在当今电子秤行业，便携式无线称重仪表以其轻巧、实用的特点而得到了广 泛的应用。为了应对激烈的市场竞争，各电子秤生产厂家陆续推出了自己的产品，从而造成了 许多生产厂家的低价倾销，打价格战。实际上这些产品面向的是国内的低端客户，产品在设 计上就是“最大限度降低成本”，而很少会考虑如何提高抗干扰能力，因为这将增加产品的成 本，市场上许多中高端客户特别是外商真正需要的并不是这类产品。如何在激烈的市场竞争 中脱颖而出，避开打价格战是各电子秤生产厂家面临的难题。便携式无线称重仪表的设计要面 向国内的中高端市场和国外市场，要经得起国外严格的电磁兼容测试，因此仪表必须具有可 靠性高、抗干扰能力强、调试简单、标定快速、一致性好、传输距离远、检修方便、可与计 算机直接通讯等特点，这也是未来电子秤产业的发展方向。

一、概述

随着无线电子吊秤在农业、医疗、电力、工 矿企业的广泛应用，对电子吊秤的现场可操作性 和抗干扰能力的要求是越来越高。近年来，电子 技术的发展，特别是表面贴装工艺的成熟以及回 流焊机的广泛应用，为称重仪表向小型、便携的 方向发展提供了广阔的空间，更为研制开发便携 式称重仪表提供了有力的技术支撑。称重仪表主 要是通过接收机与译码电路来实现重量信号的解 调以及向二进制数字信号的转换，进而通过单片 机及其模块化结构的程序设计对该仪表的称重功 能进行控制。测试表明，经过特殊设计的称重仪 表与无线数传秤体配套使用，才能真正具有性能 稳定、测量准确、抗干扰能力强、携带方便等特 点，且符合国际三级秤标准的要求。

二、无线称重仪表的基本原理

(一）基本结构及原理 无线数传秤体部分基本结构如图1所示，无线称 重仪表的基本结构如图2所示。为增强设备的抗干扰能力，无线数字信号接收/发射机采用调频方 式，在国家规定的450MHz和230MHz2个频段内 对载波的频率进行调制/解调。无线数传秤体发射 机发出的信号即为调制后的数字重量信号，无线 称重仪表经过接收/解调后得到秤体发射机发出的 数字重量信号.

无线数传电子吊秤是利用应变式传感器受力 后其变形与输出电压信号呈线性比例的特点来工 作的。也就是说，通过应变式传感器可以将吊秤 所承受的重力信号(输人信号)转变为电压信号(输出 信号)，经过运算放大器放大和A/D转换芯片变换 为数字信号，该数字信号经调制后由信号发射机 发出。为避免发射机对外部设备的干扰，发射机应采用金属外壳进行屏蔽。

(二）称重仪表系统硬件结构的抗干扰措施

该称重仪表控制系统主要由中央处理单元 (CPU)、信号接收装置(接收机)、键盘、时钟电路、 EEPROM、LCD显示模块、打印机及RS232C接口 等部分组成。

（1）中央处理单元

为了提髙中央处理单元即单片机的抗干扰能 力，采用可在低电压(2.5V)状态下工作的芯片，这 样即使来自电源的干扰很强，一般也不会将6V供 电降到2.5V以下，从而保证中央处理单元的正常 工作。单片机可选用MCS—51系列如89V516,它 采用的是CMOS生产工艺，本身具有较强的抗干 扰能力，工作频率设计在10 ~ 20MHz之间比较好， 既兼顾速度又能保证系统的稳定工作。

（2）液晶显示模块

为了便于安装和未来升级显示模块的方便， 液晶显示模块与单片机所在的主板是分开的，在 液晶显示模块的电源与地之间并入220uF和 O.OluF的电容可有效地降低来自线路的干扰。单 片机89V516在串行口中接收到来自秤体的重量信 号后对其进行设别、判断和分析，剔除不正常 (干扰）信号，经软件滤波、运算和显示变换，并 将变换后的数据送往液晶显示模块进行显示，显 示更新频率一般为5—10次/秒。

（3）称重仪表键盘部分

为了提高单片机(CPU)的工作效率，键盘部分占 用单片机P1 口，采用4x4矩阵。为了提高键盘扫 描时的准确性和抗干扰能力，在软件中采用多次判 断和中断扫描的方法取得键值，完成各按键的功能。

（4）电源电路

整机的供电采用5节镍氢电池，供电电压为 6.0V,电池容量为4.2AH。在供电系统中采用四端稳压电路78R05将6.0V的电压降至5.0V后供给 单片机和液晶显示器。整个电源部分采用了多级 LC滤波和RC滤波，可有效地消除来自外部和线 路的电磁干扰。

（5）存储电路

这部分电路采用24C256,其内部有32KB的 EEPROM, 1MHz时钟频率；低功耗CMOS，10uA 备用电流，3mA工作电流；2.7?5.5V电源电压； 高可靠性，重复擦除寿命可达10万次，数据保存 期为100年，采用了三线制总线结构形式，使得 数据读写更加快速可靠。.

（6）时钟电路

时钟电路采用DS1302芯片，该芯片自身带有 时钟日历电路，采用三线制接口，数据传输速率 可达400kHz;具有内部切换电路的辅助电源输入 端；采用CMOS结构、功耗低、抗干扰能力强、 寿命长、数据保存期为100年以上。

(三）PCB及电路抗干扰措施

印刷电路板的抗干扰设计与具体电路有着密 切的关系，这里仅就PCB抗干扰设计的几项措施 作一些说明。

（1）电源线设计

根据印刷线路板电流的大小，尽量加粗电源 线宽度，减少环路电阻；同时，使电源线、地线 的走向和数据传递的方向一致，这样有助于增强 抗噪声能力。

地线设计

在单片机系统设计中，接地是控制干扰的重 要方法。如能将接地和屏蔽正确结合来使用，可 解决大部分干扰问题。单片机系统中地线结构大 致有系统地、机壳地（屏蔽地）、数字地（逻辑 地）和模拟地等。

（2）接地设计

在所有EMC问题中，主要问题是不适当的接 地引起的。有三种信号接地方法：单点、多点和 混合。在频率小于1MHz时，可采用单点接地方 法，但不适宜高频；在高频应用中，最好采用多 点接地。混合接地是低频用单点接地、高频用多 点接地的方法。地线布局是关键，高频数字电路 和低电平模拟电路的接地电路绝不能混合。

三、结论

XK3108型称重仪表，其外形采用了完全自行设计、有国家专利的便携式外壳，外观新颖大方。 机芯电路板全部采用贴片元件，以缩小整板的体 积，且采用回流焊机进行焊接，以提高加工效率 和焊接的可靠性。此外，接收机采用金属外壳进 行屏蔽，以避免外部设备与接收机的相互干扰， 增强其抗干扰能力。实际测试表明，该称重仪表 已达到国际计量组织OIML三级秤标准，可用于商 业流通和贸易结算，现已投人生产，在实际应用 中体现了性能稳定、测量准确、抗干扰能力强、 携带方便等特点，有效地提高了无线数传电子吊 秤的现场可操作性，得到了用户的一致好评。