一种新型智能电子秤的设计
一款新型智能电子秤的设计
一款新型智能电子秤的设计作者：张思卿张帆来源：《物联网技术》2019年第07期摘要：基于STC89C52RC单片机的智能电子秤的设计分为三大板块，即硬件排版、布局设计，软件编写、下载、调试及产品焊接。
基于单片机的智能电子秤是以STC89C52RC单片机为核心的控制系统，单片机内下载软件程序对焊接完成的硬件电路进行指令控制，当硬件电路中的压力传感器检测到外界压力发生变化时，新型智能电子秤模数转换芯片HX711对压力传感器收到的信号进行模数转换，之后把数字信号传送到单片机进行数据处理，数据处理完成后通过液晶进行数据的直观显示，得到称重结果。
关键词：单片机;电子秤;传感器;HX711;模数转换;液晶显示中图分类号：TP23 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2019）07-00-030 引言本产品采用软硬件结合的方法，通过向单片机内下载软件程序来控制硬件电路实现各项电子秤的功能，在电子秤的基本功能基础上扩展了时钟万年历和超重报警等新功能。
新型电子秤称重系统可分为单片机最小工作系统、数据采集处理系统、人机交互界面操作系统、时钟万年历及超重报警系统等五部分[1]。
STC89C52RC单片机和经典复位电路组成了单片机的最小系统;信号放大、称重传感器和模数转换组成了数据采集部分，模数转换和信号放大功能则通过HX711芯片实现，HX711是一款专为高精度电子秤而设计的24位A模数转换器芯片，该芯片具有集成度高、响应速度快、抗干扰性强等特点;电子秤的人机交互操作界面通过手动矩阵键盘输入和数据液晶显示完成，即键盘输入单价，液晶显示屏显示称重数据;时钟模块由时钟芯片DS1302和时钟显示电路构成;LCD1602显示器可以切换显示时钟万年历;蜂鸣器具有报警功能，当称重物体超过5 kg时，蜂鸣器自动报警[2]。
1 系统总体设计电子秤是通过压力传感器检测物体的重量，经过信号转换和单片机的信息处理后，再控制硬件电路显示结果的电子衡器。
一种新型智能电子秤的设计
一种新型智能电子秤的设计杨纪明 吴军辉西安交通大学 西安:710049 摘 要 本文给出了一种新型智能电子秤的设计方案。
该系统以单片机作为中心控制单元,采用V F型模数转换、锁相倍频、非线性校正和数字滤波等技术。
关键词 电子秤 单片机 非线性校正 数字滤波Abstract T h is p ap er p resen ts a new design fo r the in telligen t electron ic scale.T he m icro2 con tro ller w as u sed as the cen tral con tro l un it in the system,the techn iques of V F conversi on, PPL m u lti p lex frequency,non-linear co rrecti on and digital filter w ere em p loyed.Keywords E lectron ic scale M icrocon tro ller N on linear co rrecti on D igital filter1 引言 随着科技的进步,对电子秤的要求也越来越高。
影响其精度的因素主要有:机械结构、传感器和数显仪表。
在机械结构方面,因材料结构强度和刚度的限制,会使力的传递出现误差,而传感器输出特性存在非线性,加上信号放大、模数转换等环节存在的非线性,使得整个系统的非线性误差变得不容忽视,因此,在高精度的称重场合,迫切需要电子秤能在线自动校正系统的非线性。
此外,为了保证准确、稳定地显示,仪器内部分辨率(主要是ADC的分辨率)一般要比外部显示分辨率高4倍以上,这就要求所采用的ADC具有足够的转换位数,而采用高精度的ADC,自然增加了系统的成本。
基于电子秤的现状,本文提出了一种用单片机控制的高精度智能电子秤设计方案。
基于MSP430的智能电子秤设计
基于MSP430的智能电子秤设计一、引言二、设计原理智能电子秤的设计原理主要基于电阻应变式传感器和单片机的控制与处理。
电阻应变式传感器将物体的重量转化为电信号，通过放大、滤波等电路处理后，输入到MSP430 单片机进行A/D 转换和数据处理。
MSP430 单片机根据预设的算法和程序，计算出物体的重量，并将结果显示在液晶显示屏上。
三、硬件组成1、传感器模块电阻应变式传感器：选用高精度的电阻应变式传感器，其灵敏度和线性度较好，能够准确地将重量转化为电信号。
信号调理电路：包括放大电路、滤波电路和稳压电路，用于对传感器输出的微弱电信号进行放大、滤波和稳压处理，以提高信号的质量和稳定性。
2、单片机模块MSP430 单片机：选用低功耗、高性能的 MSP430 单片机作为核心控制器，其具有丰富的片内资源和强大的运算能力，能够满足智能电子秤的控制和处理需求。
时钟电路：为单片机提供准确的时钟信号，保证其工作的稳定性和准确性。
复位电路：用于单片机的复位操作，确保系统在异常情况下能够正常启动。
3、显示模块液晶显示屏：选用液晶显示屏作为显示器件，能够清晰地显示物体的重量、单价、总价等信息。
驱动电路：用于驱动液晶显示屏的工作，将单片机输出的显示数据转换为液晶显示屏能够识别的信号。
4、按键模块功能按键：设置了去皮、清零、设置单价等功能按键，方便用户进行操作。
按键扫描电路：用于检测按键的按下状态，并将按键信息传输给单片机进行处理。
5、存储模块EEPROM 存储器：用于存储电子秤的校准参数、单价等信息，保证数据在掉电情况下不丢失。
6、通信模块蓝牙模块：可选配蓝牙模块，实现电子秤与手机、电脑等设备的无线通信，方便数据的传输和管理。
四、软件实现1、主程序流程系统初始化：包括单片机的初始化、传感器的初始化、显示模块的初始化等。
按键扫描：实时检测按键的按下状态，并执行相应的操作。
A/D 转换：对传感器输出的模拟信号进行 A/D 转换，得到数字信号。
基于单片机的实用电子秤设计
基于单片机的实用电子秤设计一、硬件设计1、传感器选择电子秤的核心部件之一是称重传感器。
常见的称重传感器有电阻应变式、电容式等。
在本设计中，我们选用电阻应变式传感器，其原理是当物体的重量作用在传感器上时，传感器内部的电阻应变片会发生形变，从而导致电阻值的变化。
通过测量电阻值的变化，就可以计算出物体的重量。
2、信号放大与调理传感器输出的信号通常比较微弱，需要经过放大和调理才能被单片机处理。
我们使用高精度的仪表放大器对传感器输出的信号进行放大，并通过滤波电路去除噪声干扰，以提高测量的准确性。
3、单片机选型单片机是整个电子秤系统的控制核心。
考虑到性能、成本和开发难度等因素，我们选用 STM32 系列单片机。
STM32 系列单片机具有丰富的外设资源、较高的运算速度和良好的稳定性，能够满足电子秤的设计需求。
4、显示模块为了直观地显示测量结果，我们选用液晶显示屏（LCD）作为显示模块。
LCD 显示屏具有功耗低、显示清晰、视角广等优点。
通过单片机的控制，可以在 LCD 显示屏上实时显示物体的重量、单位等信息。
5、按键模块为了实现电子秤的功能设置，如单位切换、去皮、清零等，我们设计了按键模块。
按键模块通过与单片机的连接，将用户的操作指令传递给单片机进行处理。
6、电源模块电源模块为整个电子秤系统提供稳定的电源。
我们使用线性稳压器将输入的电源电压转换为适合各个模块工作的电压，以确保系统的正常运行。
二、软件算法1、重量计算算法根据传感器的特性和放大调理电路的参数，我们可以建立重量与传感器输出信号之间的数学模型。
通过对传感器输出信号的采集和处理，利用数学模型计算出物体的实际重量。
2、滤波算法为了消除测量过程中的噪声干扰，提高测量的稳定性和准确性，我们采用数字滤波算法对采集到的信号进行处理。
常见的数字滤波算法有中值滤波、均值滤波等。
在本设计中，我们选用中值滤波算法，其原理是对连续采集的若干个数据进行排序，取中间值作为滤波后的结果。
基于单片机的智能电子秤设计
基于单片机的智能电子秤设计随着科技的不断发展，智能化和自动化已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
在众多领域中，智能电子秤的设计与应用也越来越受到。
本文将介绍一种基于单片机的智能电子秤设计方案，该设计具有高精度、低成本、易于实现等优点，具有一定的实用价值。
一、概述智能电子秤是一种能够自动测量物体重量的设备，广泛应用于超市、菜市场等场所。
与传统的机械秤相比，智能电子秤具有测量精度高、使用方便、易于维护等优点。
而基于单片机的智能电子秤设计，更是将智能化和自动化技术融入到电子秤中，提高了设备的性能和可靠性。
二、设计原理基于单片机的智能电子秤设计主要是利用单片机的控制和数据处理能力，实现对物体重量的准确测量。
其核心部件为压力传感器和单片机。
压力传感器负责采集物体的重量信号，并将信号传输给单片机；单片机则对信号进行处理、分析和存储，同时控制显示屏显示物体的重量。
三、硬件设计1、单片机选择单片机是智能电子秤的核心部件，负责控制整个系统的运行。
本设计选用AT89C51单片机，该单片机具有低功耗、高性能、易于编程等优点，能够满足智能电子秤的设计要求。
2、压力传感器选择压力传感器是智能电子秤的重要组成部件，负责采集物体的重量信号。
本设计选用电阻应变式压力传感器，该传感器具有测量精度高、稳定性好、抗干扰能力强等优点。
3、显示模块选择显示模块负责将物体的重量信息呈现给用户。
本设计选用LED显示屏，该显示屏具有亮度高、视角广、寿命长等优点。
4、电源模块选择电源模块为整个系统提供稳定的电源，保证系统的正常运行。
本设计选用线性稳压电源，该电源具有输出电压稳定、纹波小、安全性高等优点。
四、软件设计软件设计是智能电子秤的关键部分之一，直接影响设备的性能和可靠性。
本设计的软件部分采用C语言编写，主要包括数据采集、数据处理、数据显示等模块。
具体流程如下：1、开机后，系统进行初始化操作；2、压力传感器采集物体的重量信号；3、单片机对采集到的信号进行处理和分析；4、单片机将处理后的数据存储到存储器中；5、单片机控制LED显示屏显示物体的重量信息；6、系统继续等待下一次测量。
基于单片机的智能电子秤控制系统的设计
基于单片机的智能电子秤控制系统的设计智能电子秤控制系统是一种集成数字电子技术、传感技术、自动控制技术于一体的高精度、高可靠性的电子秤系统。
本文将介绍基于单片机的智能电子秤控制系统的设计原理及实现方法。
一、系统设计原理基于单片机的智能电子秤控制系统主要由称重传感器、AD转换模块、单片机、LCD显示模块和通信接口模块等组成。
其工作原理如下：1. 称重传感器智能电子秤的核心部件是称重传感器，用于将物体的重量转换为电信号。
常用的称重传感器有应变式、电阻式、电容式等。
它们能够根据物体的质量变化而改变输出电信号，作为下一步处理的输入信号。
2. AD转换模块AD转换模块用于将模拟信号转换为数字信号，通过单片机进行处理。
通过AD转换模块，可以将称重传感器输出的模拟信号转换为单片机可以理解的数据，为后续的数据处理提供基础。
3. 单片机单片机是整个智能控制系统的核心，负责接收AD转换模块的信号，并进行数据处理，并通过LCD显示模块将结果实时显示出来。
同时，单片机还可以通过通信模块与其他设备进行数据交互。
4. LCD显示模块LCD显示模块用于将称重结果以数字形式显示出来，提供直观的测量结果给用户。
5. 通信接口模块通信接口模块允许智能电子秤与其他设备进行数据交互，如与计算机进行连接，实现数据的上传和下载。
二、系统设计方法基于单片机的智能电子秤控制系统的设计可以按照以下步骤进行：1. 硬件设计根据系统的功能需求，选择适当的称重传感器和AD转换模块，并通过电路设计将其与单片机和LCD显示模块进行连接。
此外，根据实际需求选择合适的通信接口模块。
2. 软件设计编写单片机的控制程序，包括AD转换的初始化和读取、数据处理、LCD显示等功能。
根据实际需求，可以添加一些额外的功能，如单位选择、重量校准等。
3. 系统测试将硬件和软件进行组装后，进行系统测试。
通过放置不同重量的物体进行秤量，检查显示结果的准确性和稳定性。
同时，测试通信功能是否正常工作。
智能电子秤的设计毕业设计
摘 要要智能电子秤是将检测与转换技术、计算机技术、信息处理、数字技术等技术综合一体的现代新型称重仪器。
它与我们日常生活紧密结合成为一种方便、快捷、称量精确的工具，广泛应用于商业、工厂生厂、集贸市场、超市、大型商场、及零售业等公共场所的信息显示和重量计算。
智能电子称主要以单片机作为中心控制单元，通过称重传感器进行模数转换单元，在配以键盘、显示电路及强大软件来组成。
该电子称不但计量准确、快速方便，更重要的自动称重、计价功能外，还能自动计算，数字显示，受到广大用户欢迎。
智能电子称由于携带方便，使用简单，对人们生活的影响越来越大。
本系统是针对是电子称的自动称重、自动计价、数据处理进行研究的。
为了阐明用单片机是如何对采样数据进行处理，对数据的采集和转换、计算问题进行了研究。
讨论了单片机控制系统中关键的中断、计算问题，结果表明通过软件设计实现更完善。
本文在给出智能电子称硬件设计的基础上，详细分析了电子称的软件控制方法。
由于单片机控制的电子称结构简单，成本低廉，深受人们的喜爱，本文将对此进行详细讨论。
关键词电子秤；单片机；A/D转换；称重传感器AbstractIntelligent electronic balance values detection and the modern new-type names of technical comprehensive one body such as conversion technical, computer technology, message handling and digital technology instrument. Its and our close combination of daily life becomes a kind of convenient, shortcut, weighing accurate tool , is applied extensively in commercial, factory raw factory , gathers trade market, supermarket and large scale market , the message of the etc. public place of retail trade shows and weight calculation.Intelligent electronic name passes through name mainly with single flat machine as central control unit, value sensor to carry out modulus conversion unit , it is matching with keyboard , show circuit and powerful software to form. It is accurate that this electron claims to not only measure , fast convenience, more important automatic name may still realize besides heavy, valuation function to remove the peel , completely / hair turns , calculate voluntarily, figure shows , is welcomed by masses of user. Intelligent electronic name since carry convenience, it is more and more big to use the simple influence for that people live.This system aims at is the automatic name of electronic name heavy, automatic valuation and data handling carry out research. To expound to use single flat machine , it is to how to carry out handling for sampling data , is for the collection of data and conversion and calculation problem has studied. Have discussed the suspension of the key in single flat machine control system , calculate problem , show as a result that through software design, realization is perfected more. This text is weighing the foundation of hardware design to intelligent electron , has analysed the software control method of electronic name in detail. Since the electron of single flat machine control weighs structure, is simple, cost is cheap, receive deeply people like , this text will carry out detailed discussion for this.KeywordsIntelligence electronic weighing ; MCU;A/D converter;weighing sensor ;目 录要 (I)摘 要Abstract (II)绪论 (1)1. 智能电子秤系统的概况 (2)1.1 电子秤的发展史 (2)1.2 智能电子秤应用范围 (2)1.3智能电子秤的研究动态 (2)2.智能电子秤的工作原理 (4)2.1 智能电子秤性能及技术要求 (4)2.2 工作原理 (4)2.3 基本结构 (4)3 智能电子秤的硬件设计 (5)3.1信号采集电路 (5)3.2 单片机控制系统 (7)3.3键盘显示接口电路 (10)4 智能电子秤的软件设计 (13)4.1主程序设计 (13)4.1.1主程序设计思路 (13)4.1.2 主程序工作原理 (14)4.1.3 主程序流程框图 (15)4.2系统初始化 (16)4.2.1 AT89C52的初始化 (16)4.2.2 8279的初始化 (18)4.2.3 ICL7109的初始化 (18)4.3 A/D转换结果处理程序 (18)4.3.1 A/D转换过程 (18)4.3.2采样数据处理 (19)4.4 键盘与显示处理程序 (19)4.4.2 键盘模块 (20)4.5数据处理程序 (23)4.5.1 重量输出 (23)4.5.2 置零 (23)5机械部分 (25)5.1设计原理 (25)5.2各个零部件的作用 (27)结 论 (28)致 谢 (30)参考文献 (31)附录一 系统主程序 (32)绪论随着科学技术和经济的发展，出售商品品种的增加，需要称量物品的设备也需要更新换代，人们对称重装置的要求也越，电子称重装置推广，从而进入到传感器，电子学和微处理机领域、使得称重装置变成为电子仪器。
一种高精度便携式电子秤的设计
一种高精度便携式电子秤的设计
电子秤与传统机械秤比较，其技术性能趋向精度高、速率快、稳定性好、使用简便；其功能趋向智能化，应用性能趋向于综合性。
目前，在商业贸易中使用的传统台式电子秤，存在较大的局限性，精度低、体积大、携带不便、应用场所受到制约。
为了解决这些问题，本文运用传感器技术，计算机技术结合数据处理技术，设计一款便携式电子秤一体的新型智能计量设备。
1、系统硬件设计
系统在充分考虑实用性性价比和性价比的前提下，完成了电子称的方案设计，按照功能分为为个部分：控制器部分、测量部分、数据显示部分、键盘部分和电路电源部分，总体方案框图如图1所示。
系统重量检测部分是利用称重传感器检测压力信号，得到微弱的电压信号，而后经处理电路（如滤波电路，差动放大电路）处理后，送单片机中的A/D转换器，将模拟量转化为数字量输出，控制器接受来自A/D转换器输出的数字信号，经过运算，将数字信号转换为物体的实际质量信号，并将其送到显示单元中。
图1 系统总体方案
1.1、数据采集模块。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一种新型智能电子秤的设计杨纪明 吴军辉西安交通大学 西安:710049 摘 要 本文给出了一种新型智能电子秤的设计方案。
该系统以单片机作为中心控制单元,采用V F型模数转换、锁相倍频、非线性校正和数字滤波等技术。
关键词 电子秤 单片机 非线性校正 数字滤波Abstract T h is p ap er p resen ts a new design fo r the in telligen t electron ic scale.T he m icro2 con tro ller w as u sed as the cen tral con tro l un it in the system,the techn iques of V F conversi on, PPL m u lti p lex frequency,non-linear co rrecti on and digital filter w ere em p loyed.Keywords E lectron ic scale M icrocon tro ller N on linear co rrecti on D igital filter1 引言 随着科技的进步,对电子秤的要求也越来越高。
影响其精度的因素主要有:机械结构、传感器和数显仪表。
在机械结构方面,因材料结构强度和刚度的限制,会使力的传递出现误差,而传感器输出特性存在非线性,加上信号放大、模数转换等环节存在的非线性,使得整个系统的非线性误差变得不容忽视,因此,在高精度的称重场合,迫切需要电子秤能在线自动校正系统的非线性。
此外,为了保证准确、稳定地显示,仪器内部分辨率(主要是ADC的分辨率)一般要比外部显示分辨率高4倍以上,这就要求所采用的ADC具有足够的转换位数,而采用高精度的ADC,自然增加了系统的成本。
基于电子秤的现状,本文提出了一种用单片机控制的高精度智能电子秤设计方案。
通过实时地对系统的非线性进行补偿,使测量精度得到了大大提高,由于采用数字滤波技术,使稳态测量的稳定性和动态测量的跟随性都相当好,根据该方案设计的电子秤已成功地用于航空发动机推力(范围为0～150kN)的测试,并取得了令人满意的效果。
2 硬件结构及工作原理 硬件结构如图2-1所示,称重传感器输出信号(0～200mV)经放大和模数转换后,由单片机进行数据采集,然后通过软件完成非线性校正、数字滤波和归一运算等处理,最后将测量结果送L ED显示器显示。
整个测量系统以单片机A T89C51为中心控制单元,A T89C51内含完整的多通道定时器 计数器和响应迅速的中断系统,并且具有4K字节的电可擦写程序存储器和接口方便的I O口。
设计提出的高分辨率V F型模数转换和非线性校正都是在单片机控制下完成的。
211 V F型模数转换在本系统中,采用集成芯片V FC320实现模数转换,V F320为精密电压 频率转换器,当选择10kH z满度输出时(输入电压范围:0～10V),线性度可达01005%。
由于是频率输出,运用锁相倍频电路来提高分辨率,在设计中,倍频系数取20,因此锁相环电路输出的频率范围是0～200kH z。
频率的测量由单片机的内部计数器T0完成,其计数闸门时间为0125S,闸门脉冲由时基电路产生,并通过外中断I N T0对计数器实施控制。
T0为16位计数器,计数范围是0～65535,对于满度为200kH z的频率输入,在闸门时间内的计数值为50000,根据T0的计数值,经线性校正、数字滤波、归一运算后,便可得到测量结果。
对于单片机A T89C51,当时钟振荡频率为12M H z时,T0的最大输入频率为500kH z。
如果在给定的闸门时间内计数脉冲数超过65535,可利用・45・工业仪表与自动化装置 1999年第1期计数器T 0的计数值和溢出(中断)次数来测量输入的频率,因此,此V F 型ADC 可以达到很高的分辨率。
图2-1 电子秤硬件结构图212 系统的非线性校正及实现测量系统各环节(机械结构、传感器、数显仪表)所造成的综合误差,最终反映在作用于传感器的实际被测量与仪器的显示值之间的差别上,我们将这种差别归结为整个系统的非线性误差。
系统的非线性,可通过对系统的校准来获取。
设校准时施加给传感器的(标准)作用力为S (i ),对应的仪器测量显示结果为M (i )(i 为不同的校准点),根据数组S (i )和M (i ),通过数值拟合,可以得到二者之间的关系式,即校正函数:S =f (M )由于系统的误差是系统各环节共同作用的结果,产生误差的原因比较复杂,校正函数很可能有多个拐点,为保证校正函数的拟合精度,采用分段最小二乘抛物线拟合法。
分段的原则是:每个段内的曲线只允许有一个拐点,同时记录各段两端的测量值M j m in 和M j m ax (j 为分段号)。
然后求出各段的最小二乘拟合多项式:S j =C j 0+C j 1M +C j 2M2(2-1)为了保证拟合精度,拟合多项式的系数用3字节浮点数表示。
仪器工作时,根据测量值M 的大小,自动地取出对应的拟合系数,由式(2-1)计算出校正后的测量结果。
213 数据显示电路显示电路采用单片串行输入L ED 驱动器M A X 7219,该器件与单片机接口简单,仅需3根I O 线,而且编程容易,显示方式灵活,其输入数据既可采用BCD 码方式,又可采用非编码的7段数码方式。
M A X 7219的应用大大简化了硬件电路。
3 软件设计 系统软件包括主程序和中断子程序。
主程序的功能是完成系统初始化,包括设置堆栈指针、分配内存空间、设置中断控制字以及设定计数器 定时器的工作方式等,主程序结构如图3-1所示。
为了使各环节硬件电路的输出在测量前达到稳定阶段,从而确保所测得的空载(零点)T 0计数值的正确性,仪器上电时设置了5秒软件延时,在这段时间里,同时进行系统的自检。
中断子程序包括I N T 0和I N T 1服务程序。
数据的采集、非线性拟合、数字滤波及显示控制都由・55・1999年第1期 工业仪表与自动化装置I N T 0中断程序完成;I N T 1中断服务程序的功能是键盘管理,包括响应键盘输入、键值分析和键功能的处理等。
图3-1 主程序流程图 下面重点介绍I N T 0中断服务程序的结构原理,其程序流程图如图3-2所示。
此中断每0125秒产生一次,程序进入中断后,首先是读出计数器T 0的内容,紧接着进行数字滤波处理,然后完成非线性校正、归一运算及数据的显示。
为了增加稳态测量显示的稳定性,同时又能快速地跟踪施加于传感器的作用力的变化,软件采用了改进的滑动平均值滤波方法。
所谓滑动平均值滤波,是在单片机内RAM 中开辟一个数据暂存区,待滤波的数据以环形队列结构的方式存入该数据区,即每新采集一个数据便存入暂存区,同时去掉一个最早存入的数据,然后对数据区的数据进行平均运算。
由于队列中始终保持着最近的数据,因而计算结果也反映了待测参数的最新值。
改进的滑动平均值滤波,不是每次测量都作平均处理,是否作平均运算取决于本次计数值与上次平均值的差值 M -M 。
若差值小于门限值T (T 的大小根据测量范围和测量的随机误差的大小来综合确定),说明当前处于稳定测量状态,为了稳定、准确的测量和显示测量结果,进行滑动平均值滤波;若差值大于T ,则认为处于动态或过滤态测量状态,为了实时跟踪输入的变化,不作平均值处理,直接以本次计数值来计算测量结果,并用该值刷新滤波队列的所有单元。
与滑动平均值滤波相比,改进的滑动平均值滤波在保证了稳态测量精度的同时,大大增加了过滤态测量的跟随性。
图3-2 TN T 0中断程序流程图 数字滤波处理结束后,软件根据平均值M 的大小选择相应的校正系数,计算校正后的测量值。
为了保证运算精度,拟合多项式采用浮点运算。
在称重测量系统中,往往有一个机械预紧力作用于传感器,因此,空载时传感器有一个“零点”电压输出。
在实际测量时,要扣除此“零点”值。
此外,为了使测量显示值与实际值相同,需进行归一运算。
(下转第46页)平衡容器的安装高度L应与仪表的最大量程一致。
即∃P m ax=lr e′+(L-l)r3′-L r e″代入式(4-1),即得平衡容器的安装高度。
L=∃P m ax-H0(l-∃r″1∃r′1)(r′e-r′3)∃r″1∃r′1(r′e-r′3)+(r′3-r′e)当水位偏离H0时,平衡容器产生的差压∃1:∃P=∃P0 (r′1-r″1)∃H(4-5)∃P0——水位为H0时差压值∃H——水位偏离H0之值从以上的分析中可知,不管用何种平衡容器测量汽包液位,只要汽包的工况偏离额定工况都起不到很好的补偿作用。
随着计算机和智能仪表的使用,只有动态补偿才能使汽包水位与压差一一对应。
5 平衡容器的安装511 标高的确定 如果仪表显示以刻度盘中心作为水位零点则:单室平衡容器:安装水位线(取压孔内径的下缘线)与汽包的正常水位线+仪表正向最大刻度值。
双室平衡容器:安装水位线(正、负取压孔间的平分线)与汽包的正常水位线一致。
蒸汽补偿式平衡器:安装水位线(正压恒位水槽的最高点)比负压侧高出L值。
如果仪表显示刻度盘以零点作为水位零点则:单室平衡容器:安装水位线比汽包零水位线高出仪表的整个刻度值。
双室平衡容器:安装水位线比汽包零水位线高出仪表刻度值的1 2。
512 平衡容器与汽包之间的连接管应尽可能短,且不得有影响介质正常流通的元件,连接管上的一次阀门应水平安装。
513 蒸汽罩补偿式平衡容器的排水管,应单独引至锅炉下降管,该下水管不得与其它下降管共用,且不要保温。
在平衡容器和下降管两侧应设有一次阀门,在接至下降水管前的前段须加膨胀弯。
正负压引出管,应在水平引出超过1米后,再向下敷设,保证两管的温度梯度一致。
514 平衡容器必须垂直安装,为使平衡容器内蒸汽凝结加快,其上部一般不要保温。
515 差压计算实例:设汽包压力为P=7184M Pa,饱和温度为294147℃。
r′1=725kg m3,r″1=4116kg m3,r3=991kg m3 L=627mm l=245mm H0=320mm代入式(4-1)得∃P0=(245×725+(627-245)×991-(320×725+(627-320)×4116)×918×10-6=31052kPa 说明汽包在“零水位线”时,差压∃10= 31052kPa根据式(4-5) ∃P=∃P0 ∃H(r′1-r″1)则:∃P=∃P0 ∃H(725-4116)×918×10-6=∃P0 ∃H×0100669如果水位校验范围为∃H=±320mm则相应压差:当高水位时:H h=+320mm ∃P h=31052-320×010069=019112kPa当低水位时:H1=-320mm ∃P1=31052+ 320×010069=511928kPa可见当汽包水位变化640mm时,差压变化为511928-019112=4128kPa,当校验差压变送器时,它的量程应是汽包水位变化的(r′1-r″1)倍。