机械秤虽结构简单，但存在灵敏度低、精确度差、控制动作慢的缺点，机械误差比较大。随着电子及计算机技术的不断发展，自动控制技术在称重系统中的应用越来越多，已广泛应用在粮食、化肥及轻工业等行业。其中一类称重系统便是以陶瓷压力传感器为核心，所受压力会直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片产生微小的形变，厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面，连接成一个惠斯通电桥，由于压敏电阻的压阻效应，使电桥产生一个与压力成正比的高度线性、与激励电压成正比的电压信号，进而传输给信号放大器。陶瓷压力传感器具有高弹性、抗腐蚀、抗磨损、抗冲击和振动的优点，但其仅适用于液体、气体环境中，不适用于本文涉及的乳粉称重系统。
电子称重在生产生活中扮演着重要角色，提高称重系统的精准度，提高工作效率，降低能耗，对于促进工业发展具有重要意义。电子称重系统在技术水平方面的主要指标是准确度、稳定性和可靠性。目前已经广泛应用于水果称重分级、农牧业自动饲喂、地磅设计、工业原料定量称重等领域，对提高工业自动化水平、保障居民生活水平有重要意义。
目前，物联网等技术正在快速发展，电子称重系统今后的一个重要发展方向就是与其相结合，构建各类智能的、无人的、通信的称重系统，比如应用于地磅无人值守系统，有望进一步提高工作效率、降低原料消耗、节约人力成本、提高生活水平。
1称重系统硬件
本设计拟采用电阻应变式传感器，其核心是电阻应变片，利用金属电阻丝在张力作用下伸长变细电阻增加的原理，即金属电阻随所受应变而变化的效应而制成。电阻应变式传感器会将所受压力转换为电信号送入单片机进行分析，进而单片机对步进电机发出脉冲指令进行控制给料，实现乳粉的自动称重系统设计。本自动称重系统由称重环节、单片机控制环节、给料环节三个部分组成。系统硬件组成如图１所示。

１．１称重模块
本项目采用电阻应变式称重原理的称重传感器进行系统测量分析，称重传感器接收到压力信号转化为电信号，传给ＨＸ７１１Ａ／Ｄ转化器，ＨＸ７１１Ａ／Ｄ转化器将模拟信号转化为数字信号。与同类型其它芯片相比，ＨＸ７１１Ａ／Ｄ具有集成度高、响应速度快、抗干扰性强等优点，提高了系统性能和可靠性。
１．２单片机模块
单片机控制模块以ＡＴ８９Ｃ５２单片机为核心，其含８ｋ字节Ｆｌａｓｈ闪速存储器、２５６字节内部ＲＡＭ、３２个I／Ｏ口线。数字信号经滤波器传给单片机进行信号比较。
１．３给料模块
本项目以５７ＨＳ２２步进电机为核心进行给料，给料环节分为快速给料环节（粗加工）和慢速给料环节（精加工），通过单片机判断实际重量与预期重量差，通过改变步进电机转速，改变加工方案。５７ＨＳ２２步进电机性能稳定、高效精准、高速响应，不丢步以实现接受单片机信号，调节自身转速以达到对进给量的控制。
整个给料装置如图２所示，该装置利用齿轮与链条啮合，实现进料推杆的往复运动，从而完成精确给料任务。电动机与齿轮相结合，通过电机的转动带动齿轮的转动，由于齿轮并没有全部带齿，链条固定在上下板面上，从而实现往复过程。当齿轮顺时针转动时，齿轮与上链条啮合，实现装置向右运动，进行给料。当齿轮转动到下部时，实现装置向左运动，准备进行再次给料。乳粉被装置送到下方承重传感器上，实现乳粉的称重过程。该装置可以通过控制电动机的转速，齿轮齿数量的多少来控制加工方式，实现精准给料。

2称重系统软件
本称重系统软件由３个分模块构成，分别是主程序模块、数据处理模块、显示模块：
１）主程序模块：主要进行系统和可编程芯片初始化以及对各模块进行按需调用和管理。
２）数据处理模块：主要进行数据采集和管理。
３）显示模块：对称重结果进行实时显示。
本称重系统的整体程序流程如图３所示。

3结束语
本文基于电阻应变式压力传感器、单片机和步进电机对袋装乳粉自动称重系统进行了硬件和软件设计。硬件方面，分析了称重模块、单片机模块和给料模块；软件方面，分析了主程序模块、数据处理模块和显示模块。本系统以单片机为核心，与步进电机进行通信，具有实时性和交互性的特点，可实现较高的测量精度和稳定性。

作者：魏子涵；薛晓东；潘晓东；林树芃；陈晶；晁雪薇

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