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自动检测系统设计理论和基本原则


一、开环检测系统 二、闭环检测系统
三、自动检测系统设计原则
在设计、综合和配置检测系统时,应考虑以下要求:
1、性能稳定 2、精度符合要求 3、有足够的动态响应 4、具有实时和事后数据处理能力 5、具有开放性和兼容性
基于以上要求,在设计自动检测系统时,应当遵循一系列 的原则,以保证测量精度和满足所规定的使用性能要求。
的状态的影响要小;能在较差的工作条件下工作;有较好的频
响特性;稳定可靠。
(3)测量显示和数据输出的载荷测量装置 即处理称重传感器信号的电子线路(包括放大器、模数转
换、电流源或电压源、调节器、补尝元件、保护线路等)和指 示部件(如显示、打印、数据传输和存贮器件等)。这部分习 惯上称载荷测量装置或二次仪表。在数字式的测量电路中,通 常包括前置放大、滤滤、运算、变换、计数、寄存、控制和驱 动显示等环节。
4、经济原则 要尽量采用合理的结构型式与合理的工艺要求,恰当地 进行各环节的灵敏度分配和误差分配,尽量以最少的环节、 最低的成本建立起高精度的检测系统。
5、标准化与通用性原则 为缩短研制周期,便于大批量生产和使用过程中的维修,在 设计中应尽量采用已有的标准零部件,对新设计的零部件也要 考虑到今后在其他方面可能使用的通用性问题。
度影响程度的不同和实际可能,分别对各环节提出不同的精度 要求和恰当的精度分配,做到恰到好处,这就是精度匹配原则。
3、阻抗匹配原则 测量信息的传输是靠能量流进行的,因此,设计检测系统 时的一条重要原则是要保证信息能量流最有效的传递。这个原 则是由四端网络理论导出的,亦即检测系统中两个环节之间的 输入阻抗与输出阻抗相匹配的原则。
称电子秤的秤体,一般包括接受被称物体载荷的承载器、秤桥 结构、吊挂连接部件和限位减振机构等。 (2)称重传感器
即由非电量(质量或重量)转换成电量的转换元件,它是 把支承力变换成电的或其它形式的适合于计量求值的信号所用 的一种辅助手段。
对称重传感器的基本要求是:输出电量与输入重量保持单
值对应,并有良好的线性关系;有较高的灵敏度;对被称物体
自动检测系统的设计原则
1、环节最少原则 组成自动检测系统的各个元件或单元通常称为环节。开环
检测系统的相对误差为各个环节的相对误差之和,故环节愈多, 误差放大。因此在设计检测系统时,在满足检测要求的前提下, 应尽量选用较少的环节。
2、精度匹配原则 在对检测系统进行精度分析的基础上,根据各环节对系统精
二、自动检测系统总体方案设计
在检测系统分析的基础上,明确设计目标之后, 即可进行总体方案的构思与设计。所谓总体设计, 是从总体角度出发对自动检测系统的带有全局性的 重要问题进行全面考虑、分析和设计计算。总体设 计包括系统的控制方式选择、输入输出通道及外围 设备的选择、系统结构等几个方面。
【设计思想】
方案三
前端信号处理时,选用放大、信号转换等措施,尤其在显 示方面采用具有字符图文显示功能的LCD显示器。这种方案 不仅加强了人机交换的能力,而且满足设计要求,可以显 示购物清单、所称量的物体信息等相关内容。
三、自动检测系统的硬件设计
1、微型计算机的设计(选择) 由于该系统所处的工作环境并不是恶劣的条件,而且本电 子秤的设计并不太复杂,单片机完全能实现所需功能,所以在 具体设计时,采用了第三种设计方案。
自动检测系统设计理论和基本 原则
第一节自动检测系统及设计原则
自动检测系统的首要环节就是获取原始被测量的传感器或 有关的敏感元件,实现一次变换。考虑到它们的敏感、变换原 理或特性的限制以及外界影响,一次变换后的信号通常满足不 了测量与控制的要求。因此总要经过一些中间环节进行处理, 实现信号放大、阻抗匹配、干扰抑制、滤波等功能。这样可以 按照一定的规律或方式构成开环或闭环检测系统。
系统总体设计方案比较与论证
方案一
此方案利用数码管显示物体重量,简单可行,可以采用内 部带有模数转换功能的单片机。 缺点是:不能实现外部数据的输入,无法根据实际情况灵 活地设定各种控制参数。由于数码管只能实现简单的数字 和英文字符的显示,不能显示汉字以及其他的复杂字符, 不能达到显示购物清单的要求。 电子秤的功能过于单一,达不到设计的标准。
方案二
此方案设计的电子秤,可以实现称物计价功能,但是局限于 数码管的功能,在显示时只能显示单价、购物总额以及简单 的货物代码等。在显示重量时,如果数码管没有足够的位数, 那么称量物体重量的精度必受到限制,所以此方案需要较多 的数码管接入电路中。这样在处理输入输出接口时需要另行 扩展足够多的I/O接口供数码管使用,比较麻烦。
AT89S系列单片机是继AT89C系列之后推出的功能更强 的新产品。AT89S系列与AT89C系列相比,运算速度有了较大 的提高,它的静态工作频率为0~33MHz,片内集成有双数据 指针DPTR、定时监视器(watchdog timer,又称看门狗)、低功 耗休闲状态及关电方式、关电方式下的中断恢复等诸多功能, 极大地满足了各种不同的应用要求。
物理重量
指示表数值

电子秤是利用物体的重力 作用来确定物体质量(重 量)的测量仪器
1.电子秤的基本结构
电子秤是利用物体的重力作用来确定物体质量(重量) 的测量仪器,也可用来确定与质量相关的其它量大小、参数、 或特性。不管根据什么原理制成的电子秤均由以下三部分组 成:
电子秤的基本结构
(1)承重、传力复复位系统,又
第二节 自动检测系统的设计步骤
自动检测系统设计的一般步骤包括:自动检测系 统的分析、系统总体方案的设计、系统硬件设计、 系统软件设计、系统集成等。
设计题目:电子称设计
一、自动检测系统的分析
(1)首先明确检测系统必须实现的功能和需要完成的测量任务 (2)了解设计任务所规定的性能指标。 (3)了解测量系统的使用条件和应用环境。
设计一种小型、简便、精确度高的电子平台秤,量程 20Kg,分度值为20g,它用一个显示窗口来显示所称物体的 重量。
基本功能:置零、超重报警 可选功能:去皮、标定
• 置零:在开机或称重过程中,仪表显示偏离零点且在称 重范围内,则可按[置零]键,显示零值并零点指示灯亮。 • 去皮:在称重显示状态下,按[去皮]键,则显示零值并 去皮指示灯亮;在去皮状态下,拿掉皮重物时按[去皮]键, 可以清除皮重值。 • 标定功能:为保证仪器预定精度的可靠性和合法性,仪 器必须定期校准,为用户提供一种方便的自动校准方式。
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