称重选别机动态称重测控系统硬件设计
介绍了称重式果蔬称重选别机的流水线结构， 并简要描述了称重选别机所采用的悬臂梁式称重传感器的原理和该称重选别机所选择的称重传感器的主要指标。较为详细地阐述了作者设计的一款称重式果蔬称重选别机控制器的工作原理， 并就该水果ji的实现方案进行了一些细节的讨论并指出了数据处理过程中软硬件资源使用的难点。
3 控制器原理
3. 1 称重传感器的选择
称重选别机测量果蔬重量的效果决定于称重传感器的选择与安装。本设计选择悬臂梁式称重传感器， 它是利__用电阻应变原理设计的传感器。当重力以垂直方向作用于铝质悬臂梁的末端时， 梁的上表面产生拉应变， 下表面产生压应变， 上下表面的应变大小相等符号相反。
粘贴在上下表面的应变片也随之拉伸和缩短。得到正负相间的电阻值的变化， 将电阻值转化为电压信号的电路为惠斯登电桥( 图1) 。由于四只电阻的温度环境相同， 在环境温度发生漂移时，常熟称重， 漂移值相互抵消， 可以抑制温度变化的影响[ 2] 。
桥臂电阻由R 1 至R 4 四个应变电阻组成， US L为激励电压。当四个电阻平衡时，称重自动检重秤， USC 输出为零， 当悬臂梁受力变形造成应变电阻失去平衡时， USC输出线性反映电阻变形的情况。测量这一电压的变化， 就得到被测物体的重量 。
我们选择的传感器灵敏度( D) 为2±10%mV / V;建议激励电压: 5V ～15 V( DC/ A C)
选激励电压为10V ， 则由激励电压和灵敏度的关系可计算出该传感器最大输出电压信号应为:V OUT = VI N ×D= 10V×2mV/ V = 20mV
这一信号幅度比较弱， 不能直接用来进行A/ D 转换， 因此在进入A / D 转换之前加信号放大器。该额定容量范围比较宽泛， 可以满足称重选别机分选不同种类果蔬的需求， 通常分选柚子、西瓜一类大体积果蔬的称重选别机可采用上限， 而一般分选橙子、苹果之类的中等尺寸的果蔬称重选别机则选用5kg 容量即可。由于果蔬动态传感出来的信号是一个幅度较大的振荡波，因此， 此项指标的上限应该选择比所称果蔬上限至少大一倍， 以防止测量出的波形发生截止失真。
3. 2 控制器原理框图
控制器包括控制板和电磁阀驱动板两个部分。控制板的核心是一片C8051F020 型CPU， 此外配有存储器、A/ D 转换器、信号放大电路和光电隔离电路等。驱动板则是一片89C51 型CPU 、1 6 路信号功率放大电路和16 路抗电磁阀反冲电压的尖峰吸收电路 。主CPU 使用内部RAM 作为数据缓冲区， 内部FLASH 作为程序存储区， 由于测量和计算过程中有许多中间变量需要快速读写， 并且断电后需要继续保留， 因此另外加了一片32kB 的FM18L08 铁电存储器。存储器的地址线A0-A14 与CPU 的P60-P67 和P50-P56 相连，称重选别机， 数据线D0-D7 占用CPU 的P70-P77。光计数传感器输出的数字信号通过一个光隔离电路接入CPU 的P40 号I/ O 口线。用于确定每个果杯进入称重段的准确时机。 左右两条轨道的称重传感器信号首先经过一个平衡混合电路， 将左右两轨的重量进行加法合成， 同时将毫伏级的弱电压信号放大至0V ～5V 。放大后的信号是一个振荡幅度很大的近似阻尼振荡信号。
永远不要在不安全的环境中使用该设备。采取有效的措施确保设备在无故障和安全的状况下运行。
采取措施确保仅在安全和无故障条件下使用机器/系统。仅当所有保护设施，如防护装置、紧急切断装置、噪音吸收器均到位且正常运行时，使用设备/系统。
一班次至少要巡视一次设备/系统，以确保能发现显明的损坏或故障。任何异动（包括机器/系统的性能或运行状态的改变）都必须报告主管。必要时，立即停止设备/系统，称重检重设备，对其进行保护。
遇到故障时，立即停止设备/系统运行，尽快清除故障。
有关启动和停止机器/系统的信息，请遵循操作说明，并观察指示灯。
开机前，请确保设备/系统不会对任何人造成伤害。
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