設計了一套基于虛擬儀器Labview的電子秤系統。該套電子稱系統采用了模塊化的編程思想,利用虛擬儀器Labview作 為開發平臺環境,具體分為軟件部分和硬件部分兩大塊,其中,硬件部分包括測量傳感器電路、信號調理電路、以及數據采集電路三 大部分,軟件模塊分為登錄、配置、圖形顯示以及數據顯示四大部分。通過以上軟、硬件的設計可以實現在通過對于物體重量的測量 到Labview虛擬儀器的顯示,并且能夠保存相關的數據,以便以后進行查看和分析。
一、引言
在當今這種快節奏的環境中,科學技術的不斷進步和人 們生活的需要使得電子秤的功能和作用不斷的擴大。電子秤 已經遠遠不是滿足于簡單的稱重的功能,應當會朝著智能化、 信息化的方向發展,故此,設計一款性能優秀、價格適中的 電子稱也就成為了各大高校、科研院所的一個熱門話題。
二、硬件設計
2.1硬件總體方案
電子秤中,就硬件部分而言,其組成結構主要由測量重 量并且傳輸壓力信號的傳感器電路、信號轉換和數據采集的 電路,以及最后計算機上的數據處理軟件。
2.2全橋測量電橋
在全橋型的測量電路中,需要將受力性質相同的兩個電 阻應變片相互連接在電橋的對邊,如果電阻應變片的初始電 阻值為 R_1 = R_2 = R3 = R4,其變化值 = AR2 = AR3 =AR4時,其橋路輸出電壓= KEs。橋式測量電路包 括四個電阻,電阻應變片電阻可以是這四個電阻中的任何 一個,電橋的兩個對角線分別接人工作電壓U和輸出電壓 Uo。
2.3三運放電路
本次試驗設計中,我們采用的是三運放大電路,其主要 的元件是三運放大器。一般情況下,在很多需要使用A/D轉 換和數字采集的單片機系統中,傳感器所輸出的模擬信號比 較微弱,所以需要通過一個放大器對模擬信號進行一定程度 的放大,來滿足A/D轉換器對輸人信號電平的要求。
2.4數據采集卡
PCI - 6024E數據采集卡支持DMA方式以及雙緩沖區 模式,這樣就能夠保證對信號進行連續的測量和收集。將 PCI - 6024E數據采集卡連接到計算機主板上的PCI插槽中, 接好50芯的數據線和轉接板等多個附件。安裝好硬件部分 后,相應的LabVIEW和NI - DAQ就會出現在Measurement & Automation Explorer 的 Configuration>Mysystem> Devices and Interfaces列表中。在名為PCI-6024E的設備上單擊右鍵在 對話框中選擇NI PCI - 6024E—項:“DEV1”,然后進行 Properties對話框配置、自我配置、Test Panels、AO測試、 DI/O測試、Counter I/O測試、復位設備、創建任務。
三、軟件設計
3.1軟件總體設計流程圖
電子砰的軟件環境是Labview2012,在Labview2012下, 采用的是圖形化的編程語言,程序主要由標定、稱重和查看 三個部分構成。
一開始就需要初始化設計,然后進行數據通道配置,接 下來進行菜單的選擇,是否需要標定,如果需要就進行標定, 這一步利用到了一些算法,比如軟件線性擬合。如果選擇了 不需要標定就開始對于所測量的物體進行稱重,如果這時不 需要稱重也可以選擇是否需要查看歷史記錄,最后當這一切 都完成后,就結束了本次操作。
3.2程序框圖
本次試驗設計的框圖由五個模塊構成,即用戶登錄模塊、 主機控制模塊、數據處理模塊、數據輸人模塊和儲存模塊。
上圖1為登錄程序及其初始化程序框圖,實現的功能是 在進行整個系統的初始化同時對于用戶及其密碼的進行登錄 的判斷,同時允許用戶從新設置密碼。
上圖2是對于人機操作的處理循環程序框圖,所實現的 功能是將循環往復地顯現當前信號采集的狀態。
該圖3程序框圖所實現的功能是按照預先設定的要求, 對于數據進行采集、保存、和處理(顯示或者調取以往的歷 史數據)。