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自动喂毛机测控系统的设计与研究 摘要 自动喂毛机是粗梳毛纺工艺中梳毛机的重要组成部分，提高自动喂毛机的测控精度 可以改善粗梳毛纺中粗纱条的纵向均匀度，从而提高毛纱和粗纺产品的质量。目前，我国 许多中小毛纺企业的自动喂毛机测控系统的精度不能满足高标准的要求，因而改造现有中 小毛纺企业自动喂毛机的测控系统具有重要的现实意义。 本文介绍了自动喂毛机测控系统的改进思路，采用通过自动改变工艺设定值的办法， 实现对累积误差的在线修正及补偿，从而提高了系统的测控质量。此外，本文设计了基于 m s c l 2 1 0 单片机的自动喂毛机测控系统。 本系统包括硬件电路部分和软件部分。硬件电路部分由称重传感器、信号输入电路、 激励源电路、信号输出电路、主控电路、通信接口电路、人机接口电路组成。软件部分包 括显示程序、数据采集及处理程序、键盘中断处理程序、定时中断处理程序和输出控制程 序。 本系统实现了每斗的精确称重，多种参数豹实时显示，重要参数的在线修改及各种工 作状态的有效控制。 本文还介绍了系统的调试、标定及测试过程，并对系统的测试结果和性能进行了分析， 同时还给出了系统所采用的各种抗干扰措施。 关键词：测控系统；自动喂毛机；称重；m s c l 2 1 0 d e s i g na n dr e s e a r c h0 nt h em e a s u r e m e n ta n d c o n t r o ls y s t e mf o rt h ea u t o m a t i cf e e d e r a bs t r a c t a u t o m a t i cf e e d e ri st h em o s ti m p o r t a n tc o m p o n e n to fw o o l e nc a r d i n gm a c h i n ei nw o o l e n s p i n n i n gp r o c e s s i m p r o v i n gt h em e a s u r e m e n ta n dc o n t r o lp r e c i s i o no fa u t o m a t i cf e e d e rc a n i m p r o v et h el o n g i t u d i n a le v e n n e s so fr o v i n gi nw o o l e ns p i n n i n g ，a n dt h e ni m p r o v et h eq u a l i t yo f c o n d e n s e ry a r na n dw o o l e np r o d u c t s n o w a d a y s ，t h em e a s u r e m e n ta n dc o n t r o lp r e c i s i o no f a u t o m a t i cf e e d e ro fs m a l la n dm e d i u m - s i z e dw o o lt e x t i l ee n t e r p r i s e so fc h i n ac a n n o tm e e tt h e d e m a n d sf o rh i g hs t a n d a r d i ti so fg r e a tp r a c t i c a ls i g n i f i c a n c et oi m p r o v et h em e a s u r e m e n ta n d c o n t r o ls y s t e mf o ra u t o m a t i cf e e d e ro fs m a l la n dm e d i u m - s i z e dw o o lt e x t i l ee n t e r p r i s e s t h ei d e ao fi m p r o v i n gt h em e a s u r e m e n ta n dc o n t r o ls y s t e mf o rt h ea u t o m a t i cf e e d e ri s d e s c r i b e di nt h i sp a p e r a n dam e t h o do fc h a n g i n gt h ep r o c e s ss e tv a l u e sa u t o m a t i c a l l yi s p r e s e n t e db yw h i c ht h ec u m u l a t i v ee r r o rc a nb ec o m p e n s a t e do n l i n ei no r d e rt oe n h a n c e m e a s u r e m e n ta n dc o n t r o lp r e c i s i o n t h em e a s u r e m e n ta n dc o n t r o ls y s t e mf o ra u t o m a t i cw o o l c a r df e e d e ri sd e s i g n e db a s e do nm s c1210m i c r o p r o c e s s o rc h i p ，w h i c hi sa l s od e s c r i b e di nt h i s p a p e r t h i ss y s t e mc o n s i s t so fh a r d w a r ec i r c u i tp a r ta n ds o f t w a r ep a r t t h eh a r d w a r ec i r c u i tp a r ti s c o m p o s e do ft h ew e i g hs e n s o r , s i g n a li n p u tc i r c u i t ，d r i v i n gs o u r c ec i r c u i t ，s i g n a lo u t p u tc i r c u i t ， m a s t e rc o n t r o lc i r c u i t ，c o m m u n i c a t i o ni n t e r f a c ec i r c u i t ，m a n m a c h i n ei n t e r f a c ec i r c u i t t h e s o f t w a r ep a r ti n c l u d e st h ed i s p l a yp r o g r a m ，d a t aa c q u i s i t i o na n dp r o c e s s i n gp r o g r a m ，k e y b o a r d i n t e r r u p tp r o c e s s i n gp r o g r a m ，t i m e ri n t e r r u p tp r o c e s s i n gp r o g r a ma n do n t p u tc o n t r o lp r o g r a m t h i ss y s t e mc a nw e i g hw o o lm a t e r i a lp r e c i s e l yi ne a c hh o p p e r , d i s p l a ym u l t i p a r a m e t e r s ， m o d i f yi m p o r t a n tp a r a m e t e r sa n dc o n t r o lt h ef e e d e re f f i c i e n t l y t h ep a p e ra l s od e s c r i b e st h es y s t e m st e s t i n ga n dc a l i b r a t i o np r o c e s s ，a n a l y z e st h et e s t i n g r e s u l t s ，e v a l u a t e st h es y s t e m sp e r f o r m a n c e ，a n dg i v e sav a r i e t yo fa n t i i n t e r f e r e n c em e a s u r e s a d o p t e di nt h i ss y s t e m k e yw o r d s ：m e a s u r e m e n ta n dc o n t r o ls y s t e m ；a u t o m a t i cw o o lc a r df e e d e r ；w e i g h i n g ；m s c 1210 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立进行研究工作所取得的 成果，论文中有关资料和数据是实事求是的。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含 任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和 集体，均已在文中以明确方式标明。 若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。 学位论文作者签名： 五蜀 一 _ _ 6 忐 山一叫 叫u 一 1 2 2尘尘2 l l m n 图3 4 键盘接口电路图 3 3 第3 章测控系统的软件设计 第3 章测控系统的软件设计 3 1测控系统软件的整体方案 如果说硬件是测控系统的基础，那么软件就是整个测控系统的灵魂。本系统的软件部 分包括：显示程序、数据采集及处理程序、键盘中断处理程序、定时中断处理程序和输出 控制程序。 显示程序的作用是执行各种显示任务。具体任务包括图形显示、汉字和字符显示以及 要修改参数值的闪烁显示。数据采集及处理程序的作用是完成对各通道的数据采集，并且 对所采数据进行数字滤波，标度变换等处理后得到通道初值和实际称重量。键盘中断处理 程序的作用是实现按键处理功能，即通过按键操作，使系统进入参数修改状态( 即相应参 数值的闪烁显示) 并实现对相应参数值的设定与修改。定时中断程序作用是在最后一次按 键后，提供5 秒定时时间。输出控制程序的任务是根据采样值或开关量输入值的状态来执 行相应的输出控制功能。系统的整体程序流程图如图3 5 所示。 由图3 5 可知，系统首先要完成各种初始化的工作。各种变量和状态的初始化，包括各 种变量的定义，各个标志位清零，各个计数器清零，设置各种变量初值等。中断初始化包 括设置中断触发方式，开中断等。定时器o 的初始化包括设置定时器o 的工作方式、设置计 数初值。m s c l 2 1 0 初始化包括硬件配置寄存器初始化和相关特殊功能寄存器的初始化。 l c m 2 4 0 1 2 8 6 显示器初始化，即设置l c m 2 4 0 1 2 8 6 显示器的显示方式、显示宽度和起始地址等。 然后调l c m 2 4 0 1 2 8 6 显示器清屏程序对显示器清屏，调主画面显示程序送显主画面。调 数据初值采集处理程序，采集数据得到初值并保存。 接着通过参数要修改标志位的状态来判断是否有参数要修改。如果没有参数要修改 ( 即参数要修改标志位为o ) ，则系统循环执行正常的测量、显示和控制任务。如果有参 数要修改( 即参数要修改标志位为1 ) ，则首先要通过5 秒计数器的值来判断5 秒定时时间 是否到。 如果5 秒定时时间没有到( 即5 秒计数器的值小于5 ) ，则通过逐次判断各参数要修改 标志位的状态来识别具体哪一个参数要修改，然后使相应的参数值闪烁显示，等待修改。 如果5 秒定时时间到了( 即5 秒计数器的值等于5 ) ，则5 秒计数器和功能键按键次数计数器 清零，参数己修改标志位和参数要修改标志位清零。同时系统会重新恢复到正常的测量、 显示和控制状态。 3 4 北京服装学院以同等学力申请硕+ 学位人员的学位论文 c 二夏亘二 图3 5 系统的整体程序流程图 3 2显示程序的设计 本系统采用的液晶显示器是l c m 2 4 0 1 2 8 6 ，而l c m 2 4 0 1 2 8 6 液晶显示器的主控芯片t 6 9 6 3 c 为可编程芯片，因此，首先介绍一下t 6 9 6 3 c 的指令集和编程特点，然后再介绍显示程序的 具体设计流程。 一、t 6 9 6 3 c 的状态字： 由于t 6 9 6 3 c 控制器指令集模块的初始化一般都由硬件设黄完成，因此其指令系统将集 中于显示功能的设置上。t 6 9 6 3 c 的指令可带一个或两个参数或无参数，每条指令的执行都 3 s 第3 章测控系统的软f ，| ：设计 是先送入参数( 如果有的话) ，再送入指令代码，每次操作之前先检测状态字的状态，以 保证指令的正确执行。t 6 9 6 3 c 的状态字如表7 所示。 表7t 6 9 6 3 c 的状态字定义表 765432l0 s t 7s t 6s t 5s t 4s t 3s t 2s t ls t o s t a o ：指令读写状态1 ：准备好0 ：忙。 s t a l ：数据读写状态1 ：准备好0 ：忙。 s t a 2 ：数据自动读状态l ：准备好0 ：忙。 s t a 3 ：数据自动写状态1 ：准备好0 ：忙。 s t a 4 ：未用。 s t a 5 ：单片机运行检测可能性1 ：可能0 ：不能。 s t a 6 ：屏读拷贝出错状态1 ：出错0 ：正确。 s t a 7 ：闪烁状态检测1 ：正常显示0 ：关显示。 由于各状态位的作用不一样，因此执行不同指令时必须检测不同的状态位。在m p u 每 一次读写指令和数据时，s t a o 和s t a l 要同时有效，即处于”准备好”状态。当m p u 读写 数组时，需判断s t a 2 或s t a 3 状态。屏读、屏拷贝指令应使用s t a 6 。而s t a 5 和s t a 7 则 反映t 6 9 6 3 c 内部运行状态。 二、t 6 9 6 3 c 的指令集 1 、指针设置指令 指令格式如下： d 1 ，d 200100n 2n 1n o d 1 、d 2 为第一和第二个参数，后一个字节为指令代码。根据n 0 、n 1 、n 2 的取值该 指令有三种含义( n 0 、n 1 、n 2 不能有两个同时为1 ) 见表8 所示。 表8 指针设置指令含义表 d 1d 2 指令代码功能 水平位置垂直位置2 1 h ( 低七位有效)( 低五位有效)( n o = 1 ) 光标指针设置 地址 o o h 2 2 h ( 低五位有效) ( n i = i ) c g r a m 偏置地址设置 2 4 h 低字节 高字节 地址指针设置 ( n 2 - - 1 ) 光标指针设置：d 1 表示光标在实际液晶屏上离左上角的横向距离( 字符数) d 2 表示 纵向距离( 字符行) 。 3 6 北京服装学院以同等学力申请硕十学何人员的学位论文 地址指针设置：设置将要进行操作的显示缓冲区( r a m ) 的一个单元地址。d 1 ，d 2 为该 单元地址的低位和高位字节。 2 、显示区域设置指令 指令格式如下： 根据n 1 、n o 的不同取值该指令有四种指令功能形式见表9 所示。 表9 显示区域设置指令含义表 n 1n od 1d 2 指令代码功能 00低字节高字节4 0 t t 文本区首址 01 字：节数 0 0 1 - i4 1 h 文本区宽度( 字节数行) 10 低字节高字节 4 2 h 图形区首址 1 1字1 ，数0 0 h4 3 h 图形区宽度( 字节数行) 文本区和图形区首地址对应显示屏左上角字符位或字节位，修改该地址可以产生卷动 效果。d 1 、d 2 分别为该地址的低位和高位字节。文本区宽度设置和图形区宽度设置用于 调整一行显示所占显示r a m 的字节数( 即每行可有效显示的字符数或字节数) ，从而确定 显示屏与显示r a m 单元的对应关系。t 6 9 6 3 c 硬件设置的显示窗口宽度是指 t 6 9 6 3 c 扫描驱 动的有效列数( 即所允许的最大有效显示窗口宽度) 。 3 、显示开关指令 指令格式如下： 垂叁墼i !塑里! ! ! ! i n o ：i 0 ，光标闪烁启用禁止。 n 1 ：i 0 ，光标显示启用禁止。 n 2 ：i 0 ，文本显示启用禁止。 n 3 ：i 0 ，图形显示启用禁止。 4 、光标形状选择指令 指令格式如下： f 无参数10 1 00n 2n 1n o i 光标形状为8 点( 列) n 行，n 的值为0 7 h ，由n 2 - n 0 确定。 5 、数据自动读写方式设置指令 指令格式如下： 该指令执行后，m p u 可以连续地读、写显示缓冲区r a m 的数据，每读写一次，地址指 针自动增l 。自动读写结束时，必须写入自动结束命令，以使t 6 9 6 3 c 退出自动读、写状 3 7 第3 章测控系统的软件设计 态，开始接受其他指令。 n l 、n o 组合功能如表1 0 所示。 表1 0 数据自动读写方式设置指令含义表 n 1n 0 指令代码功能 0ob o h 自动写设置 01b l t t 自动读没置 1木 b 2 h b 3 h 自动读写结束 6 、数据一次读、写方式指令 指令格式如下： d li1000n 2 n in o d l 为需要写的数据，读时无此数据。数据一次读、写方式设置指令含义表见表1 1 所 不。 表1 1 数据一次读、写方式设置指令含义表 n 2 n ln o 指令代码功能 0ooc o h 数据写，地址加1 oolc 1 h 数据读，地j l k j j i l l o10c 2 h 数据写，地址减l o11c 3 h 数据读，地址减i 1o0c 4 h 数据写，地址不变 101c 5 h 数据读，地址不变 7 、位操作指令 指令格式如下： 该指令可将显示缓冲区中某单元的某一位清零或置1 ，该单元地址由当前地址指针提 供。n 3 = l 置1 ，n 3 = o 清零。n 2 一n o ：操作位对应单元的d o - - d 7 位【3 5 - 4 0 1 。 三、显示程序 本系统所有的显示程序都是以图形显示方式编写的，显示内容包括：图形显示部分和 汉字、字符显示部分。显示形式包括固定显示( 主画面正常显示的所有内容) 和闪烁显示 ( 系统在进入参数修改状态后，要修改的参数值必须闪烁显示，以提示用户当前要修改的 参数是哪一个) 。 在编写显示程序时，首先要编写一些预处理程序和l c m 2 4 0 1 2 8 6 显示器初始化程序。 预处理程序包括状态字中的状态位判断程序、写无参数指令程序、写双参数指令程序、 写数据指令程序、设置当前地址( 地址指针) 程序和设置当前显示行列( 光标指针) 程序。 l c m 2 4 0 1 2 8 6 显示器初始化，即设置l c m 2 4 0 1 2 8 6 显示器为图形显示方式，同时关闭文本 3 8 北京服装学院以同等学力申请硕十学何人员的学何论文 显示，设置图形显示区首地址为o o h ，设置图形显示区宽度为2 0 h ( 即3 2 个字节) ，设置光 标的形状为8 点1 行。 l c m 2 4 0 1 2 8 6 显示器清屏是通过程序对显示缓冲区写零来达到清屏目的。 图形部分主要是指主画面的轮廓线，它是通过画线程序实现的。画线程序的编写方法 主要是依据直线方程，通过位操作指令直接对显示点阵中的某点置1 或0 来实现的。 汉字、字符显示程序流程图如图3 6 所示。汉字、字符部分又分成汉字部分和字符部分。 图3 6 汉字、字符显示程序流程图 由标准的a s c i i 字符表( 见表1 2 ) 可知，字符的a s c i i 值在o - - 1 2 7 范围内，而汉字内码 的a s c i i 值都在1 2 8 以上。因此可以通过判断要显示内容的a s c l i 值是否小于1 2 8 来区分是汉 字还是字符。 第3 章测控系统的软件设计 表1 2 标准a s c i i 字符表 a s c i i f + i。j + ： a s c t i rrj ：卜 a s c i i 舛 卜删，。j a s c l i f ；| 。：引0 + ：； oj i z 73 2 ( s p a c e ) 6 19 6 1s o h3 36 5 a 9 t a o s t x 3 4 6 6b9 8b 3e t x3 5 兰 6 7c9 9c l |e o t3 6s6 8d1 0 0d 5 弧q 3 76 9 e 1 0 l e 6a c k3 8 7 0f1 0 2f 一 b e l3 97 ig1 0 3 g ， 8 b s 4 0 ( 7 2 h 1 0 4 h 9h t4 1)7 3 i 1 0 5 1 1 0l f1 2 木 7 1 j 1 0 6 j 1 1、7 t4 3 一- l0量(1 0 t k 1 2f f4 4 7 6l 1 0 8 1 1 3c r4 57 7雏1 0 9m 1 4s o4 67 8n1 1 0n 1 5s ii 7t 9o1 1 1o 1 6d l e1 8o8 0p1 1 2 p 1 7d c i4 9l8 l q 1 1 3 q 1 8d c 25 0 o 8 2rl l r - 1 9d c 35 138 3x1 1 5s 2 0d c 45 248 4t1 1 6t 2 la k5 3 8 501 1 7u0 r ) r s y 、5 468 6v1 1 8v-_ 2 3t b5 5 一 8 7 w 1 王9w， 24c 毯5 688 8x1 2 0x 2 5 e m 5 7 98 9y 1 2 l y 2 6s u b5 89 0z1 2 2z 2 7e s c5 9 9 1 l 1 2 3 j l 2 8f s6 0(9 2 1 2 4 2 96 s 6 19 31 2 3) 3 0r s6 2 、 9 41 2 6 ， 3 ll s6 3 9 9 51 2 7d e l 如果要显示的内容是汉字( a s c i i 值 1 2 8 ) ，则按1 6 1 6 点阵显示，即一个汉字占1 6 个点阵行，每行2 个字节，每个汉字字模为3 2 个字节。汉字字体及大小是由其字模决定的， 而字模是由专门的字模生成软件生成的。汉字字库可按大字体和小字体分开。显示时分别 调用。 如果要显示的内容是字符( a s c i i 值1 2 8 ) ，则又分为非显示字符和显示字符。非显 示字符包括控制字符和通讯专用字符。显示字符包括符号、字母和数字。 由标准的a s c i i 字符表可以看出，非显示字符的a s c i i 值在o 3 1 范围内，因此可以通 过判断显示内容的a s c i i 值是否小于3 2 来区分是非显示字符还是显示字符。 如果是非显示字符( a s c l l 值 定值的8 0 吗? ， y 箝爵茬霜门 控制信号l 夔沁n e 设定值吗? y 输出开关量 控制信号2 数据采集处理程序 送显最终 实际称重量 计算本斗误差和累 积误差送显 y 定值的8 0 吗? y 俞出开关量 控制信号1 ，吲、q j 、斗i 皂 套黜制坌魏 定值吗? n y 输出开关量 控制信号2 数据采集处理程序 送显最终 实际称重量 计算本斗误差和累 积误差送显 斗计数器加l 返庐 图4 1 控制方案2 的输出控制程序流程图 根据工艺特点，控制给定值比工艺设定值略小些，比如工艺设定值为2 0 0 9 ，而控制给定 值设置为1 9 8 9 。进入控制方案2 的输出控制程序后，首先用实际称重量和控制给定值比较， 当实际称重量大于等于控制给定值的8 0 时，单片机输出开关量控制信号1 。当实际称重 量大于等于控制给定值时，单片机输出开关量控制信号2 ，同时调用数据采集处理程序， 采集本次最终的实际称重量并送显，同时计算本斗误差和累积误差并送显( 本斗误差= 实 4 r 北京服装学院以同等学力申请硕+ 学位人员的学位论文 际称重量一工艺设定值，累积误差等于限定斗数内的本斗误差的代数和) 。然后斗计数器加 1 ，判断累积误差超限了吗? 如果超限，则修改控制给定值【新控制给定值= 旧控制给定值( i 累积误差卜累积误 差限) ，当累积误差 o ，则新控制给定值= 旧控制给定值一( 1 累积误差卜累积误差限) 】并且累积误差 和斗计数器清零，然后等待打开称毛斗底门的信号，信号一到，立即输出控制信号3 。接 着，等待关闭称毛斗底门的信号。 如果不超限，则接着判断是否达到修正斗数。如果达到修正斗数，则累积误差和斗计 数器清零，然后等待打开称毛斗底门的信号。如果未达到修正斗数，则等待打开称毛斗底 门的信号。当打开称毛斗底门的信号到来时，立即输出控制信号3 ，接着，等待关闭称毛 斗底门的信号，信号- n ，立即输出控制信号4 ，同时，本斗误差清零送显，累积误差送 显，调数据初值采集处理程序，重新测通道初值( 便于系统清零归位) ，紧接着立即输出 控制信号5 。 4 9 第4 章测控系统的凋试、标定! j 测试 第4 章测控系统的调试、标定与测试 4 1系统的调试 4 1 1 测控系统的硬件调试过程 系统的调试对整个系统安全可靠运行非常重要。调试首先从硬件系统开始。在通电前， 检查传感器的安装位置和方式是否正确，电源线、传感器输入输出线在插接件的位置是否 正确，插接件是否插实。确认p c b 板各元器件位置上的元器件是否与原理图对应，各电阻 值是否正确。检查各元器件的焊接是否可靠，以确保系统的安全。 然后在硬件初步检查确认没有问题的情况下，接通电源，测试激励源电压是否l o v ， 如不是，微调相应的电位器，使激励源电压达到1 0 v 。用万用表测试传感器输出是否正确， 测试输入通道各环节的输出信号是否正确。检查l c d 显示器是否有背光，底色是否合适， 不合适，微调相应的电位器，直到合适为止。这些工作做完后就可以进入软件调试环节。 4 1 2 测控系统的软件调试过程 首先接好串口线，下载测试程序到单片机。如下载成功，表明串行接口电路正确，单 片机的复位电路、晶振电路正确，单片机供电电路正确，初步确定单片机m s c l 2 1 0 i 作正 常。然后下载显示测试程序，显示器能够正常显示，说明显示电路正确，同时也说明显示 程序正确。下载输出控制测试程序，检测相应的控制通道有无输出信号，如有输出信号表 明控制通道电路正确。下载键盘输入测试程序，按键后有响应，则说明键盘输入接口电路 正确。最后下载完整的测控程序，如系统各部分运行正常，则可以进入系统标定和测试阶 段。 4 2测控系统的标定 4 2 1标定砝码的选择 由于测控系统的精度要求比较高，因此需要对测控系统进行精确标定。为此，需要高 精度的砝码。 根据中华人民共和国国家计量检定规程j j g 9 9 - - 2 0 0 6 规定，砝码准确度等级分为e 1 、 e 2 、f 1 、f 2 、m 1 、m 1 2 、m 2 、m 2 3 和m 39 个等级，适合于l m g 至5 0 0 0 k g 的砝码。各 准确度等级的砝码应配备相应的计量仪器进行使用。可用于检定准确度等级较低的砝码、 5 0 北京服装学院以同等学力申请硕十学何人员的学位论文 衡量仪器。规程在实际使用中，砝码的标称值可根据需要在相应的准确度等级内向上、向 下扩展。该规程适用于各种砝码的首次检定( 修理后的检定视同首次检定) 、后续检定。 砝码等级区分见表【4 3 】2 2 。 表2 2砝码等级区分表 标称 不同等级砝码最大允许误差的绝对值( m g ) 值 e 1e 2f 1f 2m 1m 1 2m 2m 2 3m 3 1o k g5 o1 65 016 05 0 0 1 6 0 05 0 0 0 5 k g 2 58 02 58 02 5 08 0 02 5 0 0 2 k g 1 03 01 03 01 0 03 0 01 0 0 0 l k g 0 51 65 01 65 0 1 6 05 0 0 5 0 0 9 0 2 50 82 58 02 58 02 5 0 2 0 0 9 o 1 00 31 o3 01 0 3 01 0 0 l o o g 0 0 5o 1 6 o 51 6 5 0 1 65 0 5 0 9 0 0 30 1 00 31 03 01 03 0 2 0 9 0 2 5o 0 80 2 5o 82 58 0 2 5 l o g 0 0 20 0 60 2 0 o 6 2 0 6 02 0 5 9 0 0 1 6o 0 5o 1 60 51 65 o1 6 2 9 0 0 1 2o 0 40 1 20 41 24 01 2 l g 0 0 1 00 0 3o 1 00 31 o3 o1 0 5 0 0 m g 0 0 0 80 0 2 50 0 80 2 50 82 5 2 0 0 m g 0 0 0 60 0 2 0o 0 60 2 00 62 0 l o o m g 0 0 0 5 o 0 1 6o 0 50 1 6 o 5 1 6 5 0 m g 0 0 0 40 0 1 20 0 4o 1 2o 4 为了做标定，特从中国计量科学研究院借了l o k g - - - l k g 的f 1 等级的砝码一套，包括： l o k g 砝码1 个，5 k g 砝码1 个，2 k g 砝码1 个，l k g 砝码2 个；5 0 0 9 - l g 和5 0 0 m g - - 一l m g 的 f 2 等级的砝码各一套。其中5 0 0 9 - - 一l g 的包括：5 0 0 91 个，2 0 0 92 个，l o o g1 个，5 0 91 个，2 0 92 个，l o g1 个，5 91 个，2 92 个，1 91 个。另外f 2 等级的单个砝码5 0 0 91 个， 2 0 0 91 个，l o o g1 个。 4 2 2传感器初步测试 由称重传感器的使用说明书可知，两个称重传感器量程范围都是l o k g ，传感器1 的零 点输出为一0 1 7 m v ，满度时的输出比率为1 8 9 2 3 m v v ，传感器2 的零点输出为一0 3 2 m y ，满 度时的输出比率为1 8 8 0 3 m v v ，即满量程时激励源电压每有1 v ，传感器i 就会产生1 8 9 2 3 m v 的电压输出，传感器2 就会产生1 8 8 0 3 m v 的电压输出，本系统激励源电压为l o v ，则各自的 满度标称输出为1 8 9 2 3 m v 平1 1 8 8 0 3 m y 。传感器实际测试数据如表2 3 所示。传感器的输出电 压是用5 ；位的万用表测得的，该万用表的最高精度档为d c 5 0 0 m v 挡，精度= ( 读数) 3 s 1 。2 + 2 = ( 读数) o 0 2 + 丽5 萌0 0 而( m v ) 2 = ( 读数) 。2 + o 0 2 m y ， 表2 3 传感器c 1 和c 2 实际测试数据表 c 1 ( 激励源电压= i o v )c 2 ( 激励源电压= l o v ) 实测 理论传 实测 实测传传感理论传感实测传传感理论传 理论传 序号重量( g ) 感器输 感器输器输感器输 感器输 感器输器输器输出 出相邻出相邻 出( m v )出相( m y )出( m y )出相出( m v ) 邻差 差差 邻差 10 0 1 0一0 1 7一o 3一o 3 2 21 0 0 01 7 91 8 9 2 31 5 91 8 8 0 3 32 0 0 03 6 91 9 3 7 8 4 61 8 9 2 3 3 4 7 1 8 83 7 6 0 61 8 8 0 3 43 0 0 05 5 81 8 95 6 7 6 91 8 9 2 35 3 51 8 85 6 4 0 91 8 8 0 3 54 0 0 07 4 71 8 97 5 6 9 21 8 9 2 37 2 31 8 87 5 2 1 21 8 8 0 3 6 5 0 0 0 9 3 61 8 9 9 4 6 1 51 8 9 2 3 9 1 1 1 8 89 4 0 1 51 8 8 0 3 76 0 0 01 1 2 51 8 91 1 3 5 3 81 8 9 2 31 0 9 91 8 81 1 2 8 21 8 8 0 3 87 0 0 01 3 1 41 8 91 3 2 4 6 11 8 9 2 31 2 8 71 8 81 3 1 6 2 1 8 8 0 3 9 8 0 0 0 1 5 0 31 8 9 1 5 1 3 8 41 8 9 2 31 4 7 41 8 71 5 0 4 21 8 8 0 3 1 09 0 0 01 6 9 l1 8 81 7 0 3 0 71 8 9 2 31 6 6 21 8 81 6 9 2 31 8 8 0 3 1 11 0 0 0 01 8 8 11 91 8 9 2 31 8 9 2 31 8 51 8 8 1 8 8 0 31 8 8 0 3 虽然所用万用表的精度不够高，但也从测量数据看出，两个传感器的线性度是较好的。 4 2 3称重平台的标定 为了便于实验测试，特意找了三个钢块用来做称重平台，模拟称毛斗重。以下的测试 数据均在称重平台上测试的。为了达到系统要求的精度，三个钢块都在中国计量科学研究 院做了高精度的标定，在此给它们做了编号：钢块1 做了f 2 等级的标定，标定重量为： 4 0 3 2 9 9 ，钢块2 做y f 2 等级的标定，标定重量为：4 4 1 7 9 9 ，钢块3 做了f l 等级的标定，标 定重量为：1 8 5 1 1 4 9 ，三块的总重量为：1 0 3 0 1 9 4 9 ，基本符合斗重为l o k g 的要求。 4 2 4系统单通道称重的标定 采用双通道测量是工艺条件要求的，但双通道测试结果最终要合成一个值，才能得出 实际称重量。因此需要对每一个测量通道进行标定，得出称重量与采样值( 数字量) 之间 的关系，并测试其线性度。 由于系统设计的称重平台总重量为1 0 3 0 1 9 4 9 ，它的一半为5 1 5 0 9 7 9 ，而一般毛纺工 艺设定值的范围为5 0 9 5 0 0 9 ，即每斗可能称重的最大值为5 0 0 9 ，其一半为2 5 0 9 ，则单通道 平均承受的重量为5 4 0 0 9 7 。考虑到两个通道可能受力的不均匀性，因此，单通道标定时， 每个通道的标定测量范围选为4 8 3 2 9 9 一- - 5 5 4 2 9 9 ，它完全覆盖了实际称重时可能出现的测 5 2 北京服装学院以同等学力申请硕十学位人员的学位论文 量范围。把系统连接成单通道称重的工作方式，称重平台为4 8 3 2 9 9 ( 由钢块l 力1 8 0 0 9 砝码 构成) ，然后对每个测量通道开始标定。单通道标定测试数据见表2 4 所示。 表2 4 单通道测试数据表 砝码重总晕量测试数据( 数字量)砝码重 总重量测试数据( 数字量) 量( g ) ( g ) 通道1通道2 量( g ) ( g ) 通道1通道2 04 8 3 2 91 5 8 6 7 2 71 5 9 9 0 4 03 74 8 6 9 91 5 8 6 7 6 41 5 9 9 0 7 7 14 8 3 3 91 5 8 6 7 2 81 5 9 9 0 4 13 84 8 7 0 ，91 5 8 6 7 6 51 5 9 9 0 7 8 24 8 3 4 91 5 8 6 7 2 91 5 9 9 0 4 23 9 4 8 7 1 91 5 8 6 7 6 61 5 9 9 0 7 9 34 8 3 5 91 5 8 6 7 3 0 1 5 9 9 0 4 3 4 0 4 8 7 2 91 5 8 6 7 6 71 5 9 9 0 8 0 44 8 3 6 91 5 8 6 7 3 11 5 9 9 0 4 44 1 4 8 7 3 91 5 8 6 7 6 81 5 9 9 0 8 l 54 8 3 7 91 5 8 6 7 3 21 5 9 9 0 4 54 24 8 7 4 91 5 8 6 7 6 91 5 9 9 0 8 2 64 8 3 8 91 5 8 6 7 3 31 5 9 9 0 4 64 34 8 7 5 91 5 8 6 7 7 01 5 9 9 0 8 3 74 8 3 9 91 5 8 6 7 3 41 5 9 9 0 4 74 44 8 7 6 91 5 8 6 7 7 11 5 9 9 0 8 4 84 8 4 0 91 5 8 6 7 3 51 5 9 9 0 4 84 54 8 7 7 91 5 8 6 7 7 21 5 9 9 0 8 5 94 8 4 1 91 5 8 6 7 3 61 5 9 9 0 4 94 64 8 7 8 91 5 8 6 7 7 31 5 9 9 0 8 6 1 04 8 4 2 91 5 8 6 7 3 71 5 9 9 0 5 04 74 8 7 9 91 5 8 6 7 7 41 5 9 9 0 8 7 1 14 8 4 3 91 5 8 6 7 3 81 5 9 9 0 5 14 84 8 8 0 91 5 8 6 7 7 51 5 9 9 0 8 8 1 24 8 4 4 9 1 5 8 6 7 3 9 1 5 9 9 0 5 24 9 4 8 8 1 91 5 8 6 7 7 61 5 9 9 0 8 9 1 34 8 4 5 91 5 8 6 7 4 01 5 9 9 0 5 35 04 8 8 2 9 1 5 8 6 7 7 71 5 9 9 0 9 0 1 44 8 4 6 91 5 8 6 7 4 11 5 9 9 0 5 46 04 8 9 2 9 1 5 8 6 7 8 71 5 9 9 1 0 0 1 54 8 4 7 91 5 8 6 7 4 21 5 9 9 0 5 57 04 9 0 2 91 5 8 6 7 9 71 5 9 9 l l o 1 64 8 4 8 9 1 5 8 6 7 4 31 5 9 9 0 5 68 04 9 1 2 91 5 8 6 8 0 71 5 9 9 1 2 0 1 74 8 4 9 91 5 8 6 7 4 41 5 9 9 0 5 79 04 9 2 2 91 5 8 6 8 1 71 5 9 9 1 3 0 1 84 8 5 0 91 5 8 6 7 4 51 5 9 9 0 5 81 0 04 9 3 2 91 5 8 6 8 2 71 5 9 9 1 4 0 1 94 8 5 1 91 5 8 6 7 4 61 5 9 9 0 5 91 1 04 9 4 2 91 5 8 6 8 3 71 5 9 9 1 5 0 2 04 8 5 2 91 5 8 6 7 4 71 5 9 9 0 6 01 2 04 9 5 2 91 5 8 6 8 4 71 5 9 9 1 6 0 2 14 8 5 3 91 5 8 6 7 4 81 5 9 9 0 6 l1 3 04 9 6 2 91 5 8 6 8 5 71 5 9 9 1 7 0 2 24 8 5 4 91 5 8 6 7 4 91 5 9 9 0 6 21 4 04 9 7 2 91 5 8 6 8 6 71 5 9 9 1 8 0 2 34 8 5 5 91 5 8 6 7 5 01 5 9 9 0 6 31 5 04 9 8 2 91 5 8 6 8 7 71 5 9 9 1 9 0 2 44 8 5 6 91 5 8 6 7 5 11 5 9 9 0 6 41 6 04 9 9 2 91 5 8 6 8 8 71 5 9 9 2 0 0 2 54 8 5 7 91 5 8 6 7 5 21 5 9 9 0 6 51 7 05 0 0 2 91 5 8 6 8 9 71 5 9 9 2 1 0 2 64 8 5 8 91 5 8 6 7 5 31 5 9 9 0 6 61 8 05 0 1 2 9 1 5 8 6 9 0 7 1 5 9 9 2 2 0 2 74 8 5 9 9 1 5 8 6 7 5 4 1 5 9 9 0 6 71 9 05 0 2 2 91 5 8 6 9 1 71 5 9 9 2 3 0 2 84 8 6 0 9 1 5 8 6 7 5 5 1 5 9 9 0 6 82 0 05 0 3 2 91 5 8 6 9 2 71 5 9 9 2 4 0 2 94 8 6 1 91 5 8 6 7 5 61 5 9 9 0 6 92 l o5 0 4 2 91 5 8 6 9 3 71 5 9 9 2 5 0 3 04 8 6 2 91 5 8 6 7 5 71 5 9 9 0 7 02 2 05 0 5 2 91 5 8 6 9 4 71 5 9 9 2 6 0 3 14 8 6 3 91 5 8 6 7 5 81 5 9 9 0 7 12 3 05 0 6 2 91 5 8 6 9 5 71 5 9 9 2 7 0 3 24 8 6 4 91 5 8 6 7 5 91 5 9 9 0 7 22 4 05 0 7 2 91 5 8 6 9 6 71 5 9 9 2 8 0 3 34 8 6 5 91 5 8 6 7 6 01 5 9 9 0 7 32 5 05 0 8 2 91 5 8 6 9 7 71 5 9 9 2 9 0 3 44 8 6 6 91 5 8 6 7 6 11 5 9 9 0 7 4 2 6 0 5 0 9 2 91 5 8 6 9 8 71 5 9 9 3 0 0 3 54 8 6 7 91 5 8 6 7 6 21 5 9 9 0 7 5 2 7 0 5 1 0 2