專利名稱：以太網(wǎng)絡(luò)組合式電子衡器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬稱量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及的是一種以太網(wǎng)絡(luò)組合式電子衡器。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的電子衡器將稱重傳感器的模擬信號(hào)迭加后通過A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理。其模擬信號(hào)和傳輸電路抗干擾能力差，也不便于檢測(cè)每一只傳感器的狀況，電子衡器的調(diào)試比較麻煩?，F(xiàn)在采用的數(shù)字式傳感器組合的電子衡器輸出的是RS232串行接口信號(hào)，速率慢，一般只能達(dá)到9600bpS，組網(wǎng)不方便，不能適應(yīng)速度較高的動(dòng)態(tài)稱重和高精度的實(shí)時(shí)稱重。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為克服上述存在的問題，提供一種適用于動(dòng)、靜態(tài)及高速狀況下稱重的以太網(wǎng)絡(luò)組合式電子衡器。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型的以太網(wǎng)絡(luò)組合式電子衡器，包括電源、稱重傳感器和設(shè)定有IP地址的稱重傳感器輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換板或轉(zhuǎn)換盒(以下簡(jiǎn)稱為轉(zhuǎn)換板或轉(zhuǎn)換盒)，電源是供橋電源和供電電源，稱重傳感器是電阻應(yīng)變式傳感器，轉(zhuǎn)換板或轉(zhuǎn)換盒是由電源、運(yùn)算放大器、A/D轉(zhuǎn)換器、邏輯控制器、Mcu微控制器或DSP數(shù)字信號(hào)處理器、程序存儲(chǔ)器、以太網(wǎng)絡(luò)控制器組成的，電源接稱重傳感器和轉(zhuǎn)換板或轉(zhuǎn)稱盒，轉(zhuǎn)換板或轉(zhuǎn)換盒的以太網(wǎng)絡(luò)控制器通過網(wǎng)線與以太網(wǎng)絡(luò)集線器或交換機(jī)相連，再通過網(wǎng)絡(luò)傳輸線或無線網(wǎng)卡與計(jì)算機(jī)或以太網(wǎng)絡(luò)專用稱重儀表相連。
上述的設(shè)定有IP地址的稱重傳感器至少為一只。
上述的轉(zhuǎn)換板組裝在稱重傳感器中。
上述的轉(zhuǎn)換盒通過電纜與稱重傳感器連接。
上述的稱重傳感器的第1腳與電源正極相連，第2腳與運(yùn)算放大器的芯片INA128的第2腳相連，第3腳接地，第4腳與運(yùn)算放大器的芯片INA128的第3腳相連。
上述的運(yùn)算放大器的運(yùn)算放大電路是由12V電源，INA128芯片，電阻R19組成的，芯片INA128的第7腳接12V電源的正極，第4腳接12V電源的負(fù)極，第1腳和第8腳與R19并聯(lián)，第2腳與稱重傳感器的第2腳相連，第3腳與稱重傳感器的第4腳相連，第5腳接地，第6腳串連R1后接A/D轉(zhuǎn)換器的第9腳。
上述的A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換電路是由A/D轉(zhuǎn)換器和電R1、電容C1組成的，A/D轉(zhuǎn)換器的第9腳與電阻R1串聯(lián)后與運(yùn)算放大器的芯片INA128的第6腳相連，第9腳串接C1后信號(hào)接地，第19腳與邏輯控制器的第35腳相連，第20腳與邏輯控制器的第36腳相連。
上述的邏輯控制器是PLD器件，PLD的第35腳與A/D轉(zhuǎn)換器的第19腳相連，第36腳與A/D轉(zhuǎn)換器的第20腳相連，第50腳與電源的正極相連，第25腳接地，第78腳與Mcu微控制器或DSP數(shù)字信號(hào)處理器的第108腳相連。
上述的Mcu微控制器或DSP數(shù)字信號(hào)處理器的數(shù)字信號(hào)處理電路是由Mcu微控制器或DSP數(shù)字信號(hào)處理器和電源組成的，Mcu微控制器或DSP數(shù)字信號(hào)處理器的第11腳與程序存儲(chǔ)器的第5腳相連，第13腳與電源正極相連，第14腳與程序存儲(chǔ)器的第8腳相連，第12腳接地，第4、5、6、7腳分別與以太網(wǎng)絡(luò)控制器第1、2、3、6腳相連。
上述的程序存儲(chǔ)器的程序存儲(chǔ)電路是由程序存儲(chǔ)器和電源組成的，程序存儲(chǔ)器的第6腳與電源的正極相連，第7腳接地，第5腳與Mcu微控制器或DSP數(shù)字信號(hào)處理器的第11腳相連，第8腳與Mcu微控制器或DSP數(shù)字信號(hào)處理器的第14腳相連。
本實(shí)用新型的以太網(wǎng)絡(luò)組合式電子衡器是一種由一只或多只設(shè)定有IP地址的傳感器或/和轉(zhuǎn)換盒采用以太網(wǎng)絡(luò)組合式構(gòu)成的電子衡器，其工作過程如下被測(cè)系統(tǒng)上的稱重傳感器的模擬信號(hào)經(jīng)第2、4腳輸出進(jìn)入運(yùn)算放大器的第2、3腳，經(jīng)運(yùn)算放大器放大后，通過第6腳輸出給A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，由A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器的第19、20腳輸出到邏輯控制器的第35、36腳，邏輯控制器在Mcu微控制器或DSP數(shù)字信號(hào)處理器的控制下，從第78腳輸出進(jìn)入DSP數(shù)字信號(hào)處理器的第108腳，DSP數(shù)字信號(hào)處理器執(zhí)行程序存儲(chǔ)器的指令，將數(shù)據(jù)按TCP/IP，ARP，ICMP，UDP協(xié)議進(jìn)行打包處理，通過以太網(wǎng)控制器與以太網(wǎng)絡(luò)集線器或交換機(jī)發(fā)送給計(jì)算機(jī)或以太網(wǎng)絡(luò)專用稱重儀表。
本實(shí)用新型的以太網(wǎng)絡(luò)組合式電子衡器每個(gè)稱重傳感器有IP地址，可以對(duì)稱重傳感器遠(yuǎn)程巡檢、修正參數(shù)。在檢定和使用中可以測(cè)試和修正角差、標(biāo)定。在維修時(shí)，通過以太網(wǎng)絡(luò)將該稱重傳感器的原始參數(shù)輸入后，即可保證電子衡器整體稱重?cái)?shù)據(jù)不變。由廠家提供一套稱重軟件，用戶可自行將稱重傳感器組合成各種電子衡器。當(dāng)稱重傳感器的體積允許時(shí)，可以將稱重傳感器的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成以太網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的電路板組裝在稱重傳感器中，當(dāng)稱重傳感器的體積較小時(shí)，可以將稱重傳感器輸出的模擬信號(hào)通過電纜傳輸?shù)睫D(zhuǎn)換盒中變換成以太網(wǎng)絡(luò)信號(hào)輸出。
本實(shí)用新型的以太網(wǎng)絡(luò)電子衡器傳輸速率高達(dá)10MbpS，適用于動(dòng)、靜態(tài)及高速狀況下稱重如軌道衡、汽車衡、及其他電子秤，尤其適用于高速動(dòng)態(tài)計(jì)量如動(dòng)態(tài)軌道衡、動(dòng)態(tài)汽車衡、鐵路貨車超偏載檢測(cè)裝置等。由于轉(zhuǎn)換和傳輸?shù)乃俣却蠓忍岣?，采樣的?shù)據(jù)量也相應(yīng)的大量增加，因此也大幅度地提高了電子衡器的稱重精度。


圖1是本實(shí)用新型的以太網(wǎng)絡(luò)組合式電子衡器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型的以太網(wǎng)絡(luò)組合式電子衡器的電器原理框圖。
圖3是本實(shí)用新型的以太網(wǎng)絡(luò)組合式電子衡器的橋式以太網(wǎng)絡(luò)稱重傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本實(shí)用新型的以太網(wǎng)絡(luò)組合式電子衡器的柱式以太網(wǎng)絡(luò)稱重傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是本實(shí)用新型的以太網(wǎng)絡(luò)組合式電子衡器的塞入式以太網(wǎng)絡(luò)稱重傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是本實(shí)用新型的以太網(wǎng)絡(luò)組合式電子衡器的稱重傳感器的電路圖。
圖7是本實(shí)用新型的以太網(wǎng)絡(luò)組合式電子衡器的運(yùn)算放大電路圖。
圖8是本實(shí)用新型的以太網(wǎng)絡(luò)組合式電子衡器的A/D轉(zhuǎn)換電路圖。
圖9是本實(shí)用新型的以太網(wǎng)絡(luò)組合式電子衡器的邏輯控制器的電路圖。
圖10是本實(shí)用新型的以太網(wǎng)絡(luò)組合式電子衡器的Mcu微控制器或DSP數(shù)字信號(hào)處理器的電路圖。
圖11是本實(shí)用新型的以太網(wǎng)絡(luò)組合式電子衡器的程序存儲(chǔ)器的電路圖。
圖12本實(shí)用新型以太網(wǎng)絡(luò)組合式電子衡器的以太網(wǎng)絡(luò)控制器的電路圖。
具體實(shí)施方式
如圖1、2所示，本實(shí)用新型的以太網(wǎng)絡(luò)電子衡器，包括電源1、稱重傳感器2和設(shè)定有IP地址的稱重傳感器2輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換板或轉(zhuǎn)換盒3，電源1是供橋電源和供電電源，稱重傳感器2是電阻應(yīng)變式傳感器，轉(zhuǎn)換板或轉(zhuǎn)換盒3是由電源1、運(yùn)算放大器4、A/D轉(zhuǎn)換器5、邏輯控制器6、Mcu微控制器或DSP數(shù)字信號(hào)處理器7、程序存儲(chǔ)器8、以太網(wǎng)絡(luò)控制器9組成的，電源1接稱重傳感器2和轉(zhuǎn)換板或轉(zhuǎn)稱盒3，轉(zhuǎn)換板或轉(zhuǎn)換盒3的以太網(wǎng)絡(luò)控制器9通過網(wǎng)線10與以太網(wǎng)絡(luò)集線器或交換機(jī)11相連，再通過網(wǎng)絡(luò)傳輸線12或無線網(wǎng)卡與計(jì)算機(jī)或以太網(wǎng)絡(luò)專用稱重儀表13相連。
上述的稱重傳感器2為16只，組成了稱體及傳感器陣列15，如圖1的虛線方框所示。
如圖3、4所示，轉(zhuǎn)換板3分別組裝在橋式、柱式稱重傳感器2中，通過引出電纜與以太網(wǎng)絡(luò)交換器或集線器11相連。
如圖5所示，轉(zhuǎn)換盒3通過電纜14與稱重傳感器2連接，再通過引出電纜與以太網(wǎng)絡(luò)交換器或集線器11相連。
如圖6所示，稱重傳感器2的第1腳與電源1正極相連，第2腳與運(yùn)算放大器4的芯片INA128的第2腳相連，第3腳接地，第4腳與運(yùn)算放大器4的芯片INA128的第3腳相連。
如圖7所示，運(yùn)算放大器4的運(yùn)算放大電路是由12V電源，INA128芯片，電阻R19組成的，芯片INA128的第7腳接12V電源的正極，第4腳接12V電源的負(fù)極，第1腳和第8腳與R19并聯(lián)，第2腳與稱重傳感器2的第2腳相連，第3腳與稱重傳感器2的第4腳相連，第5腳接地，第6腳串連R1后接A/D轉(zhuǎn)換器5的第9腳。
如圖8所示，A/D轉(zhuǎn)換器5的轉(zhuǎn)換電路是由A/D轉(zhuǎn)換器5和電阻R1、電容C1組成的，A/D轉(zhuǎn)換器5的第9腳與電阻R1串聯(lián)后與運(yùn)算放大器4的芯片INA128的第6腳相連，第9腳串接C1后信號(hào)接地，第19腳與邏輯控制器6的第35腳相連，第20腳與邏輯控制器6的第36腳相連。
如圖9所示，邏輯控制器6是PLD器件，PLD的第35腳與A/D轉(zhuǎn)換器5的第19腳相連，第36腳與A/D轉(zhuǎn)換器5的第20腳相連，第50腳與電源1的正極相連，第25腳接地，第78腳與Mcu微控制器或DSP數(shù)字信號(hào)處理器6的第108腳相連。
如圖10、12所示，Mcu微控制器或DSP數(shù)字信號(hào)處理器7的數(shù)字信號(hào)處理電路是由Mcu微控制器或DSP數(shù)字信號(hào)處理器7和電源1組成的，Mcu微控制器或DSP數(shù)字信號(hào)處理器7的第11腳與程序存儲(chǔ)器8的第5腳相連，第13腳與電源1正極相連，第14腳與程序存儲(chǔ)器8的第8腳相連，第12腳接地，第4、5、6、7腳分別與以太網(wǎng)絡(luò)控制器9第1、2、3、6腳相連。
如圖11所示，程序存儲(chǔ)器8的程序存儲(chǔ)電路是由程序存儲(chǔ)器8和電源1組成的，程序存儲(chǔ)器8的第6腳與電源1的正極相連，第7腳接地，第5腳與Mcu微控制器或DSP數(shù)字信號(hào)處理器7的第11腳相連，第8腳與Mcu微控制器或DSP數(shù)字信號(hào)處理器7的第14腳相連。
本實(shí)用新型的以太網(wǎng)絡(luò)組合式電子衡器是一種由一只或多只設(shè)定有IP地址的傳感器2或/和轉(zhuǎn)換盒3采用以太網(wǎng)絡(luò)組合式構(gòu)成的電子衡器，其工作過程如下被測(cè)系統(tǒng)上的稱重傳感器2的模擬信號(hào)經(jīng)第2、4腳輸出進(jìn)入運(yùn)算放大器4的第2、3腳，經(jīng)運(yùn)算放大器4放大后，通過第6腳輸出給A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器5轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，由A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器5的第19、20腳輸出到邏輯控制器6的第35、36腳，邏輯控制器6在Mcu微控制器或DSP數(shù)字信號(hào)處理器7的控制下，從第78腳輸出進(jìn)入DSP數(shù)字信號(hào)處理器7的第108腳，DSP數(shù)字信號(hào)處理器執(zhí)行程序存儲(chǔ)器的指令，將數(shù)據(jù)按TCP/IP，ARP，ICMP，UDP協(xié)議進(jìn)行打包處理，通過以太網(wǎng)控制器9與以太網(wǎng)絡(luò)集線器或交換機(jī)發(fā)送給計(jì)算機(jī)或以太網(wǎng)絡(luò)專用稱重儀表13。
本實(shí)用新型的以太網(wǎng)絡(luò)組合式電子衡器每個(gè)稱重傳感器2有IP地址，可以對(duì)稱重傳感器2遠(yuǎn)程巡檢、修正參數(shù)。在檢定和使用中可以測(cè)試和修正角差、標(biāo)定。在維修時(shí)，通過以太網(wǎng)絡(luò)將該稱重傳感器2的原始參數(shù)輸入后，即可保證電子衡器整體稱重?cái)?shù)據(jù)不變。由廠家提供一套稱重軟件，用戶可自行將稱重傳感器2組合成各種電子衡器。當(dāng)稱重傳感器2的體積允許時(shí)，可以將稱重傳感器的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成以太網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的電路板3組裝在稱重傳感器2中，當(dāng)稱重傳感器2的體積較小時(shí)，可以將稱重傳感器2輸出的模擬信號(hào)通過電纜14傳輸?shù)睫D(zhuǎn)換盒3中變換成以太網(wǎng)絡(luò)信號(hào)輸出。
權(quán)利要求1.一種以太網(wǎng)絡(luò)組合式電子衡器，包括電源(1)、稱重傳感器(2)和設(shè)定有IP地址的稱重傳感器(2)輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換板或轉(zhuǎn)換盒(3)，其特征在于電源(1)是供橋電源和供電電源，稱重傳感器(2)是電阻應(yīng)變式傳感器，轉(zhuǎn)換板或轉(zhuǎn)換盒(3)是由電源(1)、運(yùn)算放大器(4)、A/D轉(zhuǎn)換器(5)、邏輯控制器(6)、Mcu微控制器或DSP數(shù)字信號(hào)處理器(7)、程序存儲(chǔ)器(8)、以太網(wǎng)絡(luò)控制器(9)組成的，電源(1)接稱重傳感器(2)和轉(zhuǎn)換板或轉(zhuǎn)稱盒(3)，轉(zhuǎn)換板或轉(zhuǎn)換盒(3)的以太網(wǎng)絡(luò)控制器(9)通過網(wǎng)線(10)與以太網(wǎng)絡(luò)集線器或交換機(jī)(11)相連，再通過網(wǎng)絡(luò)傳輸線(12)或無線網(wǎng)卡與計(jì)算機(jī)或以太網(wǎng)絡(luò)專用稱重儀表(13)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以太網(wǎng)絡(luò)組合式電子衡器，其特征在于設(shè)定有IP地址的稱重傳感器(2)至少為一只。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以太網(wǎng)絡(luò)組合式電子衡器，其特征在于轉(zhuǎn)換板(3)組裝在稱重傳感器(2)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以太網(wǎng)絡(luò)組合式電子衡器，其特征在于轉(zhuǎn)換盒(3)通過電纜(14)與稱重傳感器(2)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3或4所述的以太網(wǎng)絡(luò)組合式電子衡器，其特征在于稱重傳感器(2)的第1腳與電源(1)正極相連，第2腳與運(yùn)算放大器(4)的芯片INA128的第2腳相連，第3腳接地，第4腳與運(yùn)算放大器(4)的芯片INA128的第3腳相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或3或4所述的以太網(wǎng)絡(luò)組合式電子衡器，其特征在于運(yùn)算放大器(4)的運(yùn)算放大電路是由12V電源，INA128芯片，電阻R19組成的，芯片INA128的第7腳接12V電源的正極，第4腳接12V電源的負(fù)極，第1腳和第8腳與R19并聯(lián)，第2腳與稱重傳感器(2)的第2腳相連，第3腳與稱重傳感器(2)的第4腳相連，第5腳接地，第6腳串連R1后接A/D轉(zhuǎn)換器(5)的第9腳。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或3或4所述的以太網(wǎng)絡(luò)組合式電子衡器，其特征在于A/D轉(zhuǎn)換器(5)的轉(zhuǎn)換電路是由A/D轉(zhuǎn)換器(5)和電阻R1、電容C1組成的，A/D轉(zhuǎn)換器(5)的第9腳與電阻R1串聯(lián)后與運(yùn)算放大器(4)的芯片INA128的第6腳相連，第9腳串接C1后信號(hào)接地，第19腳與邏輯控制器(6)的第35腳相連，第20腳與邏輯控制器(6)的第36腳相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的以太網(wǎng)絡(luò)組合式電子衡器，其特征在于邏輯控制器(6)是PLD器件，PLD的第35腳與A/D轉(zhuǎn)換器(5)的第19腳相連，第36腳與A/D轉(zhuǎn)換器(5)的第20腳相連，第50腳與電源(1)的正極相連，第25腳接地，第78腳與Mcu微控制器或DSP數(shù)字信號(hào)處理器(6)的第108腳相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或3或4所述的以太網(wǎng)絡(luò)組合式電子衡器，其特征在于Mcu微控制器或DSP數(shù)字信號(hào)處理器(7)的數(shù)字信號(hào)處理電路是由Mcu微控制器或DSP數(shù)字信號(hào)處理器(7)和電源(1)組成的，Mcu微控制器或DSP數(shù)字信號(hào)處理器(7)的第11腳與程序存儲(chǔ)器(8)的第5腳相連，第13腳與電源(1)正極相連，第14腳與程序存儲(chǔ)器(8)的第8腳相連，第12腳接地，第4、5、6、7腳分別與以太網(wǎng)絡(luò)控制器(9)第1、2、3、6腳相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或3或4所述的以太網(wǎng)絡(luò)組合式電子衡器，其特征在于程序存儲(chǔ)器(8)的程序存儲(chǔ)電路是由程序存儲(chǔ)器(8)和電源(1)組成的，程序存儲(chǔ)器(8)的第6腳與電源(1)的正極相連，第7腳接地，第5腳與Mcu微控制器或DSP數(shù)字信號(hào)處理器(7)的第11腳相連，第8腳與Mcu微控制器或DSP數(shù)字信號(hào)處理器(7)的第14腳相連。
專利摘要本實(shí)用新型屬稱量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及的是一種以太網(wǎng)絡(luò)組合式電子衡器。該電子衡器包括電源、稱重傳感器和設(shè)定有IP地址的傳感器的轉(zhuǎn)換板或轉(zhuǎn)換盒，電源是供橋電源和供電電源，稱重傳感器是電阻應(yīng)變式傳感器，電源接稱重傳感器和轉(zhuǎn)換板或轉(zhuǎn)換盒，轉(zhuǎn)換板或轉(zhuǎn)換盒的以太網(wǎng)絡(luò)控制器與以太網(wǎng)絡(luò)集線器或交換機(jī)相連，再通過網(wǎng)絡(luò)傳輸線或無線網(wǎng)卡與計(jì)算機(jī)或以太網(wǎng)絡(luò)專用稱重儀表相連。本實(shí)用新型的以太網(wǎng)絡(luò)組合式電子衡器傳輸速率高達(dá)10Mbps，適用于動(dòng)、靜態(tài)及高速狀況下稱重。由于轉(zhuǎn)換和傳輸速度大幅度提高，采樣的數(shù)據(jù)量也相應(yīng)地大量增加，因此也大幅度地提高了電子衡器的稱量精度。
文檔編號(hào)G01G23/18GK2763784SQ20052003280
公開日2006年3月8日 申請(qǐng)日期2005年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月12日
發(fā)明者孫熊岳, 劉濤, 張乃珂 申請(qǐng)人:成都貨安計(jì)量技術(shù)中心