电子配料秤

长安大学电子技术课程设计报告

1) 输出高电平UOH和输出低电平UOL 2) 阈值电压UT

3) 输入电压过阈值电压时输出电压跃变的方向 2.3.3.、比较器的论证与选择

比较器可以分为滞回比较器、过零比较器以及由555集成芯片构成的滞回比较器等。显然过零比较器不适合本次设计要求，因为它不能满足任意电压即不能控制执行机构对一定重量的物料的添加与否；而555集成芯片构成的滞回比较器与滞回比较器相比，在抗干扰方面不如后者，因为滞回比较器具有回差电压常用于控制系统中，所以我们选择滞回比较器。滞回比较器又分为基本滞回比较器和任意电压滞回比较器，为了实现添加物料的连续可调我们采用任意电压滞回比较器。下面我们先来介绍

2.3.4、任意电压滞回(迟滞)比较器 a、阈值电压

任意电压滞回比较器的原理图如图2.8所示，运用叠加原理可以得到比较器的阈值电压公式可写为：

UT?U基Rf?U（zR15?R16?Rp2）R15?R16?Rp2?Rf?UT?U基Rf?U（zR15?R16?Rp2）R15?R16?Rp2?Rf

式中Uz表示的是稳压管的稳压值。由公式可得知，当Rp2的电阻最大时对应的同相输入电压应该与10Kg物料由称重传感器感应的电压经放大电路放大后的电压相等，即为40mV,而当Rp2的电阻最小时对应的同相输入电压应该与500Kg物料由称重传感器感应的电压经放大电路放大后的电压相等，即为2V。由此可以确定滞回比较器各个电阻的阻值以及滑动变阻器的可调范围。

13

长安大学电子技术课程设计报告

图2.9任意电压滞回比较器原理图

b、工作原理及电压传输特性

图2.10任意电压滞回比较器的电压传输特性

如图2.9所示为任意电压滞回比较器的电压传输特性，在同相和反相输入电压

相等时，比较器的输出产生跃变，当uI＜－UT，则 uN＜ uP， uO＝+UZ。此时uP＝ +UT，增大 uI，直至+UT，再增大， uO才从+UZ跃变为－ UZ；当 uI＞+UT，则 uN＞ uP， uO＝－UZ。此时uP＝ －UT，减小 uI，直至－UT，再减小， uO才从－UZ跃变为+UZ。 c、电路特点：

（1）Ui经R1加到运放的反相端； （2）UREF经R2中到运放的同相端；

14

长安大学电子技术课程设计报告

（3）Rf引入电压并联正反馈，使运放工作非线性。

（4）R和VDE起限幅作用，使Uo??UE

2.4 继电器

本设计采用的是二极管和继电器J等元件组成。二极管工作于开关状态，由比较器的输出状态控制。当Vo=-Uz时，二极管导通，使继电器吸合；Vo=Uz时，二极管截止，继电器释放，则相应的控制电路按有关的逻辑程序工作，使之完成预定的动作。

继电器是一种自动和远距离操纵用的电器，广泛地应用于自动控制系统遥控，遥测系统，电力保护系统以及通信系统中，起着控制、检测、保护和调节的作用，是现代电气装置最基本的器件之一，它的功能是当输入激励量达到规定要求时，在电气输出电路中，被控参量发生预定阶跃的变化的一种自动电器。在本设计中，我将采用FRX-13F型继电器，具有体积小，质量轻，动作快等特点，可用于数字式仪表，数据检测处理系统，通信设备，自动控制及信号装置中。它的原理图如图2.10所示

图2.11继电器的工作原理图

继电器的带铁芯的线圈一端接地，另一端接一个二极管，二极管的方向如图所示，二极管的另一端接任意电压滞回比较器的输出端，23、24端口接在执行机构的供电系统的回路中，这样就可以通过继电器实现自动停止加料。

15

长安大学电子技术课程设计报告

2.5 AD转换与显示

2.5.1AD转换

在一个电子配料称系统最重要的参数是内部分辨率、ADC动态范围、无噪声分辨率、更新速率、系统增益和增益误差漂移。该系统必须设计成比率工作方式，所以它与电源电压波动无关。根据该课程设计中的设计要求，我们采用双积分式A/D转换器。为保证一定的分辨率和较低的成本，这里采用三位半积分式A/D转换器ICL7107。ICL7107是一种3 1/2字位单片COMS集成双积分式A/D转换器。且其性价比高，外接元件数量少，使用方便。其输出方式为译成七段码静态的22端固定的输出。可直接驱动31/2字位LED数码管的全部笔段。当量程为200mv时，参考电压Vr=100mv，它可由稳压电源经分压后供给。

CC7107A/D转换器引出端功能：

图2.12 ICL7107管脚图

CC7107采用标准的陶瓷户塑料双列直插40引线封装，。各引线的功能说明如下：

Au~Gu：为个位的段驱动信号，接个位的LED的a~g对应段笔画。 At~Gt: 为十位的段驱动信号，接十位LED的a~g对应笔画段。 Ah~Gh：为百位的段驱动信号，接百位LED的a~g对应笔画段。 ABk: 为千位的驱动信号，接千位的LED的a~b段。

16