智能化地磅數據采集系統設計

地磅也稱汽車衡,是車輛載荷計量的主要稱重設備,廣泛應用于工業、農業、商業、外貿、交通運輸和科學研究等各種領域,對國民經濟建設有著積極的社會意義和巨大的經濟價值。傳統的地磅多稱重傳感器采用串聯或者并聯的信號組合方式,通過人工反復調節接線盒中電位器,以改變每路稱重傳感器通道的放大增益,從而使得地磅各加載點的稱重結果一致,達到偏載、非線性誤差補償的目的。這種方法操作繁瑣,工作效率低,補償效果差。另外,溫度與蠕變誤差是影響稱重傳感器準確度的主要因素之一,對于采用多稱重傳感器的地磅,如果各稱重傳感器補償效果不一致,將會產生更大的稱重誤差。本文針對現有地磅的不足,在商務部優化機電和高新技術產品進出口結構資金項目“基于多源信息融合的智能化地磅”(財企[2007]301號)支持下,研制了智能化地磅多傳感器數據采集系統,利用徑向基函數(RBF)神經網絡多傳感器信息融合方法,確定每路稱重傳感器的權重,簡化了地磅的安裝、調試過程,有效地補償了地磅稱重系統中的非線性、偏載誤差和溫度、蠕變影響,提高了地磅技術的智能化水平和測量準確度。全文共分為六部分：第一章為緒論,簡要介紹了地磅技術現狀及發展趨勢,分析了當前地磅多稱重傳感器的信號組合方式,探討了現有地磅稱重方法的不足,指出了本文的工作。第二章介紹了基于RBF神經網絡的多傳感器信息融合原理,包括地磅稱重融合方法和地磅輸出融合方法。利用信息融合方法,有效地彌補了傳統地磅多稱重傳感器串聯、并聯的技術缺陷,實現了地磅的準確稱重。第三章在介紹智能化地磅構成和工作原理的基礎上,詳細闡述了智能化地磅數據采集系統的構成、功能、性能指標及其多傳感器組成。第四章詳細論述了智能化地磅數據采集系統主要電路單元的硬件結構、原理和功能,對數據采集系統的時鐘、復位和電源設計做了簡要介紹。第五章介紹智能化地磅數據采集系統軟件設計平臺,闡述了系統軟件模塊化設計方法,詳細介紹了稱重數據采集模塊的軟件設計(包括程序流程及數據預處理方法)。第六章結合工程實踐,介紹了智能化地磅數據采集系統的可靠性設計和現場檢定情況。結論部分總結了全文的工作,指出了后續工作方向。智能化地磅樣機已經通過柳州市計量技術測試研究所的檢定和校準,現場檢定表明,采用多傳感器數據采集系統的智能化地磅各項指標均優于《JJG539-97數字指示秤檢定規程》國家Ⅲ級秤標準。

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