基于CS5532的高精度电子天平设计

介绍了电子天平的称量原理,设计了一款高精度电子天平。该设计利用24位A/D转换器CS5532实现称重数据采集,采用具有噪声过滤的光电检测模块和具有相位补偿功能的PID模块构建质量称量闭环调节电路。在称重数据处理中,应用均值移动滤波、漂移补偿和线性化处理技术,并设计基于虚拟仪器技术的上位机管理系统,提高了电子天平的稳定性、准确度、可操作性。实验表明:该电子天平易于操作,测量结果准确可靠,精度达到0.1 mg,线性度≤0.3 mg.     

电子天平的研究与设计

为解决因微弱信号放大而影响电子天平精度的问题,采用了高精度的A/D转换芯片ADS1230,即省去了设计模拟放大电路的麻烦,又解决了由放大环节带来的失调电压和温漂等问题.简要论述了电阻应变式称重传感器的工作原理、芯片ADS1230的特性及其应用电路的设计.进而以AVR-mega16单片机为核心设计了一款电子天平,并阐述了...     

基于PSO-LSSVM的水分仪称重传感器非线性补偿研究

水分仪称重传感器的输出与待烘干物重量存在一定的非线性关系,且烘干失重法对传感器工作环境温度影响也会造成称重传感器输出的非线性变化。在分析传统应片式传感器非线性输出的产生机理基础上,提出一种基于变异粒子群-最小二乘支持向量机(PSO-LSSVM)的新型称重传感器非线性补偿方案:首先采用噪声协方差可变的卡尔曼滤波算法对称重传感器输出数据进行滤波,减小噪声的影响;再将滤波后的数值与环境温度值作为回归参量,建立基于LSSVM算法的水分仪称重模型;利用变异PSO算法对模型进行参数寻优。实验表明,在220 g/0.001 g水分仪中采用本方法对传感器输出进行非线性补偿后,称量精度明显优于国家检定规程标准;此外,该方法满足在小训练样本条件下,具有很好的泛化性。     

基于梯度变步长LMS的电子天平抗震设计

以应变式电子天平为研究对象,在分析电子天平震动信号的频谱特性及其对天平计量性能影响的基础上,提出一种基于梯度变步长最小均方(LMS)自适应滤波器的电子天平抗震动设计方法。依据天平称量数据的震动影响来源和特点,通过与切比雪夫低通滤波、椭圆低通滤波、巴特沃斯低通滤波及滑动平均滤波等常用抗震动滤波方法进行仿真实验对比,证明梯度变步长LMS自适应滤波算法的有效性与优越性,该方法在实际天平中得到应用。实验表明,采用本方法研制的200 g/0.001 g应变片电子天平可以在普通木质实验台上准确称重,最大称重误差≤0.001 5%,且不受榔头敲击实验台等冲击性震动的影响。     

高精度桥式传感器信号调理电路设计与实现

针对桥式传感器数据采集系统中桥式传感器输出的信号微弱、噪声大,不能直接进行A/D采集的问题,为了提高数据采集系统的精度,设计了桥式传感器信号的调理电路。设计采用FPGA作为主控芯片,实现了整个调理电路的程控,并给出了电路的硬件设计;具体介绍了程控桥式传感器接口模块、程控放大模块和程控滤波模块的设计,放大增益范围为0～60 dB可调,滤波截止频率范围为0～50 kHz可调,操作方便,灵活性高,成本低,有着非常好的交流和直流性能。经仿真和实验验证,直流精度优于0.1%,能广泛应用于相关工程领域。     

粘性块状食品动态定量称重系统设计

针对解决粘性块状食品在动态定量称重中遇到的粘结问题,以及在称重中速度与精度的矛盾问题,采取了改进机械结构、电路系统优化设计、软件分阶段称重等方法来提高称重精度.机械结构使用双管螺旋喂料机加搅拌机构,特殊的称斗结构;硬件电路采用数字可编程放大器AD8555作为称重传感器微弱电信号的放大器,以便于补偿桥式传感器的失调和增益误差,同时采用32位单片微处理器LPC2134作为整个电路的处理核心,及时处理称重信息,并向执行机构发送命令;软件根据称重值采取分阶段喂料,并加入了FIR软件滤波,滤除了粗大误差信号,提高了称重精度.     

低成本传感器与A/D转换器的互连

介绍了比例输出传感器与A／D转换器之间的配合使用情况。设计了传感器测量电路，包括比例输出传感器、电流驱动电桥和惠斯通电桥。将ADC的基准电压输入和传感器输出结合在一起，节省了电压基准或电流源。该设计降低了电路整体成本，提高了温度稳定性和测量精度，降低了温漂，减少了线路板面积，消除了不理想的基准源引入的误差。     

一种带电压波动动态补偿的称重系统研究

为了消除称重传感器外部电源电压波动对称量不确定度造成的影响,对称重系统电压波动的检测和补偿方法进行了研究,分析了电阻应变片的应变效应和惠斯通电桥的测量原理,给出了称重传感器输出电压与外部电源电压之间的修正关系,提出了一种通过同步检测输出电压和外部电源电压信号动态补偿电压波动的方法,设计了基于数字信号处理器TMS320F28335以及模数转换芯片ADS1234的称重系统对所提出的方法进行了验证。研究结果表明,在外部电源电压的波动范围内,补偿后称量结果的相对误差始终小于1%,说明该方法能够用于有效提高称重系统的称量精度。     

磁敏角度传感器特性分析

设计了一种基于磁阻效应(AMR)和霍尔效应的角度传感器。论述了传感器的工作原理、电路组成及功能。传感器由磁阻芯片、霍尔芯片、放大以及滤波电路构成。通过旋转圆柱永磁体改变磁阻芯片、霍尔芯片周围磁场,引起传感器输出电压变化,进而测量旋转角度。在传感器结构设计中,对圆柱永磁体进行了磁场有限元分析,对角度传感器进行了试验标定与数据分析。测试结果表明:在0°~360°范围内,重复性误差为0.58%,迟滞误差为0.33%,综合误差为1.82%,达到了实际角度测量的要求。     

数字力平衡式测量装置研究

本文介绍一种新型力平衡式测量装置,建立它的数学模型,并研究了其主要特点。该装置以三态传感器检测机械可动部分的状态,以搜索判断方法进行反馈控制,用微机构成数字随动系统。原理实验结果和文章的分析表明,该装置仅用开关式传感器和12位D/A 转换器,就能获得2~(-16)满度值的分辨率和与之相当的精度;如果作为电子天平使用,既可避免传统的高分辨率A/D 转换和复杂的电路,又能方便地进行功能扩展。