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
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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 。