一、无线吊秤称重仪表的设计概述

　　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关于无线吊秤称重仪表的设计特点简析。

　　二、便携式无线称重仪表的功能特点

　　1、操作简便：该系统采用了中文菜单操作，仪表具有更加完善的显示、设定、修正、操作、打印、通讯等功能，使用起来简单明了。使用单个称重台可进行轮计量(静动态)，使用两个称重台可进行轴计量(静动态)。

　　2、仪表可采用高端液晶触摸屏设计，操作极其简单，无须按键，直接点击输入，比普通按键仪表输入速度快3倍。

　　3、配套称重传感器采用德国sick公司特殊结构设计的专用超簿型钢制传感器，采用激光焊接密封工艺，具有结构紧凑，抗偏载、过载能力强，长期稳定性好，密封性好等特点。

　　4、操作系统采用了最先进的2.4ghz无线传输技术，具有抗干扰性和移动性强的特点，稳定可靠的无线传输距离可达30米，具有电磁转换效率高发射功率大，功耗低之优点。

　　5、无线超薄检测台板，重量轻，坚固耐用，且便于携带。秤台经过严格工艺密封，防护性能可以达到ip67等级要求。

　　三、无线吊秤称重仪表的设计原理

　　(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(输入信号)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高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0.01uF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4×4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。

　　(2)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。

　　(3)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。