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[电子信息工程] 电容式变介质传感器生产线饮料数量统计系统

  • 简介:总体结构 该电容式数量统计系统主要由PIC16F872单片机、EPROM27128、E2PROM28C64、模数转换器AD574、运算放大器OP-07、HD7279A 8段数码管显示驱动电路,报读电路等元件构成,其结构图如图甲所示。 该系统主要用于对物品数量的数据采集和处理,同时具有...
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目录 不存在 简单介绍 该电容式数量统计系统是一个以PIC16F872单片机为核心的数据采集处理系统.本设计包括硬件和软件两部分。硬件设计包括总体结构设计和接口电路设计。系统由PIC16F872单片机、程序存储器EPROM27128、数据存储器E2PROM28C64、模数转换器AD574、HD7279A 8段数码管显示驱动电路、运算放大器OP-07和报读电路组成。文中对这些主要元件和数据采集、显示和存储等子程序进行设计。
总体结构
该电容式数量统计系统主要由PIC16F872单片机、EPROM27128、E2PROM28C64、模数转换器AD574、运算放大器OP-07、HD7279A 8段数码管显示驱动电路,报读电路等元件构成,其结构图如图甲所示。
该系统主要用于对物品数量的数据采集和处理,同时具有显示、存储,报读等多种功能。该系统对应变数据采集处理过程如下:
开通电源使整个系统上电,按下数据采集功能键,系统核心单片机启动相应的程序开始进行数据采集。作为传感器的应变片产生微弱的模拟量,经过由OP-07组成的放大器,模拟量被放大后进入AD574,模拟量被转变成数字量后从AD574传送至PIC16F872进行处理,PIC16F872采集完数据后启动存储和显示程序,将数据传送至处片外数据存储器存储,并在显示器上显示出来,且通过报读系统报读。
电容变介质式接近传感器是一个以电极为检测端的静电电容式接近开关,它由高频振荡电路、检波电路、放大电路、整形电路及输出电路组成,如图甲所示。
图甲
没有物体通过时,检测电极 存在一定的电容量,它成为振荡电路的一个组成部分。
调频测量电路把电容式传感器作为振荡器谐振回路的一部分, 当输入量导致电容量发生变化时,振荡器的振荡频率就发生变化。虽然可将频率作为测量系统的输出量,用以判断被测非电量的大小,但此时系统是非线性的,不易校正,因此必须加入鉴频器,将频率的变化转换为电压振幅的变化,经过放大就可以用仪器指示或记录仪记录下来。
当被检测物体通过检测电极时,由于电容的介质在没有物体通过时为空气的介电常数ε为1,而被测物体的介电常数远大于空气,所以Cmax就会远大于初始电容值。由于检测电极的静电电容C=sε/δ,所以电荷的增多,使电容C随之增大,从而又使振荡电路的振荡减弱,甚至停止振荡。
振荡电路的振荡与停振这两种状态被检测电路转换为开关信号后向外输出。
系统原理如下图
全桥电路设计
用环形二极管充放电法测量电容的基本原理是以一高频方波为信号源,通过一环形二极管电桥,对被测电容进行充放电, 环形二极管电桥输出一个与被测电容成正比的微安级电流......
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