1硬件设计硬件电路的设计思想：在满足称重变送器高精度要求的前提条件下，结合软件算法。尽可能降低硬件成本。在选用高性能元器件的同时，结合新的软件算法来提高称重变送器的精度。各部分硬件的组成为：硬件滤波：采用LC无源滤波，滤出高频信号干扰3前置放大器：选用AD623构成固定增益放大器，提高输入阻抗，保护后续电路。
和电阻构成，提供漂移校正算法所需电压。
多路模拟开关：选用CD4052，完成电路状态切换。
可编程放大器：选用AD623和数字电位器X9C103，实现放大器增益的精细变化。）A/D转换器：选用高精度24位转换器CS5532. 1.1可编程放大器称重变送器处理的信号量程范围为0~36mV，并且要求介于其间的量程变换几乎是无级的。目前市场上数字增益放大器PGA不但成本高，而且数字增益通常为1、2、4、16等有级数，满足不了实际要求，所以选用可通过外接电阻的控制来实现增益变换的放大器AD623，AD623的增益计算公式：这样设计的重点在于选用一款精度适中的数字电位器，满足增益的连续变化，这里选用具有100胸躜抽头、阻值为10kn的数字电位器X9C103，数字电位器存在一定的温漂问题，温漂引起的电位器电阻变化导致可编程放大器增益漂移。
本文介绍了一种新的漂移校正算法来克服数字电位器温漂问题。可编程放大器的外接电阻是由数字电位器先串联5lfi电阻，后并联6800D电阻构成，可编程放大器增益变化范围为25.2~211.8，增益递增最小量为0.1，因此能够满足实际要求。
1.2A/D转换器A/D转换器选用Cm'usLogic公司的24位A型CS5532.该转换器采用电荷平衡技术和极低噪声的可编程增益斩波稳定测量放大器，能够达到24位分辨率输出结果。
CS5532内置可编程增益放大器PGIA，所以它的模拟输出可直接处理称重传感器毫伏级输出信号，大大简化了与传感器接口设计但由于内置增益为1、2，4、8、16、32等有级数，不能满足设计需求，所以本设计将内置增益设置为1.多级可编程数字滤波器使其转换速率可在7.5Hz~3.84kHz的范围内任选，方便与外设的通讯。该A/D转换器具有简便的同步串行接口，使转换的数据以串行方式输出，它与SH、Micrcnvire兼容。
此外，CS5532内部有一个完整的自校正系统，可进行自校准和系统校准，可消除A/D本身零点增益和漂移误差，以及系统通道的失调和增益误差。'宽的动态特性、可编程输出速率、灵活的供电方式以及简便的三线串行输出方式，使CS5532广泛应用于电子枰，过程控制及医疗仪器等领域，也成为本设计的最佳选择方案。
CS5532外围接口设计简单，主要考虑两个问题：CS5532电源滤波网络，实际证明本设计的方案取得很好的滤波效果；电源本身会存在温漂和零源，影响测量准确度，因此本电路将传感器的供桥电压同时作CS5532的电压。
1.3六线制长线补偿法传统的四线制接法存在3个问题改变电缆长度将产生称重结果的系统误差；当温度变化时，电缆电阻将带来称重误差；激励电源本身的不稳定会带来称重误差。
本设计采用六线制长线补偿法，达到“比率电压测量”和“长线补偿”两个目的，这样称重变送器的准确度只与传感器、放大器和A/D转换器这三者的指标有关，而与电缆连线的长短、导线周围的环境以及供桥电压的稳定性无关。
2滤波技术称重变送器的数据采集通道常会存在随机干扰信号，为了滤除干扰，提高信号质量，通常在传感器和A/D转换器前加有源或无源RLC滤波网络，构成模拟滤波器对信号实施频率滤波。但是模拟滤波器受到电容量的限制，在低频和甚低频时实现比较困难，而数字滤波器不存在这些问题，它具有高精度、高可靠性和高稳定性的特点，因而被广泛应用。本文将模拟滤波与数字滤波相结合。模拟滤波硬件由LC实现，数字滤波采用两种数字滤波算法。）防脉冲干扰平均值滤波在脉冲干扰比较严重的场合，如果采用一般的平均值法，则干扰将会平均到结果中去，故平均值法不易消除由于脉冲干扰而引起的误差。为此，本称重变送器的原始数据处理是对每点连续采样8次，去掉2个最大值和2个最小值，然后再取剩下4个采样值的平均值，作为本次采样值送入采样值队列，准备二次滤波。
采用滑动平均值法滤波，先在RAM中建立一个数据缓冲区，将采样值队列中对应的8个防脉冲干扰平均值滤波后的数据值拷贝到数据缓冲区，然后再对这8个数据求防脉冲干扰平均值。这样排除了由于采样频率过高，导致采样点防脉冲干扰平均值滤波后的数据成为脉冲干扰信号的可能性。
3称重变送器漂移处理算法称重传感器漂移包括零点漂移和增益漂移。产生这两种漂移的原因很多，如元器件制造公差、温厉微麟rF锢塍度系数变化、材料变质、电源电压波动、工艺不良、在外界温度、湿度、电压、振动冲击影响下参数发生变化等等。为了消除这两种漂移对称量准确度的影响，本文介绍的漂移校正算法，其硬件基础为电压网络，由主控机AT89C52定时间隔对电压网络采样两个电压，利用电压所反应出来的漂移，可以成功的校正实际测量值的偏差。假定电路初始状态采样的两个电压为Va）和V，。，电压数字量为D+和Dw，可得电路初始情况的数学关系式：斜率k= I初始模拟量，3.1零点漂移为零点漂移关系示意图。
本文关键字：变送器 电工基础，电工技术 - 电工基础
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