本文僅對桃山防爆臺稱(遜克行車秤(洋浦防爆磅稱)保亭防爆吊秤)瓊中防爆地磅(愛輝隔爆衡器(電白防爆稱重模塊)新林隔爆吊秤)漠河隔爆磅稱電子線路的若干影響因素進行一些粗略的探討集成。
一、稱重信號測量
就稱重技術來說現場,如果從數(shù)據(jù)采集(DAQ高端化,Data Acquisition)的角度進行分析,可能會收到較好的效果不久前。限于篇幅用上了,下面僅就稱重儀表有關的信號調(diào)理和采集處理做些討論提升行動。
1能力建設、甄別信號特征進行信號調(diào)理
防爆電子秤的結構確定以后,稱重儀表在體現(xiàn)防爆電子秤質量與功能上發(fā)揮關鍵作用研究進展。在稱重儀表中需要處理模擬與數(shù)字兩種的信號無障礙,并運用這兩種的信號完成預期的工作。模擬信號是對比于時間的值快速融入,而數(shù)字信號不能以時間為基準賦與任何數(shù)值認為,這是兩種截然不同的信號,認識兩種信號的特征并甄別調(diào)理是解決稱重技術的基礎增強。
模擬信號的主要特性是幅值(強度)重要意義、形狀及頻率。測量信號的強度時更加廣闊,系統(tǒng)的準確度非常重要規劃。和信號的形狀或強度不同的是提高,頻率信號不能直接進行測量,必須使用傅利葉變形的軟件進行分析進入當下。當頻率是重要的信息時紮實,就必須同時考慮準確度和采集速度,確保獲此速度的條件稱為奈奎斯特取樣定理(Nyquist Sampling Theorem)新體系,得出了采樣頻率至少兩倍于輸入信號頻率投入力度。數(shù)字信號的主要特性是狀態(tài)和速率。狀態(tài)只有高及低兩個可能值尤為突出,通常要符合 TTL(Transistor to Transistor Logic)規(guī)格規定,當強度落在 0 至 0.8 伏特之間時,數(shù)字信號視為低改造層面;在 2 至 5 伏特之間則視為高供給。數(shù)字信號的速率是測量單位時間內(nèi)某種特征信號出現(xiàn)的次數(shù)。數(shù)字信號的處理不需要復雜的軟件算法來確定經驗分享。借助于數(shù)據(jù)分析儀器解決方案,針對信號特征,通過仿真測試正確選擇出電路的設計參數(shù)有力扭轉,是稱重儀表成功的步上高質量。
2、程度降低噪聲的影響
有時盡管噪聲信號并不大廣度和深度,但當在稱重分度數(shù)小于 200 時稱重模塊的輸出電壓很低深入交流,這時除稱重儀表本身的噪聲、漂移會影響測量質量外加強宣傳,小信號在傳輸?shù)倪^程中更容易被疊加的偏移電壓和噪聲歪曲臺上與臺下,比如引起稱重儀表末位數(shù)字跳動,甚或稱重信號被噪聲湮滅技術發展,造成粗大測量誤差集聚效應。這些誤差很大程度上是由白噪聲(覆蓋所有頻率的隨機噪聲)和 1/f 噪聲組成;熱電壓通常具有 1/f 特性重要手段,這意味著在信號上產(chǎn)生偏移量互動講,而所做的測量越多,產(chǎn)生的漂移就會越大像一棵樹。降低噪聲干擾過程中,是高靈敏度稱重儀表所必須考慮的問題。
通過采取技術手段如適當濾波可以減小白噪聲能運用;但濾波對 1/f 噪聲沒有明顯著作用達到,而 1/f 噪聲恰恰確定了測量噪聲的基底,利用斬波技術對付超低頻噪聲會有效果。模數(shù)轉換中使用 CHOP 模式去除 ADC 的偏移誤差蓬勃發展;ADC 的參考源可以由稱重模塊電橋的激勵源提供喜愛,采取比例測量方法抵消激勵源中的噪聲也是行之有效的措施。搞技術的人更容易體會“細節(jié)決定成敗”的含義數據顯示,制造與使用中高質量,看似技術含量不高的諸如電路中的機械應力、熱梯度記得牢、熱電偶結點效應註入了新的力量、熱隔離、溫度控制和觸點不潔等細微因素所產(chǎn)生的漂移切勿忽略更多可能性。其它如信號遠離強干擾源去創新、縮短信號源與模擬放大器的間距、加強電磁屏蔽等抗干擾效果緊迫性,有時還是靠實踐得出〗Y構,F(xiàn)在的數(shù)字稱重模塊將模擬、數(shù)字和控制運算結合為一體高效,同時又高度集成了多種抗擾措施溝通協調,實現(xiàn)了穩(wěn)定的數(shù)據(jù)采集功能,并且以盡可能短的模擬信號傳輸距離換來了超長的數(shù)字信號傳輸距離體系,堪稱是有效降低噪聲和漂移電壓干擾的*思想保障性。
3、優(yōu)化數(shù)據(jù)轉換參數(shù)
前面提及的模數(shù)轉換器責任製,高分辨率和高速度一直是矛與盾的問題十分落實。24 位的 ADC 放在 25 年之前是不敢想象的,今天我們除崇拜這一成果外規則製定,還應在實踐中繼續(xù)研究製造業。
首先,一個傳統(tǒng) ADC 頻域傳輸特性中關規定,輸入一個正弦信號發展基礎,按照 Nyquist 定理,以兩倍于輸入信號的頻率 Fs 采樣安全鏈。根據(jù)快速傅里葉變換(FFT)分析可得一個基頻和一系列頻率分布于 DC 到 Fs/2 之間的隨機噪聲顯示,這就是所謂的量化噪聲創新為先,主要是由于 ADC 的有限分辨率而造成的真正做到。我們所必須的信號噪聲比(SNR),就是基頻信號的功率與所有頻率的噪聲的功率之和(RMS)的比值創新延展。對于一個 N 位 ADC強化意識,SNR 可由公式:SNR=6.02N+1.76dB 得到。在傳統(tǒng) ADC 中,改善SNR 的辦法是增加位數(shù)機製。
二全過程、硬件、軟件的無縫集成已成稱重儀表發(fā)展趨勢
1探討、樹立軟件優(yōu)先的概念
隨著防爆電子秤功能的日益強大和微型化不負眾望,硬件和軟件不再是截然分開的兩個概念,而是親密結合調解製度、相輔相成精準調控。以軟件為核心的模塊化系統(tǒng)日臻完善,讓軟件發(fā)揮甚至替代硬件功能具有不可抵擋的優(yōu)勢應用的因素之一。比如在設計時以軟件實現(xiàn)全量程范圍內(nèi)的多點校驗修正解決,除變動誤差外,其余誤差依照標準修正為零敢於監督,測量達到理想的準確度幅度;加入信號自動識別技術,能清除變動信號和粗大干擾信號等
非正常信號的影響重要的作用,又不存在硬件固有的延時效應貢獻,提高動態(tài)測量性能;發(fā)揮軟件的校驗修正能力穩中求進,既能能減少硬件成本防控,更可提高準確度的長期穩(wěn)定性。
現(xiàn)在出現(xiàn)了軟硬件協(xié)同(codesign)設計方法——使用統(tǒng)一的方法和工具對軟件和硬件進行描述適應性、綜合和驗證堅實基礎,可以避免軟件、硬件體系獨立設計帶來的各自為政的弊病重要作用。設計中等地,軟件是滿足系統(tǒng)需求的首要選擇,系統(tǒng)設計者采用了軟件優(yōu)先的設計理念尤為突出,也是一場設計理念的革命規定。流行的“軟件定義儀器”的思想,應當引起我們重視并值得借鑒空間載體,尤其對于新稱重儀表開發(fā)甚有裨益高質量。
防爆電子秤界的問題是軟件在稱重技術中的認識尚待提高,應用軟件重要組成部分、組態(tài)軟件的開發(fā)尚待加強×鞒?,F(xiàn)在我們要做的工作是在系統(tǒng)中盡可能多的嵌合的軟件能模塊,盡可能多的實現(xiàn)以軟代硬特點,以取得防爆電子秤功能更大的擴展性和智能化的升級深刻變革。
2、為數(shù)據(jù)采集硬件與 PC 總線的選擇說幾句話
(1)基于 PC 的稱重技術
信息社會對防爆電子秤的性能要求越來越高、功能要求越來越多質生產力,這樣任務幸虧有了計算機才得以完成∵m應性強,F(xiàn)在的稱重數(shù)據(jù)無不是包括收集稱重模塊的模擬信號以及放大、數(shù)字化先進的解決方案,連接到 PC 以便分析拓展、管理、儲存及通訊宣講活動,形成了基于 PC 的稱重技術前來體驗,更容易定制個性化的稱重系統(tǒng)。
特別是 PC 進入多核處理器時代確定性,為防爆電子秤應用帶來的巨大的性能和吞吐量的提升更加廣闊,我們進入了基于 PC 的稱重技術的時代,把計算機變成了靈活講故事、高性能的稱重和控制系統(tǒng)非常完善。
(2)為用戶利益,選擇通行的總線標準
由于目前基于不同 PC 技術構建的硬件平臺有很大靈活性全面革新,同時林林總總的總線也有如雨后春筍*涌現(xiàn)作用,于是各廠家的制式差異懸殊。但用戶不可能只買一家的產(chǎn)品行業分類,其總線標準的五花八門技術特點,令用戶很是煩惱。事實上用戶的大利益是不管哪家產(chǎn)品發展邏輯,使用方便才好凝聚力量。由此出發(fā),生產(chǎn)廠家還是盡可能集中選用主流總線聽得進,以提高設備的通用性為高新的力量。當然選擇總線,首先考慮的是傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量便利性、是否有單點 I/O 需求全面展示、多臺設備是否要求同步、有無便攜要求和測量結果與計算機的距離等基本要素深刻認識。當滿足上述基本要素后共同學習,就應考慮選擇常用總線,范圍縮小深入,以便于各廠家設備的駁接效高,減少用戶的茫然。外設部件互連總線 PCI全方位、可擴展至 x16 數(shù)據(jù)通路的 PCI Express高效節能、面向儀器系統(tǒng)的 PXI、擴展的 PXI Express大局、局域主干的以太網(wǎng)新創新即將到來、具有 IEEE 802.11x(x 為版本號,如 g有序推進、i 等)標準的無線技術和成本低廉而方便的通用串行總線 USB 等都是通行的總線設施,能從不同的角度滿足廠家的選擇。
三堅定不移、符合無線標準的防爆電子秤將有更廣闊的使用空間
大規(guī)模 DCS 系統(tǒng)中需布置很長的電纜或光纜組合運用,不僅成本高昂,而且長距離的電纜還容易引入噪聲迎難而上。如果使用便攜式計算平臺將采集系統(tǒng)移至更接近信號源的地方積極,去除計算機與測量硬件之間的長線線連接,改用無線技術結合主干線以太網(wǎng)堅持先行,可以更方便產業、靈活地進行分布式測量并將數(shù)據(jù)回傳至上位中央監(jiān)控平臺。
實現(xiàn)這一構想的關鍵情況較常見,是為遠端的稱重模塊及其他參數(shù)采集裝置集成無線通訊功能可持續,借鑒WSN(wireless sensor network)技術,構建無線稱重模塊網(wǎng)絡體製。我們可以設想構建,如果在惡劣的、或危險的服務延伸、或移動的的復雜環(huán)境中共創輝煌,不便在傳感器和稱重儀表間連接纜線,這時只要給數(shù)字稱重模塊配置了無線輸出的能力進一步,將不僅在傳輸距離精準調控、傳輸質量、傳輸場地等方面應用的因素之一,而且在稱重系統(tǒng)的巡檢體系、診斷與定位等方面,都將帶來頗具競爭力的飛躍開展試點。