動態稱重(zhong)顯示器模數(shu)轉換(huan)

動態(tai)稱重(zhong)顯示器模數(shu)轉換(huan)稱重(zhong)顯示器作(zuo)為(wei)電子衡器的(de)大腦中樞,它(ta)融合(he)了當今先進的(de)信(xin)息技術和(he)計(ji)算機(ji)技術,在(zai)動(dong)態(tai)稱重(zhong)中將(jiang)起(qi)到(dao)關(guan)鍵(jian)作用,因(yin)此(ci)在設計(ji)動態(tai)電子衡器時(shi)應(ying)首(shou)先(xian)設(she)計(ji)或(huo)選(xuan)擇壹種合(he)適的(de)動態稱重(zhong)顯示器。動(dong)態(tai)稱重(zhong)技術的(de)研(yan)究方(fang)興(xing)未艾,是衡器的(de)發展方向,動態(tai)稱重(zhong)儀(yi)表應(ying)首(shou)其沖,為(wei)我國衡器的(de)發展作出更(geng)大的(de)貢獻。動(dong)態(tai)稱重(zhong)的(de)理論研(yan)究更(geng)應(ying)加(jia)大力度(du),為(wei)我國的(de)衡器發展指(zhi)明(ming)方(fang)向(xiang)。

壹、動態(tai)稱重(zhong)儀(yi)表的(de)技術現(xian)狀(zhuang)動(dong)態(tai)稱重(zhong)儀(yi)表是所(suo)有(you)動態(tai)衡器所(suo)用儀(yi)表的(de)統稱,是(shi)指(zhi)被稱物體在(zai)運(yun)動 中就能(neng)得到(dao)其質(zhi)量的(de)儀(yi)表,不 同(tong)的(de)應(ying)用(yong)場合(he)對稱重(zhong)儀(yi)表有(you)不同(tong)的(de)功能(neng)、指(zhi)標(biao)和(he)參數的(de)要求(qiu)。在目(mu)前 的(de)情況(kuang)下,動(dong)態稱重(zhong)儀(yi)表主(zhu)要有(you)動態(tai)軌道衡用(yong)儀(yi)表、定量(liang)秤用(yong)儀(yi)表、配料(liao)秤(cheng)用儀(yi)表、皮帶秤用(yong)儀(yi)表、動態(tai)汽(qi)車(che)衡用(yong)儀(yi)表等,它(ta)們(men)各(ge)有(you) 自己(ji)的(de)特殊要求(qiu),但同(tong)時(shi)又有(you)共同(tong)的(de)壹點:那(na)就(jiu)是(shi)高(gao)的(de)采(cai)樣速(su)率(lv),即(ji)高(gao)的(de) A / D轉換(huan)速(su)率(lv)。在(zai)現有(you)動態(tai)稱重(zhong)儀(yi)表中,高(gao)速(su)A / D轉(zhuan)換(huan)主(zhu)要有(you)積(ji)分(fen)式(shi)、壹△式(shi)、逐次逼(bi)近(jin)式(shi)等,它(ta)們(men)各(ge)有(you)優(you)缺點,其中積(ji)分(fen)式(shi)和(he)壹△式(shi)A / D轉換(huan)應(ying)用(yong)較(jiao)多(duo),尤其壹△式(shi)A / D轉換(huan)風頭(tou)正緊,這從產(chan)品廣告(gao)中可 以看(kan)出(chu)。

二、關於壹△式(shi)A / D轉換(huan)壹△式(shi)A / D轉換(huan)的(de)基(ji)本原(yuan)理(li)是(shi)以很低(di)的(de)采(cai)樣分(fen)辨(bian)率(lv) (1位(wei) )和(he)很高(gao)的(de)采(cai)樣速(su)率(lv)將(jiang)模擬(ni)信(xin)號(hao)數(shu)字(zi)化(hua),通(tong)過(guo)使用過(guo)采(cai)樣、噪聲(sheng)整(zheng)形和(he)數字(zi)濾(lv)波(bo)等方(fang)法(fa)增(zeng)加(jia)有(you)效(xiao)分辨(bian)率(lv),然(ran)後(hou)再對輸出進行采(cai)樣抽(chou)取(qu)處(chu)理(li)以降低(di)有(you)效(xiao)采(cai)樣速(su)率(lv)。所(suo)謂(wei)過(guo)采(cai)樣 ( voersamPling)就(jiu)是(shi)在直流(liu)輸人信(xin)號(hao)上(shang)疊(die)加(jia)壹個交流信(xin)號(hao),並(bing)用比(bi)這交流信(xin)號(hao)頻(pin)率(lv)高(gao)得多的(de)采(cai)樣頻(pin)率(lv)進行采(cai)樣,此(ci)時得到(dao)的(de)數字(zi)輸出值(zhi)將(jiang)是(shi)變(bian)化的(de),用這些(xie)采(cai)樣結果的(de)平 均(jun)值(zhi)表示 A D C的(de)轉換(huan) 結果便(bian) 能(neng)得到(dao)比(bi)用(yong)同(tong)樣(yang)ADC高(gao)得多的(de)采(cai)樣分(fen)辨(bian)率(lv)。壹△式(shi)A / D轉換(huan)最早應(ying)用(yong)於(yu)音(yin)頻方(fang)面,最近(jin)幾(ji)年(nian)方(fang)才應(ying)用(yong) 於(yu)衡器行業(ye),其顯著(zhu)的(de)特點是采(cai)樣速(su)率(lv)快,達到(dao) 100次/秒以上,分辨(bian)率(lv)高(gao),達到(dao) 24位(wei),是看(kan)中了壹△式(shi)A / D轉換(huan)器的(de)高(gao)速(su)率(lv)和(he)高(gao)分辨(bian)率(lv)的(de)特點,方才將(jiang)其應(ying)用(yong)於(yu)動(dong)態(tai)稱重(zhong)儀(yi)表中。隨著(zhe)應(ying)用(yong)的(de)增(zeng)多,壹△式(shi)A / D轉換(huan)器的(de)缺點也越來越明(ming)顯,抗幹(gan)擾(rao)性差(cha),有(you)效(xiao)分辨(bian)率(lv)達不到(dao)器件(jian)所(suo)說位(wei)數(61 位(wei)的(de)壹△式(shi)A / D轉換(huan)器只(zhi)能(neng)達到(dao) 21壹41 位(wei)的(de)應(ying)用(yong)精度,24 位(wei)的(de)壹△式(shi)A / D轉換(huan)器只(zhi)能(neng)達到(dao)20位(wei)的(de)應(ying)用(yong)精度。),同(tong)時(shi)由(you)於(yu)-△式(shi)A /D轉換(huan)內(nei)的(de)數字(zi)濾(lv)波(bo)器需(xu)要(yao)較(jiao)長(chang)的(de)建立 時間,並(bing)且這些(xie)器件(jian)大多采(cai)用串(chuan)行輸出,這些(xie)均(jun)造(zao)成(cheng)實(shi)際(ji)的(de)有(you)效(xiao)采(cai)樣速(su)率(lv)大大下降(jiang),影(ying)響(xiang)了實際使用效(xiao)果。在實際(ji)應(ying)用(yong)中達不到(dao)器件(jian)所(suo)說的(de)分辨(bian)率(lv)和(he)轉換(huan)速(su)率(lv)。

三(san)、關 於(yu)積(ji)分(fen)式(shi)A / D轉換(huan)積(ji)公(gong)式(shi)A / D轉換(huan)器是(shi)稱重(zhong)儀(yi)表 中常用 的(de)壹種A / D轉(zhuan)換(huan)形式(shi),已經(jing)被大家所(suo)熟知,其實質(zhi)是測量和(he) 比較(jiao)兩個(ge) (或(huo)三(san)個 ) 積(ji)分(fen)的(de)時間,壹個是(shi)對模擬(ni)輸人電壓(ya)積(ji)分(fen)的(de)時間T。,此(ci)時間往(wang)往(wang)是固(gu)定的(de),另壹個是(shi)以充電後(hou)的(de)電壓(ya)為(wei)初(chu)值,對參考電壓(ya)VRef反(fan)向(xiang)積(ji)分(fen),積(ji)分(fen)電容對放電指(zhi)令(ling)所(suo)需的(de)時間Ti。模擬(ni)輸人 電壓(ya)Vi與(yu)參(can)考電壓(ya)VRef:之(zhi)比(bi),等於上(shang)述(shu)兩個(ge)時(shi)間之(zhi)比(bi)。其雙積(ji)分(fen)的(de)波(bo)形。由(you)於(yu)TO、VRef為己(ji)知的(de)固(gu)定常數,因此(ci)反(fan)向(xiang)積(ji)分(fen)時間Ti(對VRef反(fan)向(xiang)積(ji)分(fen) )與輸人模擬(ni)電壓(ya)V,在(zai) To 時(shi)間內(nei)的(de)平均(jun)值(zhi)成(cheng)正比。輸人電壓(ya)Vi愈(yu)高(gao),VA愈(yu)大,Ti就愈(yu)長(chang)。在Ti 開始時刻(ke),控制邏輯(ji)同(tong)時(shi)打(da)開計(ji)數器的(de)控制門開始計(ji)數,直到(dao)積(ji)分(fen)器恢(hui)復(fu)到(dao)零(ling)電平時,計(ji)數停(ting)止。則(ze)計(ji)數器所(suo)計(ji)出的(de)數字(zi)即(ji)正比於(yu)在輸人電壓(ya)Vi在(zai)T0 時(shi)間內(nei)的(de)平均(jun)值(zhi),於(yu)是(shi)完(wan)成(cheng)了壹次A / D轉換(huan)。 由(you)於(yu)雙積(ji)分(fen)式(shi)A / D轉換(huan)是側(ce)量(liang)輸人電壓(ya) Vi在(zai)T。時(shi)間內(nei)的(de)平均(jun)值(zhi),所(suo)以對常態幹(gan)擾(rao) (串(chuan)模幹(gan)擾(rao) )有(you)很強(qiang)的(de)抑制作用(yong),尤其對正負(fu)波(bo)形對稱 的(de)幹(gan)擾(rao)信(xin)號(hao),抑(yi)制效(xiao)果更(geng)好(hao)。雙積(ji)分(fen)式(shi)A / D轉換(huan)器電路簡單,抗千(qian)擾(rao)能(neng)力強(qiang),精度高(gao),但轉換(huan)速(su)度(du)較(jiao)慢,只(zhi)適合(he)靜態儀(yi)表,不適合(he)動態儀(yi)表。為了保持(chi)優(you)點,克服(fu)缺點,滿足動態(tai)儀(yi)表的(de)要求(qiu),人們對其進行了改(gai)進,設計(ji) 出了多積(ji)分(fen)式(shi)A / D轉換(huan)器,使分辨(bian)率(lv)達到(dao)1/20 萬(wan)以上 (相(xiang)當於18 位(wei) ),采(cai)樣速(su)率(lv)達到(dao) 70 次/秒,*可(ke)以滿足動態(tai)儀(yi)表 的(de)要求(qiu)。

四(si)、關(guan)於 A / D內(nei)碼數(shu) (分辨(bian)率(lv) )在(zai)稱重(zhong)儀(yi)表中,A / D內(nei)碼數(shu) (分辨(bian)率(lv) ) 是(shi)比(bi)較(jiao)重(zhong)要(yao)的(de)壹項(xiang)指(zhi)標(biao),在前幾(ji)年(nian),這項(xiang)指(zhi)標(biao)被某些(xie)廠(chang)家作為壹個賣(mai)點,說其儀(yi)表內(nei)分辨(bian)率(lv)達到(dao)1 / 10 萬(wan) (20 位(wei) )以上。可實際(ji)有(you)效(xiao)內(nei)分辨(bian)率(lv)達不到(dao)這個指(zhi)標(biao)。由(you)於(yu)電子衡器大都在150 到(dao)600 個(ge)分(fen)度(du)範圍(wei)內(nei),其所(suo)用稱重(zhong)儀(yi)表按 10 個(ge) 內(nei)碼折算(suan)壹個分(fen)度(du),則(ze)6萬(wan)個內(nei)碼以上即可滿(man)足(zu)壹般電子衡器的(de)需要,再考慮其它(ta)因(yin)素,儀(yi)表有(you)效(xiao) 內(nei)碼數(shu)在 20 萬(wan)左右(you)即可(ke)滿足(zu)要求(qiu),若再高(gao)將(jiang)徒(tu)勞無(wu)益。