汽车衡称重

汽车衡称重（精选3篇）

汽车衡称重 篇1

汽车衡俗称地磅, 是商家用于大宗货物计量的主要称重设备。随着高精度称重传感器技术的日趋成熟, 机械式地磅逐渐被精度高、稳定性好、操作方便的电子汽车衡所取代。称重仪表即称重显示仪表, 是汽车衡称重系统的重要组成部分, 现今的称重仪表随着电子技术与计算机技术的发展, 功能日趋多样化。

1 称重系统

称重系统组成如图1-1所示。

全电子衡器称重系统主要由秤体、称重传感器、称重显示仪表、外设4大部分组成。秤体为承重部分, 包括接线盒和信号电缆;称重传感器将重量压力信号转换成电信号输出;输出的模拟信号经放大、滤波、A/D转、数字处理后转换为重量数字显示;称重仪表的各种通讯接口可与打印机、大屏幕显示器、上位机计算机管理系统等外设相连。

2 称重仪表硬件设计

根据控制任务的需要, 该仪表功能多, 硬件占用大量I/O口资源, 采用ARM系列控制器可只用一块芯片, 但成本提高, 且需操作系统管理各项任务。从成本考虑, 称重仪表采用两块STC90C52RC单片机作为控制器, 主机主要负责现场数据的处理、存储与显示等实时性要求高的任务;从机负责打印、网络通讯等数据传输的任务。主机与从机之间采用SPI通信完成数据交换。硬件框图如图2-1所示。

2.1 电源

电源可采用变压器或开关电源供电, 从电源效率考虑采用开关电源, 并配备12V蓄电池备用, 上电充满后, 由从机监控进行浮充, 掉电后对称重仪表供电。开关电源采用两块LM2596芯片设计实现, 获取5V、9V、12V电源。

2.2 主机外围硬件

数字传感器与主机之间的接口采用RS422接口。主机采集传感器数据, 若数据正常, 数据处理后, 采用AT24C256进行数据存储;若数据异常, 则进行错误代码处理并显示。现场显示采用数码管, 可接大屏幕显示器放大显示。数码管采用共阴连接, 动态扫描的方式显示。采用4-20m A电流环接口可进行远距离传输;采用DS1302便于显示日期、时钟;IC卡为维护人员提供信息认证, 蜂鸣器进行仪表异常报警提示;硬件结构如图2-2。

2.3 从机外围硬件

从机主要负责实时性要求不太高的任务打印和数据上传, 称重数据经主机传输给从机后打印, 从机经过串口发送数据给打印机打印数据, 现场出票。键盘设计为矩阵键盘, 共4*6=24个按键;从机只完成扫描任务, 具体按键处理由主机负责。GPRS DTU保持与监控中心的连接, 通过GPRS网络上传数据到企业数据库, 完成更高层次的数据管理。如图2-3所示。

3 称重仪表软件设计

根据称重仪表功能任务多的情况, 采用操作系统不能满足实时性要求, 且程序量较大, 运行中RAM明显不足, 故采用两块单片机用中断方式进行处理。

3.1 主机程序设计

主机程序主要完成称重、显示、按键状态处理及与上位机的联系。程序流程图如图3-1所示。

3.2 从机程序设计

从机程序负责按键扫描、显示、打印及GPRS数据传输, GPRS数据传输由于采用的是模块, 只需按协议向串口发送数据即可。程序流程图如图3-2。

4 调试测试

调试按模块调试通过后进行集成。PCB制板由三块组成, 一块集成数码管, 一块为打印机驱动, 一块为其他硬件集成。硬件调试过程中数码管显示亮度略显不足, 可改为静态显示。GPRS信号的频率经过PCB板耦合后, 干扰称重显示, 加屏蔽后解决。长时间上电后随着蠕变会产生漂移, 为避免误差过大, 需进行零点跟踪后归零。软件调试过程中由于按键的扫描由于任务多, 需安排好扫描时间, 避免延迟时间过久, 甚至不响应。该称重仪表只兼容ZEMIC (中航电测) 的传感器, 测试过程中数据可靠、显示稳定, 监控中心收到的数据稳定, 误码率低。

5 小结

该称重仪表功能多, 分解任务后, 采用双单片机控制简化程序设计, 通过中断方式解决了实时性的问题, 降低了成本。仪表的多种网络接口方便了数据与设备的管理, 便于企业掌握现场数据信息。

摘要：本文采用STC90C52RC单片机设计实现了一种汽车衡称重仪表, 仪表采用两个控制器, 分别负责数据处理、存储、显示及外设数据通信。通过GPRS网络可对称重仪表进行在线监控。称重仪表经测试数据可靠, 显示稳定, 带多种常见通信接口, 成本低, 使用方便。

关键词：STC90C52RC,称重仪表,GPRS

参考文献

[1].刘海俊.新型数字化智能称重仪表设计[J].科技信息, 2009 (12) .

[2].陈光久, 时永福.实现电子秤多只传感器全并联的一种方法[J].计量技术, 1988 (01) .

[3].刘继服.电子轨道衡空秤不回零的检修[N].电子报, 2005.

汽车衡称重 篇2

动态汽车衡称重仪表应用于高速路出入口或其它无法对车辆进行整体称重的场所。只要汽车轴压在秤台上,仪表就会进行重量采样,并计算得出轴的重量,最后仪表将各个轴重累加得到整车的重量并显示。

目前汽车衡仪表的采样速率和系统成本之间存在着矛盾,本文设计的新型动态汽车衡仪表采用了SMALL RTOS51实时操作系统,该操作系统可工作在单片机的硬件平台上,同时支持仪表的高采样速率。这样在保证动态汽车衡仪表系统低成本的情况下,也提高了仪表的采样速率。

1新型动态汽车衡称重仪表的硬件设计

仪表的硬件部分主要包括A/D采样模块和微处理器模块,系统主硬件电路图见图1。

微处理器采用PHILIPS公司的P89C668,它是一款高速、低功耗、多功能的8位处理器,内带64kB的FLASH存储器和8kB的RAM,多中断源,4个优先级,可嵌套中断结构,该处理器既可以并行编程也可以串行编程(ISP)。

A/D采用的是CIRRUS公司的CS5532,它是一款高集成度的Δ∑模数转换器,其性能可以达到24位。具有高动态范围和灵活的电源配置选项等优点,使得该芯片非常适合于动态称重。

同时,为了保存仪表内的配置信息,外置了一个512kB的EEPROM,其采用双线通讯串口,可按128B进行页寻址,性能可靠,使用方便。

2软件实现和性能对比

2.1 系统软件结构

系统软件结构见图2。当系统运行时,仪表中嵌入的SMALL RTOS51实时操作系统就对系统内各个任务进行管理。一旦有任务需要处理,操作系统先判断任务的优先级,优先级任务优先处理,并将当前任务写进等待任务队列;如果没有优先级任务则继续执行当前任务,将需要处理的其它任务写进等待任务队列。

对于称重系统,A/D采集任务实时性的好坏直接影响到最终处理的结果,所以仪表中把A/D采集任务的优先级设为最高,并将数据处理的优先级设为次高。键盘任务对实时性要求最低,其响应速度并不影响称重结果,所以将键盘任务的优先级设为最低。对于通讯和显示任务,可以根据实际情况进行优先级的设定。

2.2 部分程序源代码

部分程序源代码如下:

CS5532每转化一次A/D值,就给P89C668的INT0口一个低电平,导致中断处理函数的触发。中断处理函数中读A/D芯片转化值,并给操作系统发一个A/D信号量。在A/D处理任务中,先建立系统A/D信号量,并在while语句里无超时地等待该信号量。当截获到中断处理函数发出的A/D信号量后,A/D任务开始进行A/D值的判断与存储;之后,若秤台无车,则会进行数据处理,计算出刚刚驶过车的重量。由于在系统中将A/D任务的优先级设为最高,所以一旦CS5532转化完一次,就会触发A/D任务,保证了采样的实时性。

2.3 不同硬件条件和操作系统的对比

在使用相同的A/D采样模块(CS5532)情况下,不同硬件条件和操作系统的对比见表1,同样是在P89C668的硬件平台上,采用SMALL RTOS51操作系统可支持的采样速率和误差在3%以内的最大过程速度都远远优于不使用SMALL RTOS51操作系统的仪表。在Intel368SX的硬件平台上也使用了实时操作系统,且其可稳定支持的采样速率远高于P89C668的硬件平台,但其误差在3%以内的最大过秤速度与P89C668的硬件平台相差无几,最大的劣势是其成本过高,不适于大规模生产。

基于SMALL RTOS51的动态汽车衡仪表,不但节约了成本,而且提高了采样速率,为计算精度的提高提供了基础。

3结语

采用了SMALL RTOS51后不但满足了称重系统的高实时性的要求,而且使得应用程序的设计和扩展变得容易,不需要大的改动就可以增加新的功能,为以后产品的更新和功能的扩展提供了便利。现场测试证明,采用SMALL RTOS51嵌入的仪表可稳定支持200sample/s的采样速率,为动态称量提供便利,且仪表性能稳定,适合大规模生产。

摘要：针对现有汽车衡仪表的采样速率和系统成本矛盾的问题,提出了一种新型动态汽车衡称重仪表的实现方法,该称重仪表是在基于P89C668的硬件平台和SMALL RTOS51的实时操作系统的基础上设计实现的,大大降低了成本,并采用了CIRRUS LOGIC公司的CS5532高性能A/D芯片作为数据采集器件。现场测试表明,该新型动态汽车衡称重仪表可稳定支持每秒100个样本的采样速率且其它技术指标达到国家动态衡标准。

关键词：动态汽车衡,称重仪表,采样速率

参考文献

[1]陈明计,周立功.嵌入式实时操作系统Small RTOS51原理及应用[M].北京:北京航空航天大学出版社,2004.

[2]马海平,李晓林.新型动态汽车衡称重系统的设计与实现[J].中国测量技术,2007,33(1):18-19,73.

[3]顾理敏,宋玮.电子秤[M].北京:中国计量出版社,1982.

[4]凌杰,龙水根.公路车辆动态称重系统解决方案[J].西安公路交通大学学报,2001,21(2):88-90.

[5]严义良.动态称重系统分析及其在高速公路的应用[J].交通与计算机,2002,20(5):44-46.

汽车衡称重 篇3

关键词：称重传感器,准确度,电子汽车衡器,选择原则

称重传感器作为电子汽车衡的核心部件的它担负着对原始称重信息的采集与转换。称重传感器有很多种类, 常见的有电阻应变式和电容式传感器等。目前多数电子汽车衡所用的是电阻应变式传感器。其质量的好坏直接关系到衡器的准确度及正常运行。称重传感器在选用时要考虑到很多因素, 对于新疆地区由于环境的特殊性在实际的使用当中我们主要从下列几个因素考虑。

1、工作环境

选用传感器首先要必须要考虑传感器所处的工作环境, 对应的称重传感器才能满足必要的称重要求。

仔细检查巡视周围的电磁场环境。选择具有良好的抗电磁能力、屏蔽性好的传感器;由于新疆地区夏季普遍多高温环境, 春秋多沙尘天气, 应选择密闭性高的传感器, 并且不同种类的传感器的密封效果不同。沙尘容易对传感器造成短路, 要结合当地实际安装使用环境选择密闭性高的传感器;盐碱对传感器易造成腐蚀腐蚀, 选择抗腐蚀性好并且密闭性好的传感器。

2、传感器的数量和量程

传感器数量的选择按照电子汽车衡的用途、秤体需要支撑点数选择。秤体有几个支撑点就选用几只传感器。传感器的量程选择可依据秤的最大称量值、选用传感器的个数、秤体自重、可产生的最大偏载及动载因素综合评价来决定。要考虑诸多方面的因素, 保证传感器的安全和寿命。依据传感器参数选择安装称重传感器的数量 (1) 保证传感器精度能够满足仪表输入信号以及转换电路向匹配。 (2) 按传感器输入灵敏度来选择。大于或等于电子秤仪表要求的输入灵敏度, 精确的讲是使用称重传感器线性度最好的一段称重范围, 应当仅使用满度范围的2/3。一般在30%-70%量程内就可以, 称重传感器灵敏度以S=2mv/v考虑的, 如果灵敏度S=1mv/v来考虑会怎么样呢?对同样是选用单只称重传感器的衡器, 我们来比较一下:称重传感器灵敏度S=1 m v/v时:激励电压V=1 2 V, 最大秤量Emax=150kg, 衡器最大秤量Max=150kg, 最大净输出信号为:激励电压×灵敏度×EMmaxax=12v×1mv/v×115500kkgg=12mv称重传感器灵敏度S=2 m v/v时:激励电压V=1 2 V, 最大秤量Emax=300kg, 衡器最大秤量Max=150kg, 最大净输出信号为:激励电压×灵敏度×MEmaxax=12v×2mv/v×310500kkgg=12mv如果这只灵敏度S=1mv/v的称重传感器的最小静载荷Emin=6kg, 当准确度等级为C3级, 即, n LC=3000时, 有检定分度值V=EmaxnLCEmin=1503k0g0-06kg=0.048kg而如前所述台秤的检定分度值e=0.0 5 k g。这样, 称重传感器的检定分度值和衡器分度值, 在S=1mv/V的前提下, 基本是接近了。从而我们可以看出, 当称重传感器响应 (输出) 的变化与相应的激励 (施加的载荷) 的变化之比, 只要是不大于S=1mv/v, n LC&ne的规定才是能够成立的。

3、称重传感器形式及用途

称重传感器形式的选择根据传感器输出信号特点, 可配模拟传感器、也可选择数字传感器, 只要能保证安装合适, 称重安全可靠。

4、传感器的准确度等级选择

称重传感器的准确度等级包括传感器的非线性、蠕变、重复性、滞后、灵敏度等技术指标。在选用的时候应该考虑电子汽车衡的准确度等级。一般情况下, 选用传感器的总精度为非线性、不重复性和滞后三项指标的之和的均方根值略高于秤的精度。通常称重传感器精度等级由单一敏感元件与单一变送器组成的传感器, 其输出一输人特性较差, 如果采用差动、对称结构和差动电路 (如电桥) 相结合的差动技术, 可以达到消除零位值、减小非线性、提高灵敏度、实现温度补偿和抵消共模误差干扰等的效果, 改善传感器的技术性能从而提高称重传感器精度。称重传感器精度等级由其量程范围内的最大基本误差与满量程之比的百分数表示。

满足仪表输入的要求。称重显示仪表是对传感器的输出信号经过放大、A/D转换等处理之后显示称量结果的。因此, 传感器的输出信号必须大于或等于仪表要求的输入情号大小, 即将传感器的输出灵敏度代人传感器和仪表的匹配公式, 计算结果必须大于或等于仪表要求的输入灵敏度。例如:某传感器, 额定受力为100kg, 激励电压为12V, 灵敏度为2±0.0002MV/V, 则其受100kg力、且激励电压为12V时, 输出应为24±0.0024MV。

满足整台电子汽车衡准确度的要求。在传感器准确度选择的时候, 应使传感器的准确度略高于理论计算值, 因为理论往往受到客观条件的限制, 如秤体的强度差一点, 仪表的性能不是很好、秤的工作环境比较恶劣等因素都直接影响到秤的准确度要求, 对于每只称重传感器, 称重传感器的最大分度数n LC应不小于衡器的检定分度数n:n LC≥n这个规定实质上就限制了衡器的分度数。也就是说, 电子汽车衡如果采用了C3级 (3000v) 的称重传感器, 其检定分度数也就最多只能3000e, 因此要从各方面提高要求, 又要考虑经济效益, 确保达到目的。