引言
目前国内外检定大型装料地磅时，所进行的物料试验[3]大多采用分离检定法[4]。该方法在截取 物料时，劳动强度大，残留很难控制，而且受现场环境限制，有时无法截取物料，致使许多大型衡 器在检定时面临无法进行物料试验的尴尬局面。本装置实现了对被测地磅称重传感器信号的实时采 集和分时采集及处理，可以与被测地磅进行同步或异步比较测量值，从而实现对其物料试验的集成 检定法在线检测，开创了一种实用的大型装料地磅物料试验的检测手段。该装置目前已通过试验验 证，完全满足设计指标，实现对大型装料地磅的检测。
一、工作原理
本检测装置是通过外部接口接在被测装料地磅的称重传感器输出端，从而引出称重传感器测量 物料质量的电信号。通过自身装置对信号进行一系列处理，最终得到物料质量。该装置具有实时测 量方式（实时采集信号）和分时测量方式（分时采集信号），能够实现以集成检定法进行物料试验， 完成对装料地磅的在线检定。实时在线测量方式能满足绝大多数大型装料地磅物料试验的检测要 求，分时多路方式可满足所有大型装料地磅物料试验的检测要求，两种方式可通过切换开关随时切 换。
二、硬件设计
本检测装置由微处理器控制模块、ad 数据采集模块、触摸屏模块、低噪声电源模块、微型打 印机、串行通讯接口及数据存储单元等组成，其硬件组成框图如图 1 所示。该装置具有在不影响被 测地磅正常工作的情况下与被测地磅配接的能力，实现与被测地磅仪表同步或异步比较测量值，具 有存储、打印和标定等功能。主控芯片采用美国 silab 公司高性能单片机 c8051f020。该款芯片为工业级芯片，是完全集成 的混合信号系统级 mcu 芯片，具有 64 个数字 i/o 引脚，高速、流水线结构的 8051 兼容的 cip-51 内核（可达 25mips），全速、非侵入式的在线调试接口（片内），具有可编程数据更新方式，64k 字节可在线编程的 flash 存储器，使用温度为-40～85℃，系统内部资源丰富，抗干扰能力强。模 拟数字转换芯片选用美国德州仪器（texus instrument）公司的高端产品 ads1282，该芯片为 31 位 无失码 ad 转换芯片，集成低噪声可编程增益放大器，低噪声高输入阻抗（5nv/hz），差分非线性 为满量程的 0.00005%，能够满足苛刻条件要求。触摸屏模块采用 mcgs5 触摸屏，通讯协议采用国 际通用的 modbusrtu 协议，功能强大，界面直观方便，拥有 800×480 高清分辨率，65535 色数字 真彩，采用 led 背光，丰富的图形库，抗干扰性能达到工业 iii 级标准，arm9 内核、400m 主频、 64m 内存、128m 存储空间，mcgs 全功能组态软件。由于本装置要处理的原始信号为微伏级电信号，要保证较高的准确度，对硬件有严格要求。除 了采用高性能的 ad 转换器以外，放大器、滤波电路的电阻、电容的性能也要充分考虑，尽可能降 低噪声。硬件设计时，选用多级的低噪声线性稳压器件，而且在各级中间加入滤波电路。为使该检 测装置工作时，对被测装料地磅测量系统不造成影响，要选择合适的输入阻抗。通过多次实验验证， 该装置对于绝大多数大型装料地磅均能很好地匹配。
三、软件设计
系统软件采用模块化设计，主要由主菜单管理、系统初始化、系数标定、参数设定、打印、通 讯和测量等模块组成。系统软件结构框图如图 2 所示。
四、特点
1．由于该装置采用了高性能的单片机微处理器和高精度的 ad 转换器，并采取了多种降噪音、 抗干扰设计，使其测量准确度大幅提高，可得到优于被测地磅数十倍的准确度。
2．选用采用 mcgs5 触摸屏，显示直观。
3．操作界面友好，功能丰富实用，多项参数可随时调整、设置，为使用者提供了较大的可调 整空间，可操作性强。
五、结论
该检测装置能够在不影响被测地磅正常工作的前提下，进行物料试验的检测，节省大量人工劳 动，提高了工作效率，实现物料试验的集成检定法在线检定。实验证明，该检测装置准确度高，实 际操作性强，完全能够满足检测大型装料地磅物料试验的检测要求。