0 前 言
随着全国范围内高速公路的修建, 用于路面配料的沥青拌和机越来越受到人们的重视, 微机控制的沥青拌和机则由于功能齐全、自动化程度高而倍受青睐。
LQBH- 1000 型沥青拌和机微机控制系统[ 1] 就是典型一例, 该机为1 000 t大型沥青拌和机,可同时完成石料、石粉、沥青等多种料的称量、搅拌、卸料、运输等功能, 节省大量人力物力。但是一些现有产品还存在不少缺点, 如称重误差大、运行可靠性低等, 甚至运行一段时间以后, 由于称重误差过大而无法继续使用。鉴于此, 设计了微机控制的LQBH- 1000 大型沥青拌和机系统。
1 称重配料系统的组成
本机采用模块化结构设计。包括传感器[ 2] 输入及放大电路模块、开关量输入模块、键盘输入模块、主控模块和输出模块五大部分, 主控部分采用了康拓STD 总线工业控制机[ 3] 。
称重传感器共三组, 每组由三个传感器并联, 分别采集石料、石粉、沥青的质量信号, 被采集信号经放大电路放大后进入STD 总线控制系统, 系统根据采样信号完成三种料的称量、配比、搅拌、卸料等, 并将质量等数据信息实时显示在屏幕上。实际应用中称重、搅拌、卸载同时交叉进行, 要求各动作必须协调一致、稳定可靠, 石料、石粉的称量误差不超过3 % , 沥青的称重误差低于1%。由于系统对称量精度要求较高, 而系统中传感器电源、放大电路对称量精度及稳定性起关键作用, 因此在设计中格外注意了传感器电源、放大电路及有关输入信号的隔离。
2 传感器电源及放大电路的设计
2. 1 传感器电源的设计
称重传感器采用BHR- 4M 应变式荷重传感器, 传感器内部实际为一平衡电桥。由8 片电阻应变计组成, 所需供桥电源为直流6~ 18V 。分辨能力为额定测量上限值的0 . 1% 。R2、R3 均采用高精密电位器, 调节R2、R3 可使LM317 及LM337 的输出电压为+ 5 V 及- 5 V, 当输出电压正常时, 测出R2 及R3 的值, 用等值高精密电阻器代替。这样设计后称重误差为1. 5% 左右, 电源引起的误差明显减小, 电桥输出可靠性同时得到提高, 完全符合设计要求。
2. 2 放大电路的设计
荷重传感器BHR- 4M 输出信号非常微弱, 额定载荷下, 当电桥电压10 V 时, 灵敏度仅为输出灵敏度由驱动电流决定, 驱动电流越大, 电桥输出灵敏度越高, 而驱动电流的大小又是由供桥电压决定的。可见, 提高供桥电压可提高传感器电桥输出灵敏度。但是供桥电压过高又会对微机系统造成损坏, 二者是矛盾的。为了避免电桥输出电压过高对STD 总线元器件造成损坏, 设计过程中取适中电压10 V。传感器电源的设计直接影响系统的稳定性和精确度。实践证明, 若供桥电源采用一级稳压,稳压器件采用7810, 称重误差为10%, 屏幕显示的称重数据变化较大, 各部分之间协调性较差。采用两级稳压, 一级稳压器采用7812, 二级稳压器采用7810, 称重误差为3% 左右, 各部分之间协调性较好。可见电桥电压的重要性。经反复试验发现, 采用差动式电源可将电源的波动部分中和掉, 大大提高电桥输出精度及稳定性, 因此采用电压可调式三端稳压器LM317 及LM337 组成差动式电源, 取+ 5V和- 5 V, 组成10 V 电源, 大大提高了采样精度。
0. 3mV/ V, 因此需将信号进行放大。但是传感器电桥输出阻抗较低, 如果放大器的输入阻抗过高, 则会使得传感器的输出阻抗与放大器的输入阻抗不匹配, 误差反而更大, 同时干扰信号也通过放大通道进入系统。为了使二者匹配并消除干扰, 放大电路采用了超低
漂移高精度运算放大器OP07[ 4] , OP07 具有高增益低失调、低电压漂移、高输入阻抗、高共模抑制比、低温度漂移等特点。
为了进一步消除温度漂移, OP07 的1 脚与8 脚之间均接高精密电位器, 即W1、W2, 电位器滑动端引脚接+ 5V 电源, 调整W1、W2, 将零点漂移调为0. 001mV, 从而取得良好的放大效果, 该电路调好后, 测出W1、W2 电阻值, 用等值精密电阻器代替。
3 结 论
采用上述电源和放大电路, 主机采用STD 总线工控机设计的LQBH- 1000 型沥青拌和机微机控制系统, 与同类产品相比误差低、可靠性高, 运行情况良好。

本文源于网络转载，如有侵权，请联系删除