一种装载机智能称重仪系统技术方案

一种装载机智能称重仪系统，主要由传感器、滤波放大电路、A/D转换电路、定高控制系统电路、单片机系统、数字显示装置及打印接口等组成。该控制系统采用压力传感器测量举升臂液压压力，通过比例关系来确定举升物的重量，以AT89S51作为核心处理器，通过自动定高测试系统启动数据采集。该控制系统具有较高的抗干扰能力，可在恶劣环境中稳定可靠地工作具有较高的称重精度，误差控制在±0.5%范围以内；结构简单，使用寿命长；电路部分的设计具有通用性，更加符合现场测试与升级的需要。

【技术实现步骤摘要】
一种装载机智能称重仪系统所属
本专利技术涉及一种装载机智能称重仪系统，适用于机械领域。
技术介绍
随着称重技术的不断发展，人们对称重装置的测量精度和自动化程度提出了越来越高的要求。装载机是一种用途较广的铲运、施工机械，传统的机械式称重仪在实际应用中不仅称重过程复杂，不能够保证精度，而且不具有自动去皮、累加和超载报警等功能，给称重过程带来一定的难度!比如在铁路散料装车过程中，多装会造成供应商的经济损失和超载运输；少装则会损害客户利益，降低运输效能。随着列车的提速，铁路运输部门对货物的计量精度提出了更高的要求，因此要为装载机配备精确的称重装置。基于单片机的装载机智能称重仪与装载机设备配合使用，可以有效防止货车超载以及铁路行车事故发生，同时也保证了客户的利益不受损害。目前国内外有许多称重装置采用微机进行信号转换和数据处理，但设备庞大，结构复杂且成本高，需要专人操纵与维护。
技术实现思路
本专利技术提出了一种装载机智能称重仪系统，采用压力传感器测量举升臂液压压力，通过比例关系来确定举升物的重量，以AT89S51作为核心处理器，通过自动定高测试系统启动数据采集。本专利技术所采用的技术方案是。所述装载机智能称重仪的系统主要由传感器、滤波放大电路、A/D转换电路、定高控制系统电路、单片机系统、数字显示装置及打印接口等组成。总体方案采用了当今最先进的单片微型计算机技术，具有多功能化、智能化等特点。所述装载机智能称重仪主控系统以油压为介质，用电阻应变式油压传感器采集相应的货物重量信，再经单片微型计算机系统进行数据处理，将每斗货物去皮后的重量及其累加重量在LED屏上分时显示出来。传感器输出的电信号经过阻容滤波和运算放大器放大之后，再经双积分A/D转换，通过光电稠合器送入单片机，单片机进行数据处理（修正、去皮、累加、报警等），每斗净重显示2秒后，进入总重量显示。总重量显示由吨位开关和称零头开关控制(这是为了满足铁路货车皮有SOT,60T,61T,63T四种车型的满吨位报警设置)。最后一斗为了补满载重吨位，可边倒出边称重。系统为了提高抗干扰能力采用了三级阻容滤波技术；为了确保电源的稳定性采用了串联式多级稳压技术和逆变电源技术。所述控制系统选用霍尔方向鉴别器，电磁铁固定于装载机设定位置处，霍尔方向鉴别器固定于举升臂。右虚线框图中的霍尔方向鉴别器是由霍尔开关集成电路、“与非门”集成电路(T066二输入端四与非门)和D触发器(T076）组成。当举升臂没有达到设定高度时，即霍尔开关集成电路靠近电磁铁时，D触发器输出的是低平信号；在举升臂上升的过程中，霍尔开关集成电路H1先与电磁铁靠近，此时D触发器的D端接收到一个高电平触发信号，此后当霍尔开关集成电路H2与电磁铁靠近时，D触发器的CP端才接受到一个高电平信号，此时D触发器输出端Q由低电平转换成高电平。而且在H1，H2通过两块电磁铁时，只要运动的方向不变，D触发器得Q端保持高电平不变。此正脉冲作为定高信号传送给单片机控制器，单片机立即进行数据采集。本专利技术的有益效果是：该控制系统具有较高的抗干扰能力，可在恶劣环境中稳定可靠地工作具有较高的称重精度，误差控制在±0.5%范围以内；结构简单，使用寿命长；电路部分的设计具有通用性，更加符合现场测试与升级的需要。附图说明图1是本专利技术的装载机智能称重仪的系统结构。图2是本专利技术的定高控制电路。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。如图1，装载机智能称重仪的系统主要由传感器、滤波放大电路、A/D转换电路、定高控制系统电路、单片机系统、数字显示装置及打印接口等组成。总体方案采用了当今最先进的单片微型计算机技术，具有多功能化、智能化等特点。装载机智能称重仪主控系统以油压为介质，用电阻应变式油压传感器采集相应的货物重量信，再经单片微型计算机系统进行数据处理，将每斗货物去皮后的重量及其累加重量在LED屏上分时显示出来。传感器输出的电信号经过阻容滤波和运算放大器放大之后，再经双积分A/D转换，通过光电稠合器送入单片机，单片机进行数据处理（修正、去皮、累加、报警等），每斗净重显示2秒后，进入总重量显示。总重量显示由吨位开关和称零头开关控制(这是为了满足铁路货车皮有SOT,60T,61T,63T四种车型的满吨位报警设置)。最后一斗为了补满载重吨位，可边倒出边称重。系统为了提高抗干扰能力采用了三级阻容滤波技术；为了确保电源的稳定性采用了串联式多级稳压技术和逆变电源技术。在设计的过程中采用模块化设计思路，将整个仪器分为以下几个部分进行分析和设计。（1）传感器的选择。电阻应变式压力传感器是检测机构的重要部件，选用时根据稳定性、精度、灵敏度和寿命等指标进行选择，并要求具有耐腐蚀、抗振动、抗冲击性好等特点。电阻应变式传感器是在一定形式的弹胜元件上粘贴或用其他的方法安装电阻应变敏感元件。力学量作用在弹胜元件上使弹性元件产生相应的微变形，根据电阴命亦敏感元件的应变电阻效应，弹元件的变形量促使其上的电阻应变敏感元件阻值随之发生变化，变换电路将这一阻值变化转换成电压变化输出，电压变化量的大小反映了被测力学量的大小。综合分析装载机工作时的系统油压、最大举重以及系统的油温和防油污染等因素，适合选用20Mpa，温度为0℃~100℃防油的应变式油压传感器。(2)信号处理。电阻应变式传感器的输出电压信号都很微弱，一般最大只有20mV左右，不仅传输难，而且远远满足不了A/D转换的电平要求，要把这样的信号进一步放大、传输，同时又要满足精度与信噪比高、共模抑制能力强、漂移低和稳定可靠等要求。一般放大器输入信号在0~15mV，输出信号电压。-5V，这就要求运放应具有200~500的电压放大倍数。这里采用1CL7650运放，该芯片具有低的输入失调电压，较低的输入偏值电流，极高的电压增益和电压抑制比，单电压3~18V，电流2~4mA，输入电压范围较宽。设计中选用了经典的三运放组成的测量放大器电路结构，这种结构，可使两只放大器的共模增益、失调及漂移产生的误差电压有互相抵消的作用，不需要精密匹配电阻，而且能差动输入，其共模抑制比很高。(3)模/数转换。A/D转换包括采样、量化、编码三个阶段，其分类方法很多，按转换方式可分为直接法和间接法两种。实际应用中一般选用逐次比较型和双积分型，前者属于直接法，后者属于间接法。比较而言，双积分型具有电路简单，价格低廉，线性程度好，精度高，稳定性好，抗干扰(特别是噪声)能力强等特点，交换时间长(一般在几微秒至几百微秒之间)。因此选用双积分型A/D转换电路，具体芯片型号选用1CL7135。单片机ICL7135转换后的离散数字信号储存在单片机片内RAM中。(4)单片机接口设计。单片机系统目前得到广泛应用的是MCS-51系统，芯片的选择主要由参与运算的数据位数长短和输入输出口的要求所决定。通过执行程序主要完成下列工作：识别输入信号转换后的数值并进行修正和补偿，识别不同型号车皮的吨位，记录装置的初始值(皮重)，将每斗数据运算后送至显示器显示，将累计重量与车皮吨位进行比较并显示，满载打印；用于日后查询的数据保存于AT24C02串行EEPROM中，AT24C02不仅占用很少的资源和I/O线，而且体积大大缩小，同时具有工作电源宽、抗干扰能力强、功耗低、数据不易丢失和支持在线编本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装载机智能称重仪系统，其特征是：所述装载机智能称重仪的系统主要由传感器、滤波放大电路、A/D转换电路、定高控制系统电路、单片机系统、数字显示装置及打印接口等组成。

【技术特征摘要】
1.一种装载机智能称重仪系统，其特征是：所述装载机智能称重仪的系统主要由传感器、滤波放大电路、A/D转换电路、定高控制系统电路、单片机系统、数字显示装置及打印接口等组成。2.根据权利要求1所述的一种装载机智能称重仪系统，其特征是：所述控制系统总体方案采用了当今最先进的单片微型计算机技术，具有多功能化、智能化等特点。3.根据权利要求1所述的一种装载机智能...

【专利技术属性】
技术研发人员：王东玉，
申请(专利权)人：王东玉，
类型：发明
国别省市：辽宁,21