專利名稱：通信型噸位檢測(cè)模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鍛壓設(shè)備壓力值檢測(cè)裝置，具體說是一種通信型噸位檢測(cè)模塊。
背景技術(shù)：
噸位檢測(cè)主要應(yīng)用于鍛壓設(shè)備壓力值的檢測(cè)。目前主流的噸位檢測(cè)方法大多采用壓力傳感器將壓力值轉(zhuǎn)化成電壓值，再經(jīng)過多級(jí)的差分運(yùn)算放大器、保持電路后輸出模擬量的電壓值以供PLC等設(shè)備使用。由于現(xiàn)有的噸位檢測(cè)方法采用壓力傳感器將壓力值轉(zhuǎn)化成電壓值，其精度存在很大的誤差，同時(shí)是利用模擬量的電壓值直接輸出，數(shù)據(jù)傳輸距離受限且容易受到環(huán)境中的 電磁干擾，從而使檢測(cè)的壓力值不準(zhǔn)確，而且模擬量的電壓值輸出使得PLC在使用這些數(shù)據(jù)時(shí)占用了大量的資源，增加了 PLC程序的復(fù)雜度及可靠性。
發(fā)明內(nèi)容發(fā)明目的本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有噸位檢測(cè)存在的上述技術(shù)問題，提供一種測(cè)量數(shù)據(jù)可靠、數(shù)據(jù)傳輸距離不受限制且輸出數(shù)據(jù)便于PLC設(shè)備使用的通信型噸位檢測(cè)模塊。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用了如下的技術(shù)方案一種通信型噸位檢測(cè)模塊，它包括電阻橋，所述電阻橋的信號(hào)輸出端通過差分運(yùn)算放大器連接峰值保持電路的信號(hào)輸入端；峰值保持電路的信號(hào)輸出端通過A/D轉(zhuǎn)換電路連接單片機(jī)的信號(hào)輸入端，所述單片機(jī)的信號(hào)輸出端通過RS485通信接口連接PLC的信號(hào)輸入端；其中，所述的差分運(yùn)算放大器包括電阻Rl和電阻R2，電阻Rl分別與電阻R3、放大器Ul的2腳相連；電阻R2分別與電阻R4、放大器Ul的3腳相連；放大器Ul的6腳分別連接電阻R3、電阻R5 ;放大器Ul的4腳、7腳分別通過電容Cl、電容C2接地；電阻R4的另一端接地；放大器Ul的5腳、8腳分別連接正負(fù)12V電壓；所述的峰值保持電路包括電阻R6，電阻R6分別連接電容C3、放大器U2的2腳，電容C3的另一端接地；放大器U2的I腳分別接電阻R7、二極管Dl的正極，二極管Dl的負(fù)極接放大器U2的3腳和電阻R8 ；電阻R7的另一端接放大器U3的4腳、6腳和二極管D4的正極；電阻R8的另一端接二極管D2的正極，二極管D2的負(fù)極分別接電阻R9、二極管D3的正極、二極管D4的負(fù)極；二極管D3的負(fù)極分別接導(dǎo)通開關(guān)S2、電容C4、放大器U3的5腳；電容C4的另一端接地；導(dǎo)通開關(guān)S2的另一端接電阻R8、二極管D2的正極；放大器U2、放大器U3分別連接有正負(fù)12V的電壓。所述單片機(jī)采用采用LPC1766處理器。本實(shí)用新型的一種通信型噸位檢測(cè)模塊，首先通過電阻橋?qū)毫χ缔D(zhuǎn)化成微弱的電壓信號(hào)輸出，再通過精密差分運(yùn)算放大器對(duì)該信號(hào)進(jìn)行放大，然后連接峰值保持電路，通過峰值保持電路可以將本次沖擊過程中的最大壓力值記憶，然后再通過A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將該信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的形式輸出給單片機(jī)處理，單片機(jī)可對(duì)信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)、計(jì)算相應(yīng)的增益得到噸位值并通過RS485通信接口傳輸給PLC等外圍設(shè)備使用。有益效果本實(shí)用新型通過在峰值保持電路和PLC之間設(shè)置A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和單片機(jī)，將峰值保持電路輸出的模擬信號(hào)換成數(shù)字信號(hào)，然后再通過單片機(jī)存儲(chǔ)、計(jì)算得到相應(yīng)的噸位值，并通過RS485通信的方式傳輸給PLC等設(shè)備使用，從而使數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃砸约巴ㄐ啪嚯x得到了很大的提高，由于傳輸給PLC的是數(shù)字量的噸位值，這樣PLC就可以直接使用這些數(shù)據(jù)，不需要再經(jīng)過復(fù)雜的計(jì)算處理，只需要占用很少的資源和很簡(jiǎn)單的程序就可以實(shí)現(xiàn)。

圖I為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖2為本實(shí)用新型的差分運(yùn)算放大器的示意圖。 圖3為本實(shí)用新型的峰值保持電路的示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的通信型噸位檢測(cè)模塊做更進(jìn)一步的解釋。如圖I所示，本實(shí)用新型的通信型噸位檢測(cè)模塊包括電阻橋I、差分運(yùn)算放大器2、峰值保持電路3、A/D轉(zhuǎn)換電路4和單片機(jī)5。其中，電阻橋I為高精度電阻橋，差分運(yùn)算放大器2采用高精密差分運(yùn)算放大器電路，峰值保持電路3采用高性能峰值保持電路，A/D轉(zhuǎn)換電路4采用具備12位的A/D轉(zhuǎn)換功能的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、單片機(jī)5采用ARM單片機(jī)，配備有RS485通信接口 6。電阻橋I的信號(hào)輸出端依次通過差分運(yùn)算放大器2、峰值保持電路3、A/D轉(zhuǎn)換電路4連接單片機(jī)5的信號(hào)輸入端，單片機(jī)5的信號(hào)輸出端通過RS485通信接口 6連接PLC的信號(hào)輸入端。單片機(jī)5為ARM單片機(jī)，ARM單片機(jī)為M3內(nèi)核的32位處理器LPC1766，具有處理速度快、內(nèi)部外設(shè)多、通用IO 口多等特點(diǎn)。在本模塊中單片機(jī)主要功能包括使用單片機(jī)內(nèi)部12位的A/D轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換并保存數(shù)據(jù)；控制不同工作模式下的硬件電路結(jié)構(gòu)；用于接收PLC等設(shè)備輸入的鍛壓機(jī)床的容量值，從而換算出A/D轉(zhuǎn)換完成的數(shù)據(jù)與噸位值之間的增益，從而計(jì)算出正常工作時(shí)的噸位值；設(shè)定具體的RS485通信協(xié)議波特率、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度、校驗(yàn)方式等。本實(shí)用新型的工作原理首先將電阻橋I安裝在鍛壓設(shè)備上，當(dāng)設(shè)備工作時(shí)，電阻橋I將受到不同程度的拉伸或壓縮，并輸出相對(duì)應(yīng)的模擬量的電壓值。由于輸出的模擬量電壓值是很微小的，所以必須通過高精密差分運(yùn)算放大器2進(jìn)行100倍的放大處理，本實(shí)用新型采用0P27高精密差分運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)，具有低噪音、低漂移、高速度、優(yōu)良的共模抑制比等特點(diǎn)。其中的放大器采用差分差分運(yùn)算放大器，如圖2所示，所述的差分運(yùn)算放大器2包括電阻Rl和電阻R2，電阻Rl分別與電阻R3、放大器Ul的2腳相連；電阻R2分別與電阻R4、放大器Ul的3腳相連；放大器Ul的6腳分別連接電阻R3、電阻R5 ;放大器Ul的4腳、7腳分別通過電容Cl、電容C2接地；電阻R4的另一端接地；放大器Ul的5腳、8腳分別連接正負(fù)12V電壓。如圖3所示，所述的峰值保持電路3包括電阻R6，電阻R6分別連接電容C3、放大器U2的2腳，電容C3的另一端接地；放大器U2的I腳分別接電阻R7、二極管Dl的正極，二極管Dl的負(fù)極接放大器U2的3腳和電阻R8 ；電阻R7的另一端接放大器U3的4腳、6腳和二極管D4的正極；電阻R8的另一端接二極管D2的正極、導(dǎo)通開關(guān)S2，二極管D2的負(fù)極分別接電阻R9、二極管D3的正極、二極管D4的負(fù)極；二極管D3的負(fù)極分別接導(dǎo)通開關(guān)S2、電容C4、放大器U3的5腳；電容C4的另一端接地；放大器U2、U3分別接正負(fù)12V的電壓。在整個(gè)沖壓的過程中U2對(duì)放大器在不同時(shí)刻輸出的電壓值進(jìn)行比較，將峰值電壓保存在電容C4中，本實(shí)用新型中采用金屬聚酯膜電容作為電壓保持電容，具有漏電流小、電壓保持時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)，同時(shí)采用反相漏電流很小的FDH333 二極管，保持峰值電壓可以通過導(dǎo)通開關(guān)(型號(hào)S2D2)進(jìn)行釋放。實(shí)時(shí)的模擬量電壓以及經(jīng)峰值保持電路保持的峰值電壓通過高精度12位的A/D轉(zhuǎn)換電路4被轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的形式，本實(shí)用新型中的A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換采用ARM單片機(jī)自帶的12位精度的A/D模塊。單片機(jī)5對(duì)A/D轉(zhuǎn)換好的電壓值進(jìn)行存儲(chǔ)、計(jì)算增益得到相應(yīng)的噸位值并通過RS485通信接口 6傳輸給PLC等設(shè)備使用。本實(shí)用新型采用NXP公司LPC1766處理器，該 處理器采用ARM CrotexM3內(nèi)核，自帶8通道12位高精度A/D轉(zhuǎn)換模塊，I2C接口等外設(shè)。軟件首先初始化硬件，然后進(jìn)行AD采集處理模擬信號(hào)，通過軟件算法進(jìn)行濾波使數(shù)據(jù)更可靠，最后設(shè)定485通信速率、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度、校驗(yàn)方式等進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。RS485通信接口電路采用ADM2486，具有高速、隔離等特點(diǎn)。以上所述僅是本實(shí)用新型的通信型噸位檢測(cè)模塊的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種通信型噸位檢測(cè)模塊，其特征在于它包括電阻橋(1)，所述電阻橋(I)的信號(hào)輸出端通過差分運(yùn)算放大器(2)連接峰值保持電路(3)的信號(hào)輸入端；峰值保持電路(3)的信號(hào)輸出端通過A/D轉(zhuǎn)換電路(4)連接單片機(jī)(5)的信號(hào)輸入端，所述單片機(jī)(5)的信號(hào)輸出端通過RS485通信接口(6)連接PLC的信號(hào)輸入端； 其中，所述的差分運(yùn)算放大器包括電阻Rl和電阻R2，電阻Rl分別與電阻R3、放大器Ul的2腳相連；電阻R2分別與電阻R4、放大器Ul的3腳相連；放大器Ul的6腳分別連接電阻R3、電阻R5 ;放大器Ul的4腳、7腳分別通過電容Cl、電容C2接地；電阻R4的另一端接地；放大器Ul的5腳、8腳分別連接正負(fù)12V電壓； 所述的峰值保持電路包括電阻R6，電阻R6分別連接電容C3、放大器U2的2腳，電容C3 的另一端接地；放大器U2的I腳分別接電阻R7、二極管Dl的正極，二極管Dl的負(fù)極接放大器U2的3腳和電阻R8 ；電阻R7的另一端接放大器U3的4腳、6腳和二極管D4的正極；電阻R8的另一端接二極管D2的正極，二極管D2的負(fù)極分別接電阻R9、二極管D3的正極、二極管D4的負(fù)極；二極管D3的負(fù)極分別接導(dǎo)通開關(guān)S2、電容C4、放大器U3的5腳；電容C4的另一端接地；導(dǎo)通開關(guān)S2的另一端接電阻R8、二極管D2的正極；放大器U2、放大器U3分別連接有正負(fù)12V的電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種通信型噸位檢測(cè)模塊，其特征在于所述單片機(jī)(5)采用LPC1766處理器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種通信型噸位檢測(cè)模塊，它包括電阻橋，所述電阻橋的信號(hào)輸出端通過差分運(yùn)算放大器連接峰值保持電路的信號(hào)輸入端；峰值保持電路的信號(hào)輸出端通過A/D轉(zhuǎn)換電路連接單片機(jī)的信號(hào)輸入端，所述單片機(jī)的信號(hào)輸出端通過RS485通信接口連接PLC的信號(hào)輸入端。本實(shí)用新型利用電阻橋原理實(shí)現(xiàn)壓力值到電壓值的轉(zhuǎn)換并將峰值保持電路輸出的模擬信號(hào)換成數(shù)字信號(hào)，然后再通過單片機(jī)處理得到對(duì)應(yīng)的噸位值并通過RS485通信的方式傳輸給PLC等設(shè)備使用，從而實(shí)現(xiàn)噸位檢測(cè)的效果。
文檔編號(hào)G01L1/20GK202648844SQ20122031468
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月2日
發(fā)明者郭俊 申請(qǐng)人:南京澤榮自動(dòng)化系統(tǒng)有限責(zé)任公司