本文關(guān)鍵詞：陣列式電子皮帶秤的研究與開發(fā)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：皮帶秤是通過動態(tài)測量物料質(zhì)量與皮帶速度計算得到固體物料流量的一種重要的檢測設(shè)備。隨著電子技術(shù)、計算機技術(shù)、傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展,皮帶秤由原來的機械式發(fā)展成為今天的電子式,成為礦山、冶金、港口、物流、煙草等領(lǐng)域內(nèi)不可或缺的檢測設(shè)備。 電子皮帶秤由于屬于動態(tài)檢測設(shè)備,其檢測精度和長期穩(wěn)定性一直是研發(fā)人員和用戶所關(guān)心的問題。影響電子皮帶秤檢測精度的因素有很多,如環(huán)境變化、皮帶張力、電磁干擾等。本文經(jīng)過分析四種皮帶秤承重裝置的特性和傳感器應(yīng)力曲線,提出一種由多個懸浮式承重裝置組成的陣列式電子皮帶秤。陣列式電子皮帶秤的提出,改變了以往電子皮帶秤的設(shè)計思路。 本文介紹了研究背景,總結(jié)了皮帶秤的國內(nèi)外發(fā)展情況,提出了陣列式電子皮帶秤的技術(shù)方法,具體的研究內(nèi)容如下： 1.介紹電子皮帶秤的檢測原理與計算方法,提出目前電子皮帶秤存在的主要問題,分析影響電子皮帶秤檢測精度的主要因素,研究了一些誤差來源,分析了目前提高電子皮帶秤檢測精度的幾種方法； 2.研究陣列式電子皮帶秤承重裝置和傳感器,分析單杠桿式、雙杠桿式、懸臂式和懸浮式承重裝置的結(jié)構(gòu)、原理和響應(yīng)曲線,得出懸浮式承重裝置具有測量精度高、結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定可靠的結(jié)論,由多組懸浮式承重裝置組成了陣列式電子皮帶秤,大大延長了被測物料段范圍,減小了皮帶張力、皮帶跑偏等因素引起的檢測誤差,多組傳感器的聯(lián)合測量可以得到更加準(zhǔn)確的檢測結(jié)果；論文分析了稱重傳感器的原理,得出被測量固體物料的重力與傳感器輸出的關(guān)系,研究如何選擇稱重傳感器的類型及參數(shù)并選擇了懸臂式稱重傳感器；分析皮帶測速方法并選擇了光電脈沖式測速傳感器； 3.設(shè)計基于ARM微處理器的電子皮帶秤主機硬件電路,研究并選擇了以ARMCortex-M3為核心的STM32F107TV6微處理器,設(shè)計傳感器接口電路、復(fù)位電路、電源電路、LCD觸摸屏電路、通信接口電路； 4.提出使用卡爾曼濾波器進行數(shù)據(jù)處理,介紹卡爾曼濾波器的結(jié)構(gòu)及原理,對稱重系統(tǒng)進行數(shù)學(xué)建模,利用Matlab工具進行仿真研究,研究結(jié)果表明利用卡爾曼濾波器能夠有效地減少稱重傳感器信號中的噪聲,對提高檢測精度具有重要作用； 5.研究嵌入式實時操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ,介紹了其功能、特點,對其任務(wù)調(diào)度機制進行分析,并應(yīng)用到本文的陣列式電子皮帶秤的開發(fā),以面向任務(wù)的開發(fā)思想,在μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)中進行了功能分配與開發(fā),并利用μC/GUI圖形管理系統(tǒng)進行人機界面的開發(fā)； 本文研究的陣列式電子皮帶秤與目前的電子皮帶秤相比,具有檢測精度高、長期穩(wěn)定性好、通信功能強、人機界面更為友好、開發(fā)周期減少等特點。研究成果具有重要的科學(xué)意義和工程應(yīng)用價值。
【關(guān)鍵詞】：陣列式電子皮帶秤 懸浮式承重裝置 μC/OS-Ⅱ μC/GUI 卡爾曼濾波 ARM Cortex-M3
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TH715.195
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-7
• 目錄7-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外電子皮帶秤的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢11-12
• 1.2.1 國外電子皮帶秤的發(fā)展歷程11
• 1.2.2 國內(nèi)電子皮帶秤發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.3 電子皮帶秤綜述12-13
• 1.3.1 電子皮帶秤的檢測原理12-13
• 1.3.2 電子皮帶秤的組成13
• 1.4 電子皮帶秤目前存在的主要問題13-14
• 1.5 本文主要研究的內(nèi)容14-16
• 第2章 電子皮帶秤的誤差來源分析16-20
• 2.1 電子皮帶秤的誤差來源16-18
• 2.1.1 電子皮帶秤的稱重誤差16-17
• 2.1.2 測速傳感器的誤差17
• 2.1.3 零點漂移誤差17
• 2.1.4 校準(zhǔn)誤差17-18
• 2.1.5 皮帶跑偏誤差18
• 2.1.6 電路系統(tǒng)測量誤差18
• 2.2 目前提高檢測精度的若干方法18-20
• 2.2.1 減少環(huán)境因素影響18-19
• 2.2.2 改進測速裝置19
• 2.2.3 承重裝置的改進19-20
• 第3章 承重裝置與測速傳感器的研究設(shè)計20-34
• 3.1 國內(nèi)外主要承重裝置介紹20-25
• 3.1.1 單杠桿式承重裝置21-22
• 3.1.2 雙杠桿式承重裝置22-23
• 3.1.3 懸臂式承重裝置23-24
• 3.1.4 懸浮式承重裝置24-25
• 3.2 陣列式承重裝置的設(shè)計25-26
• 3.3 稱重傳感器的原理與選擇26-32
• 3.3.1 應(yīng)變式稱重傳感器的發(fā)展歷程26-27
• 3.3.2 應(yīng)變式稱重傳感器的工作原理27-30
• 3.3.3 稱重傳感器的選擇30-32
• 3.4 皮帶測速傳感器32-34
• 第4章 基于ARM的電子皮帶秤主機硬件設(shè)計34-54
• 4.1 總體設(shè)計34-41
• 4.1.1 CPU的選擇35-41
• 4.1.2 系統(tǒng)總體設(shè)計41
• 4.2 傳感器電路的設(shè)計41-46
• 4.2.1 稱重傳感器的信號放大電路設(shè)計41-43
• 4.2.2 A/D電路的設(shè)計43-44
• 4.2.3 測速傳感器電路設(shè)計44-46
• 4.3 單片機電路系統(tǒng)設(shè)計46-49
• 4.3.1 電源系統(tǒng)46-47
• 4.3.2 復(fù)位電路設(shè)計47-48
• 4.3.3 JTAG調(diào)試電路48-49
• 4.4 觸摸屏LCD顯示器驅(qū)動電路設(shè)計49-51
• 4.5 通信接口電路設(shè)計51-54
• 4.5.14 85 接口設(shè)計51-52
• 4.5.2 以太網(wǎng)接口設(shè)計52-54
• 第5章 信號的數(shù)字濾波算法研究54-61
• 5.1 數(shù)字濾波算法選擇54
• 5.2 卡爾曼濾波器介紹54-57
• 5.2.1 離散卡爾曼濾波算法的總體概述54-55
• 5.2.2 卡爾曼濾波器結(jié)構(gòu)及方程55-57
• 5.3 稱重系統(tǒng)建模57-58
• 5.4 仿真研究58-61
• 第6章 系統(tǒng)軟件開發(fā)61-76
• 6.1 嵌入式μC/OS-Ⅱ介紹62-70
• 6.1.1 μC/OS-Ⅱ的特點64-65
• 6.1.2 μC/OS-Ⅱ系統(tǒng)結(jié)構(gòu)65-66
• 6.1.3 μC/OS-Ⅱ多任務(wù)管理與開發(fā)66-69
• 6.1.4 μC/OS-Ⅱ任務(wù)消息郵箱機制69-70
• 6.2 人機界面設(shè)計70-72
• 6.3 電子皮帶秤軟件系統(tǒng)72-76
• 6.3.1 傳感器信號采集與計算73-74
• 6.3.2 人機界面74-76
• 第7章 結(jié)論、創(chuàng)新點及展望76-78
• 7.1 結(jié)論76-77
• 7.2 本文的創(chuàng)新點77
• 7.3 對今后工作的展望77-78
• 致謝78-79
• 參考文獻79-82
• 附錄A 攻讀碩士研究生期間的研究工作82-83
• 附錄B 陣列式電子皮帶秤電路圖83-84
• 附錄C 陣列式電子皮帶秤儀表實驗系統(tǒng)圖84

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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3 陳勇鋼;吳伯農(nóng);;AD7705高精度數(shù)據(jù)采集的實現(xiàn)[J];國外電子測量技術(shù);2006年01期

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7 方原柏;;國產(chǎn)電子皮帶秤的歷史回顧(1)[J];衡器;2008年06期

8 方原柏;;國產(chǎn)電子皮帶秤的歷史回顧(2)[J];衡器;2009年01期

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  本文關(guān)鍵詞：陣列式電子皮帶秤的研究與開發(fā)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：261642