[发明专利]一种高精度多功能电子天平有效

专利信息
申请号: 201210287001.X 申请日: 2012-08-14
公开(公告)号: CN102768060A 公开(公告)日: 2012-11-07
发明(设计)人: 许大翔 申请(专利权)人: 昆山大百科实验室设备工程有限公司
主分类号: G01G7/02 分类号: G01G7/02;G01G23/48
代理公司: 苏州广正知识产权代理有限公司 32234 代理人: 刘述生
地址: 215313 江*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 高精度 多功能 电子天平
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种天平,具体涉及一种高精度多功能电子天平,属于计量技术领域。

背景技术

随着电子技术和微电脑技术迅速发展,并且应用到天平领域,出现了电子天平。从上世纪七十年代末期世界上出现第一台电子天平起,短短三十几年中,发展出了各种规格、门类齐全的系列电子天平,广泛应用于各行各业质量计量。电子天平具有机械天平无法比拟的优点。它能够数字显示、直接读数、快速称量、操作简便、抗干扰能力强,并采用了微机技术使得智能化、多功能,可与打印机、计算机相联机进行在线测量,使数据统计分析等成为可能,因此应用范围越来越广泛。

目前,国内生产的电子天平的电路集成度低,大多数采用由运算放大器、比较器等组成的双积分型A/D转换器,且采用模拟电路实现非线性修正和温度补偿,存在电路复杂、调试困难、准确度低、可靠性差等问题,同时,操作较为麻烦,可操作性较低。

发明内容

针对上述需求,本发明提供了一种高精度多功能电子天平, 该电子天平设计新颖、操作方便,其采用电磁力平衡传感器,利用零位法原理实现对被称物体质量的称量,具有测量精度高、测量稳定性好、可连续重复测量的优良性能,同时还具有测量类型多、全自动校准、故障自诊断的功能。

本发明是一种高精度多功能电子天平,该电子天平的内部组成结构包括电磁力平衡传感器、光电检测电路、PID调节电路、信号调理电路、数据采集电路、微处理器主控模块和温度检测模块,所述的电磁力平衡传感器、光电检测电路和PID调节电路组成闭合系统,以提高电子天平的精度和稳定性。

在本发明一较佳实施例中,所述的电磁力平衡传感器包括立柱、永磁体、拉簧、线圈和遮光片,该电磁力平衡传感器的瓷缸内和瓷缸壁安置了温度传感器,以便实时测量磁缸内、磁缸壁的温度。

在本发明一较佳实施例中,所述的光电检测电路引入一个RC网络,通过缩小信号的带宽,吸收电流滤波的方法降低噪声的干扰;同时,该光电检测电路采用零偏置电压的光电接入模式,增加暗电流补偿电路以实现精密的光电检测。

在本发明一较佳实施例中,所述的PID调节电路引入微分器相位补偿和增量积分环节;其中,相位补偿是通过在输入回路中串联一个小电阻,限制输入的噪声和突变电压,防止电路自激振荡;增量积分是在原有积分环节上并联一个微小的RC网络,利用微小增量去补偿由于积分器复原和运算放大器滞后带来的误差。

在本发明一较佳实施例中,所述的数据采集电路采用了24位高精度A/D转换器,该A/D转换器采用了电荷平衡技术,其内部集成了一个极低噪声的可编程增益斩波稳定测量放大器、一个四阶的Δ-Σ调制器和一个均值移动数字滤波器,实现了22位的无噪声位数输出。

在本发明一较佳实施例中,所述的微处理器采用了AT89S51单片机,该微处理器对A/D转换器采集到的称重数据进行数字滤波、漂移补偿、线性化处理,并将处理结果输送至LCD显示。

在本发明一较佳实施例中,所述的漂移补偿采用了温度补偿技术和零点跟踪技术,通过微处理器的温度补偿算法程序,及时补偿由于温度变化而产生的漂移,同时不断地补偿系统的零位值。

在本发明一较佳实施例中,所述的线性化处理采用了牛顿插值法对称量数据进行线性化处理,线性化处理后电子天平的线性度≤±0.3 mg。

本发明揭示了一种高精度多功能电子天平, 该电子天平设计新颖、操作方便,其采用电磁力平衡传感器,利用零位法原理实现对被称物体质量的称量,具有测量精度高、测量稳定性好、可连续重复测量的优良性能,同时还具有测量类型多、全自动校准、故障自诊断的功能。

附图说明

图1是本发明实施例高精度多功能电子天平的硬件结构框图;

附图中各部件的标记如下:1、立柱,2、永磁体,3、拉簧,4、线圈,5、遮光片,6、温度传感器,7、发光管,8、光敏管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

图1是本发明实施例高精度多功能电子天平的硬件结构框图;该电子天平的内部组成结构包括电磁力平衡传感器、光电检测电路、PID调节电路、信号调理电路、数据采集电路、微处理器主控模块和温度检测模块,所述的电磁力平衡传感器、光电检测电路和PID调节电路组成闭合系统,以提高电子天平的精度和稳定性。

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