電子秤是一種廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、商業(yè)貿(mào)易、交通運(yùn)輸、機(jī)械制造、港口 計(jì)量、醫(yī)療保健、國(guó)防建設(shè)和科學(xué)研究等領(lǐng)域的質(zhì)量計(jì)量?jī)x器，具有反應(yīng)速度快、 測(cè)量范圍廣、使用簡(jiǎn)單、操作方便、便于計(jì)算機(jī)控制等特點(diǎn)。但是，傳統(tǒng)電子秤 存在準(zhǔn)確度較低、不能進(jìn)行傾角自動(dòng)補(bǔ)償、容易作弊、人性化程度低等不足。

為此，本文研制了一種高精度、傾角自動(dòng)補(bǔ)償?shù)姆雷鞅纂娮映印? 通過(guò)對(duì)電子秤的現(xiàn)狀進(jìn)行研究，確定了本文的設(shè)計(jì)目標(biāo)；設(shè)計(jì)了防作弊高精 度電子秤的信號(hào)采集、防作弊模塊、人機(jī)接口等模塊的電路；基于模塊化設(shè)計(jì)思 想，對(duì)電子秤的軟件進(jìn)行了設(shè)計(jì)；提出了傾角自動(dòng)補(bǔ)償模型、非線性校正方法和 溫度補(bǔ)償方法，對(duì)傾角、傳感器非線性和溫度等進(jìn)行了自動(dòng)補(bǔ)償。設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了 量程為 1000g、感應(yīng)量為 0.01g 的防作弊高精度電子秤。

最后，在實(shí)驗(yàn)室條件下 進(jìn)行了測(cè)試檢定。本文研究工作的重點(diǎn)主要是系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì)以及傾角 誤差補(bǔ)償和非線性誤差補(bǔ)償方法。主要工作以及創(chuàng)新點(diǎn)如下： 在硬件設(shè)計(jì)上，以 ADμC7060 微處理器作為信息處理核心，采用 24 位高精 度的 Σ-Δ 型 A/D 轉(zhuǎn)換器 AD7190 構(gòu)成高精度的數(shù)據(jù)采集模塊，利用 RFID 技術(shù)進(jìn) 行校驗(yàn)、加速度傳感器 ADXL345 測(cè)量?jī)A斜角實(shí)現(xiàn)傾角自動(dòng)補(bǔ)償，以及硬件冗余 技術(shù)防止電子秤軟硬件作弊，采用 DS18B20 實(shí)現(xiàn)電子秤的溫度自動(dòng)補(bǔ)償。

在軟件設(shè)計(jì)上，根據(jù)系統(tǒng)需求，采用模塊化設(shè)計(jì)方法，將軟件分為傳感器、 稱重信號(hào)采集、防作弊、故障診斷、人機(jī)接口等模塊，對(duì)各模塊分別進(jìn)行設(shè)計(jì)。 在傾角自動(dòng)補(bǔ)償模型中，提出了一種適合微控制器實(shí)現(xiàn)的傾角自動(dòng)補(bǔ)償模型， 有效的補(bǔ)償了傾角引起的誤差；在稱重信息處理方法中，建立了一種分段最小二 乘法的非線性稱重誤差校正方法，有效地改善了系統(tǒng)的非線性；在減少溫度對(duì)系 統(tǒng)的影響方面，介紹了最小二乘曲面擬合補(bǔ)償模型的實(shí)現(xiàn)。

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試表明，防作弊高精度電子秤的量程為 1000g，感量為 0.01g，最大允 許誤差優(yōu)于 0.05g，完全滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《JJG 555 非自動(dòng)衡器檢定規(guī)程》規(guī)定的 II 級(jí)秤要求；在秤臺(tái)傾角<15°時(shí)，系統(tǒng)最大誤差<0.2g，減少了秤臺(tái)傾角引起的稱重 誤差，實(shí)現(xiàn)了秤臺(tái)傾角誤差的自動(dòng)補(bǔ)償。同時(shí)，防作弊電子秤能夠有效防止 7 類 常見作弊方法，并完成相應(yīng)的作弊報(bào)警提示。

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