裝載機智能稱重儀設計(含CAD電源電路圖,單片機接口圖)

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資料介紹:

裝載機智能稱重儀設計(含CAD電源電路圖,單片機接口圖)(任務書,開題報告,論文30000字,CAD圖3張)
摘  要
隨著稱重技術的不斷發展,人們對稱重的測量精度和自動化程度提出了越來越高的要求。傳統的機械式稱重儀,不僅稱重過程復雜、不能夠保證精度,而且不具有自動去皮、累加和超載報警等功能。設計為智能型稱重儀,與裝載機設備配合使用,可以防止裝載機裝車時引起貨車超載造成鐵路行車事故發生,同時防止虧噸,確保客戶的滿意。它主要用于當裝載機為鐵路貨車裝載散堆料時,能自動顯示每斗凈重,同時累加重量,并且裝滿報警,保證貨車車皮不超載、不虧噸。
在設計的過程中,在保證儀器精度、穩定性和可靠性的前提下,盡量使儀器具有簡單的結構。按此原則,設計采用模塊化設計思路,將整個儀器分為壓力傳感器,電源電路,信號調理及放大電路,A/D轉換,顯示電路,單片機系統幾個部分進行分析和設計
關鍵詞:單片機,傳感器,放大電路,A/D轉換電路

ABSTRCT
Along with weigh technical development continuously, people put forward higher request for the Gravimetric measure precision and automation degrees. The traditional mechanical Gravimetric apparatus not only is complex process of weighing and can’t guarantee precision, but also don’t have automatic peel off ,accumulate and over loading alarm function, and so on, The design is intelligent Gravimetric apparatus, cooperating with loader equipment can prevent loader from causing railway accident when loading, and also can prevent losing one ton of satisfaction to guarantee the customer at the same time. It is mainly used for automatic displaying net weight of each shovel, accumulating weight at the same time, and also full filling alarming, so it finally guarantee the railway wagon of not overloading and losing one ton.
During the process of designing, on the premise of guaranteeing the precision, stability and dependability, we must make the instrument have simple structure. According to this principle, we adopt the module mentality of designing, dividing the whole instrument into the following several parts to analyze and design. pressure transducer、the circuitry of power、circuitry of signal adjusted and amplified、A/D transforms circuitry、display circuitry、SCMC system and height control system.
Keywords: SCM; Transducers; Magnify Circuitry; A/D Transform Circuitry.

 本文的主要內容和意義
論文的主要內容是以傳感器為核心,并設計了多個實用電路和系統,如放大電路,A/D轉換電路,數碼顯示電路,精密穩壓電路,溫度補償電路,單片機系統,自動定高系統等,最終組成一個智能稱重裝置。將該裝置與裝載機配合使用,用以為鐵路貨車裝載散堆料。以上的硬件電路和系統雖然是針對本稱重裝置設計的,但也適用于其他一般的稱重系統,具有較大的實用性。通過該設計,能夠綜合運用所學知識,將機械和電子方面的知識聯系起來,結合實際,使所學的知識得以很好的運用!
第二章 總體方案設計

 2.1 工作原理
裝載機智能型稱重儀采用自動定高測量系統控制,以油壓為介質,用電阻應變式油壓傳感器采集相應的貨物重量信息,再經單片微型計算機系統進行數據處理,將每斗貨物除皮后的重量及其累加重量在LED屏上顯示出來,并具有打印、報警等功能。
油壓傳感器安裝在裝載機分配閥后到舉升油缸之間的油管中,在一定條件下(每次稱重斗都在一個指定高度,并在該高度停2秒鐘)傳感器所受油壓力和裝載機斗內貨物重量成正比,故傳感器輸出電信號也正比于斗內貨物重量,傳感器輸出的電信號經過阻容濾波和運算放大器放大之后,再經A/D轉換,通過光電耦合器送入單片機的定時器通道,計算機進行數據處理(修正、去皮、累加、報警等),每斗凈重顯示2秒后,進入總重量顯示。總重量顯示由噸位開關和稱零頭開關控制(這是為了滿足鐵路貨車皮有50T、60T、61T、63T四種車型的滿噸位報警設置)。最后一斗為了補滿載重噸位,可邊倒出邊稱重,故設置了稱零頭開關。為了提高抗干擾能力采用了三級阻容濾波和光電耦合技術;為了確保電源的穩定性采用了串聯式多級穩壓技術和逆變電源技術,在電路中還設置了自動定高系統,從而滿足裝載機稱重精度在國際標準2%以內。

該方案是裝載機智能稱重儀設計,裝載機智能型稱重儀是為了防止裝載機裝車時引起貨車超載造成鐵路行車事故發生,同時防止虧噸,確保客戶滿意的一種具有智能功能的稱重裝置。
裝載機智能型稱重儀采用自動定高測量系統控制,以油壓為介質,用電阻應變式油壓傳感器采集相應的貨物重量信息,再經單片微型計算機系統進行數據處理,將每斗貨物除皮后的重量及其累加重量在LED屏上顯示出來,并具有打印、報警等功能。
油壓傳感器安裝在裝載機分配閥后到舉升油缸之間的油管中,在一定條件下(每次稱重斗都在一個指定高度,并在該高度停2秒鐘)傳感器所受油壓力和裝載機斗內貨物重量成正比,故傳感器輸出電信號也正比于斗內貨物重量,傳感器輸出的電信號經過阻容濾波和運算放大器放大之后,再經A/D轉換,通過光電耦合器送入單片機的定時器通道,計算機進行數據處理(修正、去皮、累加、報警等),每斗凈重顯示2秒后,進入總重量顯示。總重量顯示由噸位開關和稱零頭開關控制(這是為了滿足鐵路貨車皮有50T、60T、61T、63T四種車型的滿噸位報警設置)。最后一斗為了補滿載重噸位,可邊倒出邊稱重,故設置了稱零頭開關。為了提高抗干擾能力采用了三級阻容濾波和光電耦合技術;為了確保電源的穩定性采用了串聯式多級穩壓技術和逆變電源技術,在電路中還設置了自動定高系統,從而滿足裝載機稱重精度在國際標準2%以內。
 此裝載機智能型稱重儀主要由傳感器、A/D轉換器、信號放大器、光電耦合器、單片機系統、自動定高系統、數碼顯示電路、加速度修正電路、溫度補償電路、報警電路、打印接口等組成。
總體方案采用了當今最先進的單片微型計算機技術,它可以多功能化、智能化等;在抗干擾方面采用了光電耦合技術、三級濾波技術、A/D雙積分平滑濾波技術;在提高數字穩定性方面采用了逆變電源技術和三端穩壓塊串聯穩壓技術。
 

裝載機智能稱重儀設計(含CAD電源電路圖,單片機接口圖)
裝載機智能稱重儀設計(含CAD電源電路圖,單片機接口圖)
裝載機智能稱重儀設計(含CAD電源電路圖,單片機接口圖)


目  錄
中文摘要    I
英文摘要    II
第一章  緒論    1
1.1 問題的提出    1
1.2 設計目的以及功能要求    1
1.3 傳感器的重要性及國內外的發展趨勢    2
1.4 本文的主要內容和意義    3
第二章 總體方案設計    4
2.2 稱重測量原理    4
2.3 總體方案的確定    5
第三章 稱重傳感器設計    7
3.1 傳感器概述    7
3.1.1 傳感器定義及其組成    7
3.1.3 對傳感器的要求    8
3.2 電阻應變式傳感器    9
3.2.1 彈性敏感元件    9
3.2.2 電阻應變片的結構和分類    13
3.2.3 電阻應變式傳感器的工作原理    14
3.2.4 電阻應變片的變換電路    16
3.2.5 壓力傳感器測量電路    20
3.3稱重傳感器設計    20
3.3.1 概述    20
3.3.2 基本原理及結構計算    21
第四章 電源電路    25
4.1基本穩壓電路    25
4.2集成穩壓元器件的選擇    26
4.3 穩壓電路的設計    28
第五章 傳感器信號放大電路    30
5.1 前置放大器與傳感器的配接特點    30
5.2 差動放大器的基本原理    31
5.2.1    分析推導輸出與輸入基本關系的依據    31
5.2.2 差動輸入放大電路閉環放大倍數的計算    32
5.3 差動輸入比例放大器的誤差分析    33
5.4  實際放大電路的設計    33
5.4.1 信號放大器的選擇    33
5.4.2 集成運算放大器的應用及主要特性參數    35
5.4.3 電路結構    37
第六章 A/D轉換電路    39
6.1 A/D轉換電路的選擇    39
6.1.1 A/D轉換電路的主要參數    39
6.1.2 雙積分A/D轉換電路的工作原理    39
6.2 A/D轉換芯片的選擇    41
6.2.1 四位半雙積分型A/D轉換器ICL7135    41
6.2.2 ICL7135的輸出時序    43
6.2.3 積分電阻、電容的參數選擇    44
6.2.4 內部結構及轉換原理    44
第七章  單片機系統    45
7.1  MCS-51系列單片機的結構    45
7.1.1 MCS-51單片機的基本組成    45
7.1.2 MCS-51系列    46
7.1.3 8051單片機的內部結構    46
7.2 8051單片機的引腳及其功能    47
7.3  MCS-51系列單片機接口設計    48
7.3.1 A/D轉換器與MCS-51單片機的接口設計    49
7.3.2 由8155構成的顯示器接口電路    50
7.3.3 打印機和MCS-51單片機的接口設計    50
第八章 自動控制定高測量系統    52
8.1 工作原理    52
第九章  結論    54
參 考 文 獻    56
致 謝    57

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