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称重传感器作为自动控制、计量的重要核心元件被大量应用在商贸、机械、粮食、冶金、矿山、建材等领域。目前广泛应用的传统的二次仪表式称重传感器将应变电桥输出的模拟信号直接传送到二次仪表,放大,模数转换后显示输出,因此存在传输距离短,组网能力有限,二次放大引入误差等问题。本文针对目前国内通用的称重传感器存在的问题,提出了一种将称重传感器信号直接数字化的技术,将应变电桥式称重传感器的输出信号直接数字化后,通过RS485方式进行传输,解决了传输距离短和组网容量小的问题,经实验验证系统精度达0.1uV/20mV(分度达到200000),且具有重复精度,稳定性好等特点。 本文共分六章。 第一章阐述了称重传感器的基本测量原理,发展趋势。概述了信号处理和抗干扰设计相关知识。最后介绍了课题研究的目的、内容、目标和意义。 第二章首先分析了二次仪表式称重传感器存在的问题,针对问题提出了创新的直接数字式称重传感器结构,并根据创新的系统结构、创新的信号调理技术、结合Σ-△原理和斩波技术的模数转换技术等三个系统核心技术进行论述。最后,通过引入比率激励技术,阐述了进一步优化系统设计的方法。 第三章从电桥非线性误差、温度变化和零漂、噪声、寄生热偶、长导线测量电阻等几个制约提高直接数字式称重传感器的精度的因素进行了分析,并提出了相应的提高精度的措施。 第四章介绍了直接数字式称重传感器的抗干扰设计。首先对直接数字式称重传感器所受的外界干扰进行了分析,并从抗干扰屏蔽层设计、硬件抗干扰设计和一阶滞后数字滤波设计等方面论述了直接数字式称重传感器的抗干扰设计方案。 第五章介绍了数字式称重传感器试验研究。通过实验室试验,验证测量系统的鉴别力、重复性和时间稳定性等性能。通过现场试验,验证该称重系统在负荷测量应用中的示值的准确性,及其非线性、滞后和重复性等指标。 第六章总结全文,给出了本课题的研究成果,提出了进一步研究的方向。