正常开机后显示器显示数值不归零,出现过载或欠载的故障;首先检查传感器,利用仪器检查传感器的输入阻抗应为460±4Ω,输出阻抗应为350±2.5Ω,根据检查结果判定传感器是否损坏,如果损坏需更换新的传感器,故障排除;其次检查A/D转换电路,利用万用表等仪器对A/D转换电路及周边电路进行检测,查明故障出现在那个部位,并将故障排除。
3.5线性不好,接触不良
这种情况很有可能是在电子秤生产过程中未投入使用前产生的;有时在使用过程中也可能发生这种故障。在使用过程中发生的原因可能是传感器线性不好或是一些电容电阻等器件开焊虚接、接错器件及器件性能不好。遇到这种情况时,可用万用表等仪器对所用电路进行全面检查,确保电路无任何问题后,再对电容电阻等器件进行更换排除故障。
3.6显示数值故障
这类故障多表现为数值显示不全或数值抖动。数值不全主要是后显示板与主机接插不严导致的,如果某一面不显示,可能是器件有虚焊、断裂或显示器自身问题;显示数值抖动主要是电子秤电源电压不稳或显示扫描频率不对引起的。
4 小结
电子秤在电子衡器的一种,在生产生活、科学研究、商业贸易中广泛应用。由于各种原因容易导致电子秤出现故障无法正常工作,要按照常见故障的检修方法快速准确的找出原因,排除故障。
参考文献
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