谈称重仪表从早期的单片机应用到数字式仪表历史
本文电子吊称相关摘要:20世纪90年代以来,在电子称重技术与电子衡器产品快速发展的强力牵引下,应变式称重传感器进入了大发展时期,设计与制造技术取得了令世人瞩目的进步。本文从产品研发、强化企业竞争力和参与竞争的角度,介绍了应变式称重传感器、电阻应变计技术发展概况,重点是设计与制造的新技术、新工艺、新产品,科技攻关的新特点以及大批量生产的统计制程管理。结合电子称重技术的新要求,展望了称重传感器技术的发展趋势。
结合相关电子技术的发展和现代工业要求简单分析了称重仪表的未来发展方向。 称重仪表的应用越来越多,称重仪表从早期的单片机应用技术发展到现在数字式称重仪表的历史.电子称重技术的出现,极大促进了工业制造技术的发展。特别是称重自动配料技术和产品,在工业生产过程的应用,既提高了产品的质量,又提高了生产效率。工业称重仪表的应用越来越多,称重仪表技术也得到了较快地发展.
随着工业生产自动化的高速发展, 对工业过程控制中的计量精度、准确度的要求也更加严格。将来的称重仪表会是具有智能化、人性化、多功能化、更具可靠性的“ 傻瓜式”仪表。
早期的称重仪表基于早期单片机技术,实现对称重信号的放大和转换处理,由于数字电路和模拟技术的发展水平较低,导致仪表非常复杂而且操作繁琐:参数设置依靠数十个DIP开关的位置来确定;多只传感器需要串连接入仪表,以补偿放大电路的不足,但由此带来的角差调整问题一直无法解决.
直到世纪九十年代末的时候,数字式称重传感器开始逐渐在国外应用,出现了相应的数字式称重仪表:可将多路数字传感器的信号同时输入仪表,在检测总重量的同时可分别看到各传感器的资料,带来了更换传感器免标定、总量数据更稳定、传输距离更远等一系列优点。数字化称重的出现是称重仪表产品和应用的又一飞跃。
随着工业过程称量工艺的发展, 对称重仪表的要求也越来越高.从之前的单一物理量发展到今天的多通道、多物理量发展;在性能上,向高速率、高灵敏度、高准确度、高可靠性方向发展;在结构上,向智能化、模块化、可二次开发的方向发展,外观和操作界面向更加美观,更人性化、个性化设计方向发展。而且称重仪表出现了各种总线、以太网等多种通讯接口,朝着接口丰富、便于与计算机、PLC连接的方向发展。
电子技术的发展,无论MCU性能的提升,数字电路和模拟电路技术的进步, 还是嵌入式系统软硬件技术的发展, 都从各个方面极大促进了称重仪表的发展。模拟电路的发展使得稳定可靠前置放大电路成为现实,电路噪声大幅度减小使得进入A/D转换模块的信号更为真实,同时从12位A/D转换到24位的A/D转换模块使得模数转换精度大大提高,同时采样速度的大幅提高,从10次/s到4000次/s使单位时间内采集到更多数据,使称重仪表实现高速率,高准确度,高精度成为可能。
从51系列到高速51系列芯片,发展到今天的ARM9芯片,MCU性能的大幅提升, 可将A/D采集到的大量数据进行分析处理,实现更为有效的控制算法( 例如模型预测MPC算法,该算法是一种典型的智能控制算法,它在上世纪80年代就开始运用在计算机,该算法具有自学习的能力),使得称重仪表实现更高的准确性。但这些算法需要大的运算量和内存,这在以前的嵌入式系统中无法实现,直到现在出现运算能力达到200MIPS以上,并支持虚拟内存的ARM9处理器出来后才可以在仪表上实现。AD4820就是这样一个基于ARM9芯片和嵌入式操作系统的嵌入式系统。数据处理速度的提高也使得称重仪表实现多通道、多物理量处理成为可能
由此我们可以预测未来称重仪表从总体上讲将根据称重工艺的要求,研发和生产针对性更强的专业仪表,功能方面朝着实现多物理量,强大的数据处理能力方向发展,可靠性、智能化、功能多样化、网络化、人性化,也是未来称重仪表的发展趋势; 除了满足称重工艺的不断发展需求外, 称重仪表在易用性方面也会有较大的突破“傻瓜式”仪表在不久的将来将广泛应用在各,种称重场合。
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