智能化应变式称重传感器

(1)智能化应变式称重传感器是以电阻应变片作为称重传感元件,因此对它的称重原理进行了详细分析。介绍了电子系统中的各种噪声及其特点,它们是智能化应变称重传感器的精度提高需要解决的难题,并给出应对这些问题所采用的一些较新的技术。

(2)所设计的样机为基础,对智能化应变式称重传感器的硬件进行详细阐述,包括电阻应变片的供电电路、低噪声放大电路以及高精度A/D转换电路等高精度称重传感器中的核心技术。还讲述了智能化称重传感器中的MCU管理和运算单元的设计,并给出本文所采用的RS-485通信接口的详细电路及原理分析。采用恒流源对电阻应变片进行供电,有效降低温度的影响,设计了基于斩波放大技术的低噪声信号放大电路和高精A/D转换电路,以实现高精度称重信号采集。

(3)简述STM32开发平台及采用RTOS的优点,采用MDK提供的RL-RTX进行智能化应变称重传感器软件设计。采用RTOS软件编程方法对各模块进行构建,可以有效简化程序设计,并提高程序的健壮性

(4)设计了基于Modbus并适合于智能化称重传感器的通信协议并给出详细实现,使之具有双向通信功能,并提供了基于Java编写的智能化称重传感器上位机测试软件。

(5)详细分析了智能化应变式称重传感器存在的非线性问题,并给出基于最小二乘拟合的非线性误差补偿方法,同时介绍了智能化称重传感器的蠕变误差,并讲述了补偿方法。采用先进数字信号处理方法,在不增加硬件成本的基础上实现智能化称重传感器非线性、蠕变等各种综合指标地提高。

(6)最后介绍智能化称重传感器的主要指标及试验方法,并给出本文所设计样机的试验结果。试验结果表明,本文所设计样机达到60000分度数,满足B级称重传感器指标。


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