稱重傳感器的原理及應(yīng)用

1、稱重傳感器的原理及應(yīng)用隨著技術(shù)的進(jìn)步,由稱重傳感器制作的電子衡器已廣泛地應(yīng)用到各行各業(yè),實(shí)現(xiàn)了對物料的快速、準(zhǔn)確的稱量，特別是隨著微處理機(jī)的出現(xiàn)，工業(yè)生產(chǎn)過程自動化程度化的不斷提高，稱重傳感器已成為過程控制中的一種必需的裝置，從以前不能稱重的大型罐、料斗等重量計測以及吊車秤、汽車秤等計測控制，到混合分配多種原料的配料系統(tǒng)、生產(chǎn)工藝中的自動檢測和粉粒體進(jìn)料量控制等，都應(yīng)用了稱重傳感器，目前，稱重傳感器幾乎運(yùn)用到了所有的稱重領(lǐng)域。1高速定量分裝系統(tǒng)本系統(tǒng)由微機(jī)控制稱重傳感器的稱重和比較，并輸出控制信號，執(zhí)行定值稱量，控制外部給料系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)行自動稱量和快速分裝的任務(wù)。系統(tǒng)采用MCS-51單片機(jī)和

2、V/F電壓頻率變換器等電子器件，其硬件電路框圖如圖1所示，用8031作為中央處理器，BCD拔碼盤作為定值設(shè)定輸入器，物料裝在料斗里，其重量使傳感器彈性體發(fā)生變形，輸出與重量成正比的電信號，傳感器輸出信號經(jīng)放大器放大后，輸入V/F轉(zhuǎn)換器進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成的頻率信號直接送入8031微處理器中，其數(shù)字量由微機(jī)進(jìn)行處理。微機(jī)一方面把物重的瞬時數(shù)字量送入顯示電路，顯示出瞬時物重，另一方面則進(jìn)行稱重比較，開啟和關(guān)閉加料口、放料于箱中等一系列的稱重定值控制。 圖1 原理框圖在整個定值分裝控制系統(tǒng)中，稱重傳感器是影響電子秤測量精度的關(guān)鍵部件，選用GYL-3應(yīng)變式稱重測力傳感器。四片電阻應(yīng)變片構(gòu)成全橋橋路，

3、在所加橋壓U不變的情況下，傳感器輸出信號與作用在傳感器上的重力和供橋橋壓成正比，而且，供橋橋壓U的變化直接影響電子稱的測量精度，所以要求橋壓很穩(wěn)定。毫伏級的傳感器輸出經(jīng)放大后，變成了0-10V的電壓信號輸出，送入V/F變換器進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，其輸出端輸出的頻率信號加到單片機(jī)8031定時器1的計數(shù)、輸入端T1上。在微機(jī)內(nèi)部由定時器0作計數(shù)定時，定時器0的定時時間由要求的A/D轉(zhuǎn)換分辯率設(shè)定。定時器1的計數(shù)值反映了測量電壓大小即物料的重量。在顯示的同時，計算機(jī)還根據(jù)設(shè)定值與測量值進(jìn)行定值判斷。測量值與給定值進(jìn)行比較，取差值提供PID運(yùn)算，當(dāng)重量不足，則繼續(xù)送料和顯示測量值。一旦重量相等或大于給定值，

4、控制接口輸出控制信號，控制外部給料設(shè)備停止送料，顯示測量終值，然后發(fā)出回答令，表示該袋裝料結(jié)束，可進(jìn)行下袋的裝料稱重。圖2所示為自動稱重和裝料裝置。每個裝料的箱子或袋子沿傳送帶運(yùn)動，直到裝有料的電子稱下面，傳送帶停止運(yùn)動，電磁線圈2通電，電子稱料斗翻轉(zhuǎn)，使料全部倒入箱子或袋子中，當(dāng)料倒完，傳送帶馬達(dá)再次通電，將裝滿料的箱子或袋子移出，并保護(hù)傳送帶繼續(xù)運(yùn)行，直到下一次空袋或空箱切斷光電傳感器的光源，與此同時，電子稱料箱復(fù)位，電磁線圈1通電，漏斗給電子秤自動加料，重量由微機(jī)控制，當(dāng)電子秤中的料與給定值相等時，電磁線圈1斷電，彈簧力使漏斗門關(guān)上。裝料系統(tǒng)開始下一個裝料的循環(huán)。當(dāng)漏斗中的料和傳送帶上的

5、箱子足夠多時，這個過程可以持續(xù)不斷地進(jìn)行下去。必要時，*作人員可以隨時停止傳送帶，通過拔碼盤輸入不同的給定值，然后再啟動，即可改變箱或袋中的重量。圖2 自動稱重和裝料裝置本系統(tǒng)選用不同的傳感器，改變稱重范圍，則可以用到水泥、食糖、面粉加工等行業(yè)的自動包裝中。2傳感器在商用電子秤中的應(yīng)用目前，商用電子計價秤的使用非常普及，逐漸會取代傳統(tǒng)的桿稱和機(jī)械案秤。電子計價秤在秤臺結(jié)構(gòu)上有一個顯著的特點(diǎn)：一個相當(dāng)大的秤臺，只在中間裝置一個專門設(shè)計的傳感器來承擔(dān)物料的全部重圖3 計價秤內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖量，如圖3所示。常用的電子計價秤傳感器的結(jié)構(gòu)如圖4所示，其中圖4（a）為雙連橢圓孔彈性體，秤盤用懸臂梁端部上平面

6、的兩個螺孔緊固；圖4（b）為梅花型四連孔彈性體，秤盤用懸臂梁端部側(cè)面的三個螺孔堅固，中間支桿上粘貼補(bǔ)償用的應(yīng)變片。這兩種形式的傳感器，在計價秤中用得最多。圖4（c）為三梁式彎曲彈性體，采樣彎曲應(yīng)力，對重量反應(yīng)敏感，宜用來制作小稱量計價秤。圖4（d）為三梁式剪切彈性體，采樣中間敏感梁的剪切應(yīng)力，宜用來制作幾百公斤稱量范圍計價秤。圖4 計價秤用彈性體結(jié)構(gòu)用這些復(fù)梁型高精度傳感器來支承一個大的稱重平臺，被稱重物又可能放置在任何稱臺的任意位置上，必然會產(chǎn)生四角示值誤差，對圖4（a），（b）兩種結(jié)構(gòu)形式的傳感器，可通過銼磨的形式進(jìn)行角差修正。對圖4(c)，(d)，它有上下兩根局部削弱的柔性輔助梁，使傳感

7、器對側(cè)向力、橫向力和扭轉(zhuǎn)力矩具有很強(qiáng)的抵抗能力，可以通過銼磨輔助梁的柔性部位來調(diào)整傳感器的靈敏系數(shù)和四角誤差。圖5為一種商用電子計價秤的電路框圖。傳感器采用的是圖4（b）所示的梅花型四連孔結(jié)構(gòu)，該秤具有置零、自動清除單價、零位自動跟蹤、自動去皮、次數(shù)累計和金額累計、打印輸出等功能，7段綠色熒光數(shù)碼管顯示，使用十分方便。圖5 電子計價秤的電路框圖圖6是采用CHBL3型號S型雙連孔彈性體稱重傳感器( http:/www.lance- 1/2液晶顯示片。該電子秤精度高，簡單實(shí)用，攜帶方便。稱重傳感器是一種高精度的傳感器，必須按規(guī)定的規(guī)格使用。若不按規(guī)定的規(guī)格使用，不僅不能發(fā)揮稱重的作用，而且容易損壞

8、，尤其是絕對不準(zhǔn)超過負(fù)荷安全值使用。圖6 手提秤的電路框圖對于因溫度變化對橋接零點(diǎn)和輸出，靈敏度的影響，即使采用同一批應(yīng)變片，也會因應(yīng)變片之間稍有溫度特性之差而引起誤差，所以對要求精度較高的傳感器，必須進(jìn)行溫度補(bǔ)償，解決的方法是在被粘貼的基片上采用適當(dāng)溫度系數(shù)的自動補(bǔ)償片，并從外部對它加以適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償。非線性誤差是傳感器特性中最重要的一點(diǎn)。產(chǎn)生非線性誤差的原因很多，一般來說主要是由結(jié)構(gòu)設(shè)計決定，通過線性補(bǔ)償，也可得到改善。滯后和蠕變是關(guān)于應(yīng)變片及粘合劑的誤差。由于粘合劑為高分子材料，其特性隨溫度變化較大，所以稱重傳感器必須在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)使用。在露天下使用傳感器，還應(yīng)考慮陽光直射產(chǎn)生的溫度影響

9、和風(fēng)壓的影響。如何用24位-模數(shù)轉(zhuǎn)換器CS1240設(shè)計電子秤   CS1240是一款中國本土開發(fā)的精密模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)芯片，分辨率為24位，有效精度高達(dá)21位，可以廣泛應(yīng)用于工業(yè)過程控制、電子秤、氣體/液體檢測儀和血液計等各種應(yīng)用。本文描述了該芯片的主要特點(diǎn)，并以普通和高精度電子秤為例，討論了CS1240的典型應(yīng)用電路。芯?？萍加邢薰咀灾餮邪l(fā)的CS1240是一款24位高精度、低功耗-模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，其分辨率為24位，有效精度高達(dá)21位，可以在2.7V-5.5V電源電壓條件下工作。 CS1240具有8個模擬輸入端、8個數(shù)字輸入輸出通道， 可以選擇輸入通道模擬緩沖器或者直接將

10、信號輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換器，模擬緩沖器可以有效提高芯片的輸入阻抗。芯片提供內(nèi)部測試電流(2微安)，可以檢測輸入端開路或短路情況。集成的8位數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)可以通過寄存器控制來調(diào)節(jié)輸入信號的偏置電壓，有效擴(kuò)大輸入信號的范圍，最大可以調(diào)整滿幅度(FS)的50%。 圖1：CS1240芯片功能結(jié)構(gòu)圖。CS1240/1241帶有片內(nèi)1128倍可編程增益放大器(PGA)，在128倍時，有效分辨率可達(dá)19位。調(diào)制器是一個二階-調(diào)制器，芯片的FIR濾波器提供50Hz和60Hz陷波濾波，有效提高芯片的抗干擾性能。 CS1240/1241提供兼容串行外圍接口(SPI)的串行接口總線，并且可以通過配

11、置使用多達(dá)8個數(shù)字I/O，只需要少量的外圍元件就可以構(gòu)成多種多樣的應(yīng)用電路。CS1240的功能結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。 典型應(yīng)用電路 電子秤是目前常用的計量儀器，廣泛應(yīng)用在人們的日常生活中，圖2示出了電子秤的基本原理圖。由于CS1240豐富的功能，并且?guī)в蠸PI接口可以方便的與MCU進(jìn)行通訊，因此只需極少量的外圍元件就可以構(gòu)成多種應(yīng)用方案，特別適合應(yīng)用在電子秤中。例如，由于片內(nèi)自帶PGA，因此就可以不需要外部的放大電路，這樣可減小系統(tǒng)的噪聲，降低成本。芯片帶有自糾正電路和系統(tǒng)糾正電路，可以糾正芯片及系統(tǒng)的增益誤差和失調(diào)誤差，進(jìn)一步提高了精度。CS1240的參考電壓輸入可以直接用電

12、源電壓，這樣就不需要額外的參考源，可以簡化電路設(shè)計、降低成本。 圖2：電子秤系統(tǒng)的基本組成。  1普通電子秤設(shè)計方案 圖3是采用CS1240實(shí)現(xiàn)的普通電子秤電路原理圖。傳感器出來的信號經(jīng)過外部的無源濾波器濾波后，送入到CS1240中。濾波器包括兩個部分：第一部分是由電感和電容組成的EMI濾波器，用來減小外部環(huán)境對于電路的影響；第二部分是由電阻和電容組成的RC濾波器，用來限制輸入信號的帶寬，降低輸入信號的噪聲。 由于CS1240內(nèi)部自帶有PGA電路，所以圖2中所示的放大部分在本電路中不需要。PGA的增益一般設(shè)置為64或者128。參考電壓輸入可以直接接在電源

13、和地上，因此不需要額外的參考電壓。為了減小參考源的噪聲，需要在參考源的輸入端加入10uF的濾波電容，這個電容越靠近芯片越好。在電路正常工作以前，可以通過自糾正和系統(tǒng)糾正來糾正芯片和系統(tǒng)的增益誤差以及失調(diào)誤差來提高整個系統(tǒng)的精度。 圖3：普通電子秤電路電氣原理圖。  CS1240通過SPI接口與MCU進(jìn)行通訊。SPI接口為標(biāo)準(zhǔn)的四線SPI接口，包括片選信號CS、串行時鐘SCLK、串行輸入SDI和串行輸出SDO。通過SPI接口，可以讀寫CS1240內(nèi)的各個控制寄存器和數(shù)據(jù)寄存器。可以看出，整個電路只需極少量的外圍元件(主要是一些起濾波作用的電容、電感以及電阻等無源器件)，實(shí)現(xiàn)起

14、來非常簡單。在設(shè)計電路時需要注意的是，因為CS1240是數(shù)?；旌闲酒?，為了防止數(shù)字部分的噪聲對模擬電路造成影響，最好使用單獨(dú)的數(shù)字電源和模擬電源，在電容的輸入端要加入旁路電容來減少電源噪聲對于電路的影響。在制作PCB板時，數(shù)字地和模擬地要分開，最后通過單點(diǎn)接觸連接起來。2高精度電子秤設(shè)計方案一般說來，傳感器輸出的電壓值都非常小，基本上都是毫伏級甚至微伏級。在設(shè)計高精度電子秤時，需要外部放大電路來獲得足夠的增益。圖4給出了高精度電子秤的電路原理圖。與圖3顯示的方案相比，這個電路主要是增加了由兩個運(yùn)算放大器(簡稱運(yùn)放)及電阻RG和RF組成的放大電路。這個放大電路的增益為： 圖4：高精度電子秤電氣原

15、理圖。 通過調(diào)節(jié)RG和RF的值，就可以獲得所需要的增益，配合CS1240提供的最大128倍增益，可以將輸入信號放大到所需要的幅度。選擇運(yùn)放時要注意，由于輸入信號的幅度很小，因此對運(yùn)放的噪聲性能和失調(diào)電壓要求非常高，應(yīng)選擇低噪聲、低失調(diào)的運(yùn)算放大器。本文小結(jié)目前，電子秤正朝著小型化、高精度、智能化方向發(fā)展。CS1240采用外形為10.2×5.3mm的SSOP28腳封裝，尺寸很小，所需的外圍器件也很少，滿足了電子秤小型化的需求；它還提供了24位無失碼，21位有效精度的高性能，滿足了電子秤高精度的需求；其內(nèi)置各種控制寄存器和數(shù)據(jù)寄存器，并且可以通過SPI接口方便地控制和讀取這些寄存器，滿足

16、了電子秤智能化的需求。因此CS1240是電子秤中模數(shù)轉(zhuǎn)換器的理想選擇。山東省電子設(shè)計大賽 （ 2004 年）  指導(dǎo)教師： 萬 鵬 姚福安 設(shè)計者： 劉永勝 杜 輝 楊媛媛 摘 要 本系統(tǒng)采用單片機(jī) AT89S52 為控制核心，實(shí)現(xiàn)電子秤的基本控制功能。系統(tǒng)的硬件部分包括最小系統(tǒng)板，數(shù)據(jù)采集、人機(jī)交互界面三大部分。最小系統(tǒng)部分主要是擴(kuò)展了外部數(shù)據(jù)存儲器，數(shù)據(jù)采集部分由壓力傳感器、信號的前級處理和 A/D 轉(zhuǎn)換部分組成。人機(jī)界面部分為鍵盤輸入 ， 128 64 點(diǎn)陣式液晶顯示，可以直觀的顯示中文，使用方便。 軟件部分應(yīng)用單片機(jī) C 語言實(shí)現(xiàn)了本設(shè)計的全部控制功能，包括基本的稱重功能，和

17、發(fā)揮部分的顯示購物清單的功能，可以設(shè)置日期和重新設(shè)定 10 種商品的單價，具有超重報警功能，由于系統(tǒng)資源豐富，還可以方便的擴(kuò)展其應(yīng)用 第一部分： 方案論證與比較 一、控制器部分 本系統(tǒng)基于 51系列單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)，因為系統(tǒng)需要大量的控制液晶顯示和鍵盤。不宜采用大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷篊PLD、FPGA來實(shí)現(xiàn)。（因為大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷话闶鞘褂脿顟B(tài)機(jī)方式來實(shí)現(xiàn)，即所解決的問題都是規(guī)則的有限狀態(tài)轉(zhuǎn)換問題。本系統(tǒng)狀態(tài)較多，難度較大。）另外系統(tǒng)沒有其它高標(biāo)準(zhǔn)的要求，我們最終選擇了AT89S52通用的比較普通單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計。內(nèi)部帶有8KB的程序存儲器，在外面擴(kuò)展了32K數(shù)據(jù)存儲器，以滿足系統(tǒng)要求。

18、二、數(shù)據(jù)采集部分 （ 1 ）、傳感器 題目要求稱重范圍 9.999Kg ，重量誤差不大于 Kg ，考慮到秤臺自重、振動和沖擊分量，還要避免超重?fù)p壞傳感器，所以傳感器量程必須大于額定稱重 。我們選擇的是 L-PSIII 型傳感器，量程 20Kg ，精度為 ，滿量程時誤差 0.002Kg 。可以滿足本系統(tǒng)的精度要求。其原理如下圖所示： 稱重傳感器主要由彈性體、電阻應(yīng)變片電纜線等組成，內(nèi)部線路采用惠更斯電橋，當(dāng)彈性體承受載荷產(chǎn)生變形時，輸出信號電壓可由下式給出： （ 2 ）、前級放大器部分 壓力傳感器輸出的電壓信號為毫伏級，所以對運(yùn)算放大器要求很高。 我們考慮可以采用以下幾種方案可以采用： 方案 一

19、 、利用普通低溫漂運(yùn)算放大器構(gòu)成多級放大器。 普通低溫漂運(yùn)算放大器構(gòu)成多級放大器會引入大量噪聲。由于 A/D 轉(zhuǎn)換器需要很高的精度，所以幾毫伏的干擾信號就會直接影響最后的測量精度。所以，此中方案不宜采用。 方案二、由高精度低漂移運(yùn)算放大器構(gòu)成差動放大器。 差動放大器具有高輸入阻抗，增益高的特點(diǎn)，可以利用普通運(yùn)放 ( 如 OP07) 做成一個差動放大器。 電阻 R1 、 R2 電容 C1 、 C2 、 C3 、 C4 用于濾除前級的噪聲， C1 、 C2 為普通小電容，可以濾除高頻干擾， C3 、 C4 為大的電解電容，主要用于濾除低頻噪聲。 優(yōu)點(diǎn)：輸入級加入射隨放大器，增大了輸入阻抗，中間級為

20、差動放大電路，滑動變阻器 R6 可以調(diào)節(jié)輸出零點(diǎn)，最后一級可以用于微調(diào)放大倍數(shù)，使輸出滿足滿量程要求。輸出級為反向放大器，所以輸出電阻不是很大，比較符合應(yīng)用要求。 缺點(diǎn)：此電路要求 R3 、 R4 相等，誤差將會影響輸出精度，難度較大。實(shí)際測量，每一級運(yùn)放都會引入較大噪聲。對精度影響較大。 方案 三 ：采用專用儀表放大器，如： INA126，INA121等。 此類芯片內(nèi)部采用差動輸入，共模抑制比高，差模輸入阻抗大，增益高，精度也非常好，且外部接口簡單。 以 INA126為例,接口如下圖所示： 放大器增益 ，通過改變 的大小來改變放大器的增益。 基于以上分析，我們決定采用制作方便而且精度很好的專

21、用儀表放大器 INA126 。 （ 3 ）、 A/D 轉(zhuǎn)換器 由上面對傳感器量程和精度的分析可知： A/D 轉(zhuǎn)換器誤差應(yīng)在 以下 12 位 A/D 精度： 10Kg/4096=2.44g 14 位 A/D 精度： 10Kg/16384=0.61g 考慮到其他部分所帶來的干擾 ,12 位 A/D 無法滿足系統(tǒng)精度要求。 所以我們需要選擇 14位或者精度更高的A/D。 方案一、逐次逼近型 A/D轉(zhuǎn)換器，如：ADS7805、ADS7804等。 逐次逼近型 A/D轉(zhuǎn)換，一般具有采樣/保持功能。采樣頻率高， 功耗比較低，是理想的高速、高精度、省電型 A/D 轉(zhuǎn)換器件。 高精度逐次逼近型 A/D轉(zhuǎn)換器一般

22、都帶有內(nèi)部基準(zhǔn)源和內(nèi)部時鐘，基于89C52構(gòu)成的系統(tǒng)設(shè)計時僅需要外接幾個電阻、電容。 但考慮到所轉(zhuǎn)換的信號為一慢變信號，逐次逼近型 A/D轉(zhuǎn)換器的快速的優(yōu)點(diǎn)不能很好的發(fā)揮，且根據(jù)系統(tǒng)的要求，14位AD足以滿足精度要求，太高的精度就反而浪費(fèi)了系統(tǒng)資源。所以此方案并不是理想的選擇。 方案二、雙積分型 A/D轉(zhuǎn)換器：如：ICL7135、ICL7109等。 雙積分型 A/D轉(zhuǎn)換器精度高，但速度較慢(如：ICL7135),具有精確的差分輸入，輸入阻抗高（大于 ），可自動調(diào)零，超量程信號，全部輸出于TTL電平兼容。 雙積分型 A/D轉(zhuǎn)換器具有很強(qiáng)的抗干擾能力。對正負(fù)對稱的工頻干擾信號積分為零，所以對50H

23、Z的工頻干擾抑制能力較強(qiáng)，對高于工頻干擾（例如噪聲電壓）已有良好的濾波作用。只要干擾電壓的平均值為零，對輸出就不產(chǎn)生影響。尤其對本系統(tǒng)，緩慢變化的壓力信號，很容易受到工頻信號的影響。故而采用雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器可大大降低對濾波電路的要求。 作為電子秤，系統(tǒng)對 AD的轉(zhuǎn)換速度要求并不高，精度上14位的AD足以滿足要求。另外雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器較強(qiáng)的抗干擾能力，和精確的差分輸入，低廉的價格。綜合的分析其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，我們最終選擇了ICL7135。 三、人機(jī)交互界面 （ 1 ）、鍵盤輸入 鍵盤輸入是人機(jī)交互界面中最重要的組成部分，它是系統(tǒng)接受用戶指令的直接途徑。 我們采用了專用的鍵盤顯示芯片 ZLG

24、7289。 Intel8279 是一種比較成熟的可編程鍵盤 / 顯示芯片，可以滿足小系統(tǒng)的要求。 ZLG7289 是周立功單片機(jī)公司設(shè)計的串行輸入輸出可編程鍵盤 / 顯示芯片有強(qiáng)大的鍵盤顯示功能，支持 64 鍵控制?？梢员容^方便的擴(kuò)展系統(tǒng)。另外 ZLG7289 內(nèi)部有譯碼電路，大大簡化了程序。 我們選擇功能更好的 ZLG7289 作為鍵盤掃描顯示芯片 （ 2 ）、顯示輸出 雖然 ZLG7289 具有控制數(shù)碼管顯示的功能，但考慮到本題目要求中文顯示，數(shù)碼管無法滿足，只能考慮用帶有中文字庫的液晶顯示器。由于可以分頁顯示，無需太大屏幕，我們選擇了點(diǎn)陣式 128 × 64 型 LCD OCM

25、4X8C 第二部分：具體實(shí)現(xiàn)方案 一、硬件組成： （一）、硬件結(jié)構(gòu)框圖如下： （ 二）、各部分硬件電路實(shí)現(xiàn) (1)、基于AT89S52的主控電路圖 主控電路以 89C52為核心擴(kuò)展32K RAM；單片機(jī)使用6M晶振，P0口外接上拉電阻，增大了帶負(fù)載能力；A12A15接74LS138譯碼器，輸出作外部片選信號。 擴(kuò)展了幾個接口用于其它部分于單片機(jī)的通信 （ 2）前端信號處理 INA126構(gòu)成的放大器及濾波電路： 通過調(diào)節(jié) 的阻值來改變放大倍數(shù)。微弱信號Vi1和Vi2被分別放大后從INA126的第6腳輸出。A/D轉(zhuǎn)換器ICL7135的輸入電壓變化范圍是-2V+2V，傳感器的輸出電壓信號在020mv

26、左右，因此放大器的放大倍數(shù)在200300左右，可將 接成 的滑動變阻器。 由于 ICL7135對高頻干擾不敏感，所以濾波電路主要針對工頻及其低次諧波引入的干擾。因為壓力信號變化十分緩慢，所以濾波電路可以把頻率做得很低。 （ 3）A/D轉(zhuǎn)換器 基于 ICL7135的A/D轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)電路： 基準(zhǔn)源選用芯片 MC1403 2.5V分壓得到： 由于 ICL7135內(nèi)部沒有振蕩器，所以需要外接。但A/D轉(zhuǎn)換器精度與時鐘頻率的漂移無關(guān)。正向積分時間T1和反向積分時間T2按相同比例增加并不影響測量的結(jié)果。ICL7135的時鐘頻率典型值為200kHz最高允許為1200kHz，時鐘頻率越高，轉(zhuǎn)換速度越快。每輸出

27、一位BCD碼的時間為200個時鐘周期，選通脈沖位于數(shù)據(jù)脈沖的中部，如果時鐘頻率太高，則數(shù)據(jù)的接受程序還沒有接受完畢，數(shù)據(jù)就已經(jīng)消失了?？紤]到此系統(tǒng)頻率要求不是太高，且單片機(jī)的工作頻率也不是很高，因此我們?nèi)r鐘頻率的典型值：200kHz。由于頻率比較低，對時鐘漂移要求不高，我們采用阻容方式實(shí)現(xiàn)了基本的振蕩電路。如下： 振蕩頻率約為 160kHz。 此外 ICL7135外部還需要外接積分電阻、積分電容，但A/D轉(zhuǎn)換器精度與外接的積分電阻、積分電容的精度無關(guān)，故可以降低對元件質(zhì)量的要求。不過積分電容和積分電容的介質(zhì)損耗會影響到A/D轉(zhuǎn)換器的精度，所以應(yīng)采用介質(zhì)損耗較小的聚丙乙烯電容 ICL7135還

28、需要外接基準(zhǔn)電源，這是因為芯片內(nèi)部的基準(zhǔn)源一般容易受到溫度的影響，而基準(zhǔn)電源的變化會直接影響轉(zhuǎn)換精度。所以當(dāng)精度要求較高時，應(yīng)采用外接基準(zhǔn)源。一般接其典型值1V。 (4) 、人機(jī)交互界面 (a) 、鍵盤接口圖： 鍵盤控制芯片 ZLG7289 控制鍵盤的掃描，當(dāng)監(jiān)測到有鍵按下后 ZLG7289 的 9 腳便產(chǎn)生一個低電平通知單片機(jī)，單片機(jī)可以采用查詢或者中斷方式將數(shù)據(jù)通過 P1.5 以串行方式讀入。因為查詢方式會浪費(fèi)大量的時間 , 所以本系統(tǒng)采用的是中斷方式。 (b) 、 LCD 顯示接口電路 . LCD 復(fù)位信號通過反相器接到單片機(jī)的 RESET 上，上電或手動復(fù)位時將隨單片機(jī)同時復(fù)位。由于復(fù)

29、位后并行口輸出高電平， LCD 處于選中狀態(tài)，此時 LCD 將輸出內(nèi)部狀態(tài)字，將會影響數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)傳輸。所以外接一個反相器。 二、軟件組成： （一）、流程圖  主程序流程如圖所示： 中斷服務(wù)程序流程圖如下：  （ 2）、軟件說明 由于涉及到大量數(shù)據(jù)的運(yùn)算，程序不宜采用匯編語言， C語言大大縮短了開發(fā)時間，且程序可讀性非常好。 程序中對 AD采入的數(shù)據(jù)進(jìn)行了數(shù)字濾波，進(jìn)一步減小AD讀入數(shù)據(jù)的誤差。 7289鍵盤控制采用中斷方式，加快了程序的執(zhí)行效率。 詳細(xì)的操作過程見使用說明。第三部分：測試及結(jié)果分析   測試結(jié)果及誤差分析： 砝碼重量（ g ） 實(shí)際顯示重量

30、1 （ g ） 實(shí)際顯示重量 2 （ g ） 實(shí)際顯示重量 3 （ g ） 100 99 99 98 150 148 147 149 200 195 197 198 250 244 246 244 300 295 296 294 350 342 344 343 400 393 395 396 450 443 443 444 500 493 494 495 550 552 551 553 600 590 593 594 650 641 641 642 700 689 692 693 750 740 740 741 800 790 791 790 850 839 840 842 900 887 8

31、88 888 950 938 938 938 1000 986 987 987 注：由于傳感器和其他器件本身并非理想線性，程序中對實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行了線性補(bǔ)償。 誤差分析：經(jīng)校準(zhǔn)，非線性補(bǔ)償后，誤差已基本達(dá)到要求。 所用測量儀器：總重 1Kg的砝碼，萬用表，示波器 第四部分：使用操作說明 本系統(tǒng)采用 32鍵鍵盤來實(shí)現(xiàn)，分為數(shù)字鍵：0-9，商品1-商品10，6個控制鍵。 本系統(tǒng)開機(jī)顯示公司名稱，后提示輸入收銀員編號和當(dāng)前日期。正確輸入后，進(jìn)入稱重顯示。 數(shù)字鍵和小數(shù)點(diǎn)鍵：用于輸入單價； 累加鍵：相當(dāng)于確認(rèn)，可以將當(dāng)然信息保存至購物清單；并且將金額累加，得到所購買商品的總金額。 去皮鍵：用于去除皮重；

32、清單價：用于輸入的單價錯誤的時候，重新輸入； 購物清單鍵：當(dāng)需要顯示當(dāng)前顧客的總的購物清單時，可以連續(xù)按下購物清單鍵，分頁顯示所購買的商品信息，并且若以達(dá)到最后一頁，則顯示總計金額，收銀員編號，和公司名稱，當(dāng)然日期。 運(yùn)行中如果顧客購買已存入的 10種商品，只需按下相應(yīng)的商品鍵，既可以將商品的名稱和單價以中文的形式顯示，同樣累加鍵保存此商品的信息，包括其重量，金額和當(dāng)前累計金額。 另外，已存入的 10種商品的單價均可重新設(shè)置，直接輸入其單價即可，方便實(shí)用。如果所稱重物超過了系統(tǒng)最大量程10Kg,則蜂明器發(fā)出報警聲音。 集成溫度傳感器AD590及其應(yīng)用作者：劉振全  出處：&

33、#160; 更新時間： 2004年11月12日   摘要：介紹了集成溫度傳感器AD590，給出了AD590測量熱力學(xué)溫度、攝氏溫度、兩點(diǎn)溫度差、多點(diǎn)最低溫度、多點(diǎn)平均溫度的具體電路，并以節(jié)能型溫、濕度控制系統(tǒng)為例介紹了利用AD590測兩點(diǎn)溫差電路的應(yīng)用。關(guān)鍵詞： AD590；集成溫度傳感器；溫度差；中圖分類號：TP368  TP212.11文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A   文章編號：1006-883X（2003）03-0035-03 一、引言集成溫度傳感器實(shí)質(zhì)上是一種半導(dǎo)體集成電路，它是利用晶體管的b-e結(jié)壓降的不飽和值VBE與

34、熱力學(xué)溫度T和通過發(fā)射極電流I的下述關(guān)系實(shí)現(xiàn)對溫度的檢測： 式中，K波爾茲常數(shù)；          q電子電荷絕對值。集成溫度傳感器具有線性好、精度適中、靈敏度高、體積小、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，得到廣泛應(yīng)用。集成溫度傳感器的輸出形式分為電壓輸出和電流輸出兩種。電壓輸出型的靈敏度一般為10mV/K，溫度0時輸出為0，溫度25時輸出2.982V。電流輸出型的靈敏度一般為1mA/K。  二、AD590簡介AD590是美國模擬器件公司生產(chǎn)的單片集成兩端感溫電流源。它的主要特性如下：1、流過器件的電流（mA）等

35、于器件所處環(huán)境的熱力學(xué)溫度（開爾文）度數(shù)，即：mA/K式中： 流過器件（AD590）的電流，單位為mA； T熱力學(xué)溫度，單位為K。2、AD590的測溫范圍為-55+150。3、AD590的電源電壓范圍為4V30V。電源電壓可在4V6V范圍變化，電流 變化1mA，相當(dāng)于溫度變化1K。AD590可以承受44V正向電壓和20V反向電壓，因而器件反接也不會被損壞。4、輸出電阻為710MW。5、精度高。AD590共有I、J、K、L、M五檔，其中M檔精度最高，在-55+150范圍內(nèi)，非線性誤差為±0.3。 三、AD590的應(yīng)用電路1、基本應(yīng)用電路圖1（a）是AD590的封裝形式，圖1（

36、b）是AD590用于測量熱力學(xué)溫度的基本應(yīng)用電路。因為流過AD590的電流與熱力學(xué)溫度成正比，當(dāng)電阻R1和電位器R2的電阻之和為1kW時，輸出電壓VO隨溫度的變化為1mV/K。但由于AD590的增益有偏差，電阻也有誤差，因此應(yīng)對電路進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整的方法為：把AD590放于冰水混合物中，調(diào)整電位器R2，使VO=273.2mV?；蛟谑覝叵?25)條件下調(diào)整電位器,使VO=273.2+25=298.2（mV）。但這樣調(diào)整只可保證在0或25附近有較高精度。2、攝氏溫度測量電路如圖2所示，電位器R2用于調(diào)整零點(diǎn)，R4用于調(diào)整運(yùn)放LF355的增益。調(diào)整方法如下：在0時調(diào)整R2，使輸出VO=0，然后在100

37、時調(diào)整R4使VO=100mV。如此反復(fù)調(diào)整多次，直至0時，VO=0mV，100時VO=100mV為止。最后在室溫下進(jìn)行校驗。例如，若室溫為25，那么VO應(yīng)為25mV。冰水混合物是0環(huán)境，沸水為100環(huán)境。要使圖2中的輸出為200mV/，可通過增大反饋電阻（圖中反饋電阻由R3與電位器R4串聯(lián)而成）來實(shí)現(xiàn)。另外，測量華氏溫度（符號為）時，因華氏溫度等于熱力學(xué)溫度減去255.4再乘以9/5，故若要求輸出為1mV/，則調(diào)整反饋電阻約為180kW，使得溫度為0時， VO=17.8mV；溫度為100時，VO=197.8mV。AD581是高精度集成穩(wěn)壓器，輸入電壓最大為40V，輸出10V。3、溫差測量電路及

38、其應(yīng)用(1). 電路與原理分析<!endif> 圖3是利用兩個AD590測量兩點(diǎn)溫度差的電路。在反饋電阻為100kW的情況下，設(shè)1#和2# AD590處的溫度分別為 （）和 （），則輸出電壓為 。圖中電位器R2用于調(diào)零。電位器R4用于調(diào)整運(yùn)放LF355的增益。由基爾霍夫電流定律：               （1）由運(yùn)算放大器的特性知：           

39、0;                   （2）                            （3）調(diào)節(jié)調(diào)零電位器R2使：   &

40、#160;         （4）由（1）、（2）、（4）可得： 設(shè)：R4=90kW則有： =     =                （5）其中， 為溫度差，單位為。由式（5）知，改變 的值可以改變VO的大小。(2). 應(yīng)用舉例以某節(jié)能型藥材倉庫溫、濕度控制系統(tǒng)為例，若要求庫房溫度低于T，相對濕度低于A1B1%RH。則采取的

41、兩種控制模式如下：控制模式一：當(dāng)庫內(nèi)相對濕度高于A1B1%RH且?guī)焱鉁囟鹊陀赥時，進(jìn)行庫內(nèi)外通風(fēng)。這種方式是利用庫內(nèi)外濕度差進(jìn)行空氣的交換，以達(dá)到庫內(nèi)除濕的要求，其優(yōu)點(diǎn)是高效、節(jié)能、節(jié)省資金。但這種方式受到嚴(yán)格的控制。首先，庫外的相對濕度要低于庫內(nèi)的，它們之間的差要大于A2B2%RH，這樣才能有效保證及時地進(jìn)行庫內(nèi)的除濕。其次，庫內(nèi)庫外的溫度差要小于T，這是因為，如果在庫外溫度遠(yuǎn)高于庫內(nèi)溫度時進(jìn)行通風(fēng)，熱空氣進(jìn)入庫區(qū)后遇上冷空氣就會造成藥品、器材表面結(jié)露的現(xiàn)象，進(jìn)而影響藥品和器材的質(zhì)量。反之，如果在庫內(nèi)溫度遠(yuǎn)高于庫外溫度時進(jìn)行通風(fēng)，冷空氣進(jìn)入庫內(nèi)后也會在藥品器材表面結(jié)露。另外，庫外溫度不能接近

42、T。這是因為，如果庫外溫度接近T時進(jìn)行通風(fēng)，很可能使密閉的庫溫升高，從而超過溫度上限T?？刂颇Ｊ蕉寒?dāng)溫度高于T或濕度高于A1B1%RH但不滿足第一種情況時，開啟冷凍空調(diào)機(jī)組進(jìn)行庫內(nèi)降溫除濕。為避免因庫內(nèi)外溫差過大通風(fēng)時藥品、器材表面結(jié)露的現(xiàn)象，必須嚴(yán)格控制系統(tǒng)溫差值的精度。傳統(tǒng)的測溫差方法是對兩點(diǎn)溫度分別進(jìn)行處理（調(diào)理電路、A/D、運(yùn)算處理）后求差值，此方法所得溫差精度低。庫內(nèi)外溫差測量可采用圖3所示電路，利用溫差值直接與設(shè)定值相比較，既能保證較高的精度，又簡化了系統(tǒng)的軟件設(shè)計，提高了系統(tǒng)的可靠性。4、N點(diǎn)最低溫度值的測量將不同測溫點(diǎn)上的數(shù)個AD590相串聯(lián)，可測出所有測量點(diǎn)上的溫度最低值。

43、該方法可應(yīng)用于測量多點(diǎn)最低溫度的場合。5、N點(diǎn)溫度平均值的測量把N個AD590并聯(lián)起來，將電流求和后取平均，則可求出平均溫度。該方法適用于需要多點(diǎn)平均溫度但不需要各點(diǎn)具體溫度的場合。 四、結(jié)束語     AD590測量熱力學(xué)溫度、攝氏溫度、兩點(diǎn)溫度差、多點(diǎn)最低溫度、多點(diǎn)平均溫度的具體電路，廣泛應(yīng)用于不同的溫度控制場合。由于AD590精度高、價格低、不需輔助電源、線性好，常用于測溫和熱電偶的冷端補(bǔ)償。 參考文獻(xiàn)：1  王福瑞.單片微機(jī)測控系統(tǒng)設(shè)計大全M.北京:北京航空航天大學(xué)出版社,1998,282-283.2  王

44、大海. 新型溫濕度自動控制系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用J.電子工程師, 2002,28(3):33-36.3  蔣敏蘭,胡生清,幸國全.AD590溫度傳感器的非線性補(bǔ)償及應(yīng)用J.傳感器技術(shù),2001,20(10):54-55.4  張志利,蔡偉. 基于AD590的溫度測控裝置研究J.自動化與儀器儀表, 2001, (2):37-39.5Zhao Yongzhong etc. ZWB-2 intelligent multimeter, Intelligent Processing Systems, 1997. ICIPS '97. 1997 IEEE International

45、Conference  ,1997,2:1470-1472. Integrated Temperature Sensor AD590 And Its ApplicationsAbstract: The Integrated temperature sensor AD590 is introduced and the concrete circuit for measuring some kinds of temperature is given at the same time, such as thermodynamic temperature, Celsius, temperat

46、ure, temperature difference, the lowest temperature, the average temperature and so on. The applying circuit for measuring the temperature difference is introduced in the economic system of temperature and humidity measurement.  Keywords: AD590; Integrated Temperature Sensor; Temperature differ

47、ence電動車鉛酸蓄電池的脈沖快速充電設(shè)計來源：電源技術(shù)應(yīng)用  作者：杜娟娟 裴云慶 王兆安       摘要：對快速充電原理進(jìn)行了闡述，針對蓄電池充電過程中出現(xiàn)的種種問題，采用了分級定電流的脈沖快速充電方案，提出了充電器的硬件電路和控制軟件的設(shè)計方案。該充電方案對充分發(fā)揮蓄電池的功效，提高對蓄電池的充電速度，減少充電損耗，延長蓄電池的使用壽命具有重要意義。    關(guān)鍵詞：電動車；鉛酸蓄電池；脈沖快速充電引言以動力蓄電池為能源的電動車被認(rèn)為是21世紀(jì)的綠色工程，它的出現(xiàn)將汽車工業(yè)的發(fā)展帶入了一個全新的領(lǐng)域

48、。目前，電動車核心部件中的電動機(jī)、控制器和車體三大部件在理論和技術(shù)上已較為成熟，而另兩大部件蓄電池、充電器的發(fā)展還不能滿足電動車的要求，有一些理論和技術(shù)問題還有待攻關(guān)，現(xiàn)已成為影響電動交通工具發(fā)展的瓶頸。目前，我國的電動車用動力蓄電池大多為鉛酸蓄電池，這主要是由于鉛酸蓄電池具有技術(shù)成熟、成本低、電池容量大、跟隨負(fù)荷輸出特性好、無記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)然，也有一些高性能電池，比如鋰電池、燃料電池等。鋰離子電池電動車在深圳已投入試運(yùn)營，由上海研制的第二代燃料電池轎車"超越二號"也于2004年5月在北京的國際氫能大會上露面，但都還未能得到廣泛的推廣應(yīng)用。雖然近年來蓄電池自身的技術(shù)有了

49、不小的進(jìn)步，但作為其能量再次補(bǔ)充的充電器的發(fā)展非常緩慢，傳統(tǒng)的常規(guī)充電時間過長，快速充電技術(shù)至今仍未能完全解決，嚴(yán)重地制約著電動車的發(fā)展。自鉛酸蓄電池問世以來，由于各種技術(shù)條件的限制，所采用的充電方法均未能遵從電池內(nèi)部的物理化學(xué)規(guī)律，使整個充電過程存在著嚴(yán)重的過充電和析氣等現(xiàn)象，充電效率低。電動車用動力蓄電池與一般蓄電池還有所不同，它以較長時間中等電流持續(xù)放電為主，間或以大電流放電，用于起動、加速或爬坡。一般來說，電動車用蓄電池多工作在深度充放電工作狀態(tài)。因此，對電動車用動力蓄電池的快速充電提出了不同于常規(guī)電池的要求，它必須具有充電時間短、對蓄電池使用壽命影響小以及充滿電判斷準(zhǔn)確的特點(diǎn)。1 脈

50、沖快速充電法的理論基礎(chǔ)理論和實(shí)踐證明，蓄電池的充放電是一個復(fù)雜的電化學(xué)過程。一般地說,充電電流在充電過程中隨時間呈指數(shù)規(guī)律下降,不可能自動按恒流或恒壓充電。充電過程中影響充電的因素很多,諸如電解液的濃度、極板活性物的濃度、環(huán)境溫度等的不同,都會使充電產(chǎn)生很大的差異。隨著放電狀態(tài)、使用和保存期的不同,即使是相同型號、相同容量的同類蓄電池的充電也大不一樣。1972年，美國科學(xué)家馬斯在第二屆世界電動汽車年會上提出了著名的馬斯三定律，即1）對于任何給定的放電電流，蓄電池充電時的電流接受比a與電池放出的容量的平方根成反比，即式中：K1為放電電流常數(shù)，視放電電流的大小而定；C為蓄電池放出的容量。由于蓄電池

51、的初始接受電流Io=aC，所以I0=aC=K1(根號C)   （2）2）對于任何給定的放電量，蓄電池充電電流接受比a與放電電流Id的對數(shù)成正比，即a=K2logkId    （3）式中：K2為放電量常數(shù)，視放電量的多少而定；k為計算常數(shù)。3）蓄電池在以不同的放電率放電后，其最終的允許充電電流It（接受能力）是各個放電率下的允許充電電流的總和，即：It=I1I2I3I4.    （4）式中：I1、I2、I3、I4.為各個放電率下的允許充電電流。綜合馬斯三定律,可以推出，蓄電池的總電流接受比可表示為=It/Ct

52、0;   （5）式中：Ct=C1C2C3C4.為各次放電量的總和，即蓄電池放出的全部電量。馬斯三定律說明，在充電過程中，當(dāng)充電電流接近蓄電池固有的微量析氣充電曲線時，適時地對電池進(jìn)行反向大電流瞬間放電，以消除電池的極化現(xiàn)象，可以提高蓄電池的充電接受能力，如圖1所示。也就是說通過反向大電流放電，可以使蓄電池的可接受電流曲線不斷右移，同時其陡度不斷增大，即值增大，從而大大提高充電速度，縮短充電時間。馬斯三定律的提出至今已有30多年，目前為止這一理論雖未得到有效的驗證，但在理論上和實(shí)踐上都證明了它的可行性，脈沖快速充電法正是基于這個理論而提出的一種快速充電方式。2 充電方法設(shè)計基

53、于上述理論，并考慮到鉛酸蓄電池自身的一些特性，本文介紹的快速充電裝置所采用的充電方法將整個充電過程分為了預(yù)充電、脈沖快速充電、補(bǔ)足充電、浮充電4個階段，如圖2所示。根據(jù)蓄電池充電前的殘余電量，進(jìn)入不同的充電階段。2.1 預(yù)充電對長期不用的電池、新電池或在充電初期已處于深度放電狀態(tài)的蓄電池充電時，一開始就采用快速充電會影響電池的壽命。為了避免這一問題要先對蓄電池實(shí)行穩(wěn)定小電流充電，使電池電壓上升，當(dāng)電池電壓上升到能接受大電流充電的閾值時再進(jìn)行大電流快速充電。2.2 脈沖快速充電在快速充電過程中，采用分級定電流脈沖快速充電法，將充電電流分成三級，如圖3所示。開始充電時采用大電流，隨著電池容量的增加

54、，電壓逐漸升高，電流等級開始降低，使充電電流的脈沖幅度和寬度隨蓄電池端電壓的升高而分級減小。采用這種方法可以消除充電接近充滿時易出現(xiàn)的振蕩現(xiàn)象及過充電問題。在脈沖快速充電過程中，電池電壓上升較快，當(dāng)電壓上升至補(bǔ)足充電電壓閾值時，轉(zhuǎn)入補(bǔ)足充電階段。2.3 補(bǔ)足充電快速充電終止后，電池并不一定充足電，為了保證電池充入100的電量，對電池還要進(jìn)行補(bǔ)足充電。此階段充電采用恒壓充電，可使電池容量快速恢復(fù)。此時充電電流逐漸減小，當(dāng)電流下降至某一閾值時，轉(zhuǎn)入浮充階段。2.4 浮充電此階段主要用來補(bǔ)充蓄電池自放電所消耗的能量，只要電池接在充電器上并且充電器接通電源，充電器就會給電池不斷補(bǔ)充電荷，這樣可使電池總

55、處于充足電狀態(tài)。此時也標(biāo)志著充電過程已結(jié)束。3 充電電路設(shè)計3.1 充放電硬件電路設(shè)計主電路采用半橋功率變換電路，如圖4所示。在半橋式功率變換器中,功率管所承受的最大電壓與正激式或反激式變換器中功率管承受的電壓相比要小。這樣可以選用耐壓值低的MOSFET，使導(dǎo)通電阻相應(yīng)下降,同時也降低了導(dǎo)通損耗。用集成PWM控制芯片SG3525結(jié)合半橋式功率變換電路共同組成充電器的功率變換部分。與單片機(jī)相連的檢測電路的充電電壓由分壓精密電阻取得，經(jīng)過相應(yīng)的放大后送至單片機(jī)的A/D口；充電電流經(jīng)過精密電阻采樣、放大，然后也送至單片機(jī)的A/D口；蓄電池溫度經(jīng)過溫度傳感器，將對應(yīng)的電壓量放大后送至單片機(jī)的A/D口。

56、3.2 軟件設(shè)計本系統(tǒng)軟件部分的主要功能是，通過對蓄電池狀態(tài)的檢測，使充電轉(zhuǎn)入不同的充電階段；進(jìn)入不同的充電階段后，通過一定的算法，改變SG3525的輸出脈沖寬度，實(shí)現(xiàn)各個不同階段的充電；暫停充電和終止充電的控制；并顯示充電器當(dāng)前狀態(tài)。軟件流程圖如圖5所示。4 結(jié)語本文介紹的單片機(jī)控制的鉛酸蓄電池脈沖快速充電系統(tǒng)，采用分級定電流脈沖快速充電法，在整個充電過程中，隨著充入電池電量的增加逐步降低充電電流等級，使鉛酸蓄電池的充電接受率顯著提高，充電時間大大縮短，且減小了對電池壽命的影響。電動車不斷發(fā)展的同時也在推動蓄電池自身性能的不斷提高，還有電力電子器件的發(fā)展以及計算機(jī)控制在工業(yè)上的廣泛應(yīng)用，為適

57、應(yīng)不同用戶及部門的要求，各種智能化的充電設(shè)備也正在興起。用TL494實(shí)現(xiàn)單回路控制器 摘要：介紹了以電壓驅(qū)動型脈寬調(diào)制控制集成電路TL494為核心元件并加上簡單濾波電路及RC放電回路所構(gòu)成的回路控制器。它能把脈沖寬度變化的信號轉(zhuǎn)換成與脈沖寬度成正比變化的直流信號,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)閉環(huán)單回路控制。     關(guān)鍵詞：脈寬調(diào)制 回路控制 低通濾波TL494是美國德州儀器公司生產(chǎn)的一種電壓驅(qū)動型脈寬調(diào)制控制集成電路,主要應(yīng)用在各種開關(guān)電源中。本文介紹它與相應(yīng)的輸入、輸出電路等一起構(gòu)成一個單回路控制器。1 TL494管腳配置及其功能TL494的內(nèi)部電路由基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路、振蕩電路、

58、間歇期調(diào)整電路、兩個誤差放大器、脈寬調(diào)制比較器以及輸出電路等組成。圖1是它的管腳圖,其中1、2腳是誤差放大器I的同相和反相輸入端;3腳是相位校正和增益控制;4腳為間歇期調(diào)理,其上加03.3V電壓時可使截止時間從2%線懷變化到100%;5、6腳分別用于外接振蕩電阻和振蕩電容;7腳為接地端;8、9腳和11、10腳分別為TL494內(nèi)部兩個末級輸出三極管集電極和發(fā)射極;12腳為電源供電端;13腳為輸出控制端,該腳接地時為并聯(lián)單端輸出方式,接14腳時為推挽輸出方式;14腳為5V基準(zhǔn)電壓輸出端,最大輸出電流10mA;15、16腳是誤差放大器II的反相和同相輸入端。2 回路控制器工作原理回路控制器的方框圖如圖2所示。被控制量（如壓力、流量、溫度等）通過傳感器交換為05V的電信號,作為閉環(huán)回路的反饋信號,通過有源簡單二階低通濾波電路進(jìn)行平滑、去除雜波干擾后送給TL494的誤差放大器I的IN+同相輸入端。設(shè)定輸入信號是由TL494的5V基準(zhǔn)電壓源經(jīng)一精密多圈電位器分壓,由電位器動端通過有