设计了一套基于虚拟仪器Labview的电子秤系统。该套电子称系统采用了模块化的编程思想,利用虚拟仪器Labview作 为开发平台环境,具体分为软件部分和硬件部分两大块,其中,硬件部分包括测量传感器电路、信号调理电路、以及数据采集电路三 大部分,软件模块分为登录、配置、图形显示以及数据显示四大部分。通过以上软、硬件的设计可以实现在通过对于物体重量的测量 到Labview虚拟仪器的显示,并且能够保存相关的数据,以便以后进行查看和分析。
一、引言
在当今这种快节奏的环境中,科学技术的不断进步和人 们生活的需要使得电子秤的功能和作用不断的扩大。电子秤 已经远远不是满足于简单的称重的功能,应当会朝着智能化、 信息化的方向发展,故此,设计一款性能优秀、价格适中的 电子称也就成为了各大高校、科研院所的一个热门话题。
二、硬件设计
2.1硬件总体方案
电子秤中,就硬件部分而言,其组成结构主要由测量重 量并且传输压力信号的传感器电路、信号转换和数据采集的 电路,以及最后计算机上的数据处理软件。
2.2全桥测量电桥
在全桥型的测量电路中,需要将受力性质相同的两个电 阻应变片相互连接在电桥的对边,如果电阻应变片的初始电 阻值为 R_1 = R_2 = R3 = R4,其变化值 = AR2 = AR3 =AR4时,其桥路输出电压= KEs。桥式测量电路包 括四个电阻,电阻应变片电阻可以是这四个电阻中的任何 一个,电桥的两个对角线分别接人工作电压U和输出电压 Uo。
2.3三运放电路
本次试验设计中,我们采用的是三运放大电路,其主要 的元件是三运放大器。一般情况下,在很多需要使用A/D转 换和数字采集的单片机系统中,传感器所输出的模拟信号比 较微弱,所以需要通过一个放大器对模拟信号进行一定程度 的放大,来满足A/D转换器对输人信号电平的要求。
2.4数据采集卡
PCI - 6024E数据采集卡支持DMA方式以及双缓冲区 模式,这样就能够保证对信号进行连续的测量和收集。将 PCI - 6024E数据采集卡连接到计算机主板上的PCI插槽中, 接好50芯的数据线和转接板等多个附件。安装好硬件部分 后,相应的LabVIEW和NI - DAQ就会出现在Measurement & Automation Explorer 的 Configuration>Mysystem> Devices and Interfaces列表中。在名为PCI-6024E的设备上单击右键在 对话框中选择NI PCI - 6024E—项:“DEV1”,然后进行 Properties对话框配置、自我配置、Test Panels、AO测试、 DI/O测试、Counter I/O测试、复位设备、创建任务。
三、软件设计
3.1软件总体设计流程图
电子砰的软件环境是Labview2012,在Labview2012下, 采用的是图形化的编程语言,程序主要由标定、称重和查看 三个部分构成。
一开始就需要初始化设计,然后进行数据通道配置,接 下来进行菜单的选择,是否需要标定,如果需要就进行标定, 这一步利用到了一些算法,比如软件线性拟合。如果选择了 不需要标定就开始对于所测量的物体进行称重,如果这时不 需要称重也可以选择是否需要查看历史记录,最后当这一切 都完成后,就结束了本次操作。
3.2程序框图
本次试验设计的框图由五个模块构成,即用户登录模块、 主机控制模块、数据处理模块、数据输人模块和储存模块。
上图1为登录程序及其初始化程序框图,实现的功能是 在进行整个系统的初始化同时对于用户及其密码的进行登录 的判断,同时允许用户从新设置密码。
上图2是对于人机操作的处理循环程序框图,所实现的 功能是将循环往复地显现当前信号采集的状态。
该图3程序框图所实现的功能是按照预先设定的要求, 对于数据进行采集、保存、和处理(显示或者调取以往的历 史数据)。