卷烟及滤棒吸阻测量模块控制器制造技术

一种卷烟及滤棒吸阻测量模块控制器，其特征在于：由单片机（Ｕ１）、三极管阵列（Ｕ２）、步进电机（Ｍ１）、电压基准源（Ｕ３）、模数转换器（Ｕ４）、差压变送器（Ｕ５）、比较器（Ｕ６）以及第１～２晶体振荡器（Ｘ１～Ｘ２）、第０～５电阻（Ｒ０～Ｒ５）、第０～６电容（Ｃ０～Ｃ６）组成，其中：差压变送器（Ｕ５）安装在气体环境中，将压力的反应信号分别送至模数转换器（Ｕ４）的输入通道端，及比较器（Ｕ６）输入端，由比较器（Ｕ６）输出端控制压力阀的关闭；模数转换器（Ｕ４）与电压基准源（Ｕ３）相连，并分别通过复位端、数据端、数据状态端、时钟端与单片机（Ｕ１）相连，单片机（Ｕ１）将其输出信号接至三极管阵列（Ｕ２），三极管阵列（Ｕ２）输出的驱动信号至步进电机（Ｍ１）。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及烟草质检仪器智能仪器领域，具体地说是一种卷烟及滤棒吸阻测量模块控制器。
技术介绍
在卷烟/滤棒物检仪器中，吸阻测量是综合测试台五项功能之一，其控制器是最为复杂的控制模块，其控制量最多，相互间的关系最复杂。吸阻测量模块中差压变送器的测量对象是一定流量的气流两端的压差，气体流量的波动造成变送器的输出电压的波动，而影响最终测量结果的准确性。现有技术中这种仪器采用12位并行AD，由于系统测量范围为0～5000Pa，分辩率10Pa，而变送器输出对应电压信号约为0～2500mV，即1mV对应2Pa，所以变送器的线性误差、温度漂移、气流波动误差及气流温度变化后产生的流量漂移等将不能完全满足测量精度的要求，尤其气流的波动是影响测量结果的最大的因素。由于气路中的样品更换，阻值经常变化，同时只允许仪器在较短的时间内完成每只样品的测量，所以获得极为平稳的气流比较困难。
技术实现思路
针对上述缺陷，本技术的目的是提供一种测量精度高的卷烟及滤棒吸阻测量模块控制器，它具有采集精度高而稳定的数据采集模块及更简单、可靠、灵活的步进电机驱动。为了实现上述目的，本技术的技术方案是由单片机、三极管阵列、步进电机、电压基准源、模数转换器、差压变送器、比较器以及第1～2晶体振荡器、第0～5电阻、第0～6电容组成，其中差压变送器安装在气体环境中，将压力的反应信号分别送至模数转换器的输入通道端，及比较器输入端，由比较器输出端控制压力阀的关闭；模数转换器与电压基准源相连，并分别通过复位端、数据端、数据状态端、时钟端与单片机相连，单片机将其输出信号接至三极管阵列，三极管阵列输出的驱动信号至步进电机；所述比较器正相端与差压变送器的调整端之间设有第3～5电阻，其中第3、5电阻为可调电位器，并联；第3电阻的可调端与第4电阻串联，与差压变送器的调整端相连，第5电阻的可调端与比较器正相端相连；比较器负相端与比较器输出端；还通过第2电阻串联后与模数转换器输入通道相连，其结点处对地接第1电阻。与现有技术相比，本技术更具有如下有益效果1.数据采集精度高、可以更真实地反映气流的波动。本技术集成了高精度模数转换的数据采集系统及单芯片步进电机驱动器，其数据采集部分利用16位模数转换器采集的高精度数据作进一步的数据分析，找出气流的波动规律，用数字滤波等方法获得平稳、准确的数据，从而避免了提高气流的稳定度的代价。而市购的单纯采用高精度气体质量流量控制器又会由于被测样品(卷烟中的微小烟末等灰尘)的污染使质量流量控制器失效。2.电机驱动结构简单，控制方便。本技术包含一个极为简单实用的步进电机驱动器，通常市面上作为产品的步进电机驱动器电路结构都比较复杂，体积也相对较大，不可能与其它模块做在一块线路板上，构成一个自成体系的控制器；同时对其控制要通过特定的接口来实现，控制起来灵活性差。本技术所述步进电机采用单片达林顿三极管阵列作为功率驱动元件，无须任何外围器件即可由单片机CPU作为脉冲分配器直接控制。另外，可利用单片机CPU作为脉冲分配器，可方便灵活地进行直接控制。3.成本低。采用本技术(成本几百元)可替代高精度气体质量流量控制器(约2～3万元)及通用步进电机驱动器(近千元)，大大降低了成本。4.本技术广泛用于烟草行业。附图说明图1为本技术电路结构示意图。具体实施方式以下结合附图及实施例对本技术作进一步详细说明。实施例1本技术由单片机U1、三极管阵列U2、步进电机M1、电压基准源U3、模数转换器U4、差压变送器U5、比较器U6以及第1～2晶体振荡器X1～X2、第0～5电阻R0～R5、第0～6电容C0～C6组成，其中差压变送器U5安装在气体环境中，将压力的反应信号分别送至模数转换器U4的输入通道AIN2(+)、AIN2(-)端，及比较器U6输入端，由比较器U6输出端OPAM控制压力阀的关闭；比较器U6正相端与差压变送器U5的调整端ADJ之间设有第3～5电阻R3～R5，其中第3、5电阻R3、R5为可调电位器，并联；第3电阻R3的可调端与第4电阻R4串联，第5电阻R5的可调端与比较器U6正相端相连；比较器U6负相端与差压变送器U5输出端Vout；比较器U6负相端通过第2电阻R2串联后与模数转换器U4输入通道AIN2(+)相连，其结点处对地接第1电阻R1；模数转换器U4通过REF端与电压基准源U3相连，并分别通过复位端RSTAD、数据端DATA、数据状态端DRDY、时钟端SCLK与单片机U1相连，单片机U1将其输出信号接至三极管阵列U2，三极管阵列U2输出的驱动信号至步进电机M1；模数转换器U4配有由第3～4电容C3～C4及第2晶体振荡器X2构成的晶体震荡器，由第5～6电容C5～6组成的滤波电路。单片机U1配有由第1～2电容C1～C2及第1晶体振荡器X1构成的晶体震荡器，由第0电容C0、第0电阻R0组成的滤波电路。本技术单片机U1采用At89c2051；三极管阵列U2采用8通道达林顿三极管阵列ULN2803；步进电机M1为四相步进电机GBM42BYGH107；电压基准U3采用精密电压基准器件AD780，模数转换器U4为16位串行模数转换器AD7705，差压变送器U5高精度差压变送器ASCX01DN；比较器U6采用LF411。本技术原理是模数转换器电路中，电压基准源U3的Vout端引出精密电压基准信号为模数转换芯器U4提供电压基准；第二晶体振荡器X2通过模数转换器U4的MCLK OUT及MCLK IN端为模数转换器U4提供脉冲信号；高精度差压变送器U5由其Vout经第1～2电阻R1、R2分压后为模数转换器U4提供电压数据信号，同时也为比较器U6提供测量电压，一旦超过第5电阻R5设定电压，比较器U6由其6脚输出电平控制相关元件来保护传感器。差压变送器U5的电压信号经模数转换器U4转换成数字信号后由其DOUT端在串行时钟信号SCLK的同步下传给单片机U1进一步处理。步进电机驱动电路中单片机CPU(U1)的由通用I/O口P1.0～P1.3进行软件脉冲分配来控制达林顿三极管阵列U2输入口IN1～IN8的电平，进而控制步进电机M1的旋转、停止以及抱死等状态。由于步进电机M1停止时负载仅为线圈电阻，比转动时阻抗(转动时除电阻外还有电感负载)小很多，故其抱死时需由单片机U1以定时器方式以脉冲形式给步进电机M1加电来达到调节电流的目的。相关比较例原有卷烟/滤棒物检综合测试台没能通过本例中所述高精度模数转换器及相关电路进行气流稳定度分析及补偿。现有步进电机驱动器也不及本例中驱动电路之简洁、方便，可轻松嵌入于其它仪器控制系统当中，且不必对步进电机驱动有较深了解即可使用。权利要求1.一种卷烟及滤棒吸阻测量模块控制器，其特征在于由单片机(U1)、三极管阵列(U2)、步进电机(M1)、电压基准源(U3)、模数转换器(U4)、差压变送器(U5)、比较器(U6)以及第1～2晶体振荡器(X1～X2)、第0～5电阻(R0～R5)、第0～6电容(C0～C6)组成，其中差压变送器(U5)安装在气体环境中，将压力的反应信号分别送至模数转换器(U4)的输入通道端，及比较器(U6)输入端，由比较器(U6)输出端控制压力阀的关闭；模数转换器(U4)与电压基准源本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张利国，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳科学仪器研制中心，
类型：实用新型
国别省市：