專利名稱：電子秤虛擬測控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及計(jì)算機(jī)虛擬測試領(lǐng)域，更具體的說，本實(shí)用新型是關(guān)于電子秤控制系統(tǒng)虛擬檢測及控制的電子秤虛擬測控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電子秤電子產(chǎn)品開發(fā)一般流程方案設(shè)計(jì)一硬件設(shè)計(jì)一軟件設(shè)計(jì)一系統(tǒng)調(diào)試一技術(shù)文件編寫。其中系統(tǒng)調(diào)試是測控產(chǎn)品開發(fā)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。通常在調(diào)試過程需要實(shí)物對象進(jìn)行調(diào)試，如電子秤控制器的開發(fā)，需要各種類型的電子秤實(shí)物及場地、電池等才能進(jìn)行調(diào)試，造成調(diào)試周期長、費(fèi)用高。中國專利局于2010年6月23日公開了一份CN101749302A號文獻(xiàn)，名稱為一種液壓設(shè)備在線虛擬測試分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)平臺(tái)建立的，它包括采集模塊，它利用PXIe采集平臺(tái)、SCXI信號調(diào)理平臺(tái)和CDAQ便攜式數(shù)據(jù)采集平臺(tái)采集數(shù)據(jù)；管理模塊， 它包括一個(gè)數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)；報(bào)告模塊，它將針對對象所作的試驗(yàn)結(jié)果以word報(bào)表方式顯示出來；分析模塊，它包括一個(gè)將數(shù)據(jù)測試部分采得的波形結(jié)果進(jìn)行特征值采集，將需要的結(jié)果提取出來的分析子系統(tǒng)。該系統(tǒng)的缺點(diǎn)是信號采集模塊由PXIe采集平臺(tái)、SCXI信號調(diào)理平臺(tái)和CDAQ便攜式數(shù)據(jù)采集平臺(tái)構(gòu)成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的信號采集結(jié)構(gòu)復(fù)雜成本高的缺點(diǎn)，提供了一種具有低成本信號采集模塊的實(shí)用的電子秤虛擬測控系統(tǒng)。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是本實(shí)用新型包括接口電路和虛擬仿真設(shè)備，虛擬仿真設(shè)備通過接口電路與被測電子秤控制系統(tǒng)相連，接口電路包括處理器、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、輸入放大調(diào)整電路、T型轉(zhuǎn)換電路、M位AD轉(zhuǎn)換電路、輸出放大調(diào)整電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、開關(guān)量轉(zhuǎn)換電路、通信接口及端子，被測電子秤控制系統(tǒng)的信號輸出端通過端子分別與輸入放大調(diào)整電路、T型轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連，輸入放大調(diào)整電路的輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸出端與處理器的輸入端相連，T型轉(zhuǎn)換電路的輸出端與M位AD轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連，24位AD轉(zhuǎn)換電路的輸出端與處理器的輸入端相連，處理器的輸出端分別與數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、開關(guān)量轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連，數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的輸出端與輸出放大調(diào)整電路的輸入端相連，輸出放大調(diào)整電路的輸出端及開關(guān)量轉(zhuǎn)換電路的輸出端分別通過端子與被測電子秤控制系統(tǒng)的輸入端相連；處理器通過通信接口與虛擬仿真設(shè)備相連；所述仿真設(shè)備包括PC電腦。被測電子秤控制系統(tǒng)與處理器之間的信號分為模擬信號和開關(guān)量信號，被測控制系統(tǒng)輸出的模擬信號經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換送處理器處理， 并通過通信接口送到PC的虛擬對象，對虛擬對象進(jìn)行控制；被測電子秤控制系統(tǒng)輸出的模擬信號經(jīng)電平轉(zhuǎn)換及模數(shù)轉(zhuǎn)換電路與處理器相聯(lián)，被測電子秤控制系統(tǒng)輸出的多路開關(guān)量控制信號經(jīng)T型轉(zhuǎn)換電路變?yōu)槟M信號，送M位AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換，并通過通信接口送到PC 的虛擬對象；接口電路內(nèi)部的通信接口與PC機(jī)上的虛擬設(shè)備交換信息，虛擬設(shè)備根據(jù)被測
3電子秤控制系統(tǒng)的信號進(jìn)行運(yùn)行或提供相應(yīng)信號給被測控制系統(tǒng)；輸入放大調(diào)整電路具有自動(dòng)增益調(diào)整功能，將O-MV的電壓信號及0-20mA電流信號轉(zhuǎn)換為0-5V的模擬信號。作為優(yōu)選，T型轉(zhuǎn)換電路包括若干路T型電路及二極管D21，T型電路包括電阻 R20、R21、R22、二極管D20、三極管Q20，其中電阻R21的阻值比電阻R20的阻值大一倍；電阻R20的一端與電阻R21的一端相連，電阻R21的另一端分別與二極管D20的正極、三極管 Q20的集電極相連，三極管Q20的發(fā)射極與地相連，三極管Q20的基極通過電阻R22作為信號輸入端與被測控制系統(tǒng)相連；T型電路連接時(shí)，第一路T型電路的電阻R20的另一端與電源正極相連，后面各路T型電路的電阻R20的另一端與前面一路T型電路中的電阻R20和 R21的連接點(diǎn)相連接，最后一路T型電路的電阻R20通過二極管D21與地相連；各路T型電路的二極管D20的負(fù)極連接在一起作為輸出端與所述M位AD轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連。被測控制系統(tǒng)的開關(guān)量信號分別通過電阻R22與一路T型電路的三極管Q20的基極相連，分別控制該路的三極管Ql的通斷；其工作原理是DA轉(zhuǎn)換器“按權(quán)展開，然后相加”，當(dāng)某一路的T型電路中的信號輸入端為高電平時(shí)，該路三極管Q20導(dǎo)通，二極管D20靜止，該路T型電路沒有信號輸出；當(dāng)該T型電路的信號輸入端為低電平時(shí)，三極管Q20截止，該路二極管 D20導(dǎo)通，將該路三極管Q20集電極上的電壓值傳送到輸出端；由于各路T型電路在本路三極管Q20截止時(shí)其集電極上的電壓是不同的，因此對輸出端的電壓增加值也各不相同，由于，電阻R21的阻值比電阻R20的阻值大一倍，因此各路T型電路的輸出電壓對輸出端電壓的增加值按一定比例的權(quán)重展開；各路的二極管D20，保證信號的單向?qū)ǎO管D21 起平衡作用；T型轉(zhuǎn)換電路的優(yōu)點(diǎn)是可以減少被測電子秤控制系統(tǒng)到虛擬設(shè)備間的信號延遲；可以保證各開關(guān)量信號的同步輸出，控制虛擬對象；可以級聯(lián)擴(kuò)展到M路開關(guān)信號的檢測從而減少處理器的I/O 口數(shù)量。作為優(yōu)選，對位々0轉(zhuǎn)換電路包括運(yùn)算放大器A30、電阻R30，運(yùn)算放大器A30的輸入端負(fù)極與各T型電路的二極管D20的負(fù)極相連，運(yùn)算放大器A30的輸入端正極與地相連， 電阻R30的一端與運(yùn)算放大器A30的輸入端負(fù)極相連，電阻R30的另一端與運(yùn)算放大器A30 的輸出端相連。作為優(yōu)選，通信接口包括RS232串口。RS232串口具有接線方便，通訊速度快的優(yōu)
點(diǎn)ο作為優(yōu)選，通信接口包括USB接口。USB接口具有即插即用使用方便的優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型的有益效果是提供了一種采用虛擬設(shè)備對電子秤控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試的系統(tǒng)，不需要昂貴的電子秤實(shí)物及場地，使調(diào)試過程簡單易行，提高產(chǎn)品開發(fā)的效率。

圖1是本實(shí)用新型電子秤虛擬測控系統(tǒng)的一種系統(tǒng)框圖；圖2是接口電路的一種框圖；圖3是T型電路的一種原理圖；圖4是T型轉(zhuǎn)換電路的一種原理圖。圖中1.虛擬測控系統(tǒng)，2.接口電路，3.虛擬仿真設(shè)備，4.被測電子秤控制系統(tǒng)， 5.處理器，6.端子，8.模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，9.輸入放大調(diào)整電路，10. T型轉(zhuǎn)換電路，11. M位AD 轉(zhuǎn)換電路，12.輸出放大調(diào)整電路，13.數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，14.開關(guān)量轉(zhuǎn)換電路，15.通信接口。
具體實(shí)施方式
下面通過具體實(shí)施例，并結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。實(shí)施例本實(shí)施例的電子秤虛擬測控系統(tǒng)，參見圖1，由接口電路2及虛擬仿真設(shè)備3組成虛擬測控系統(tǒng)1，接口電路2的一端與被測電子秤控制系統(tǒng)4相連，接口電路2的另一端與虛擬仿真設(shè)備3相連，虛擬仿真設(shè)備3包括PC電腦及3D虛擬軟件。參見圖2，接口電路2包括處理器5、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路8、輸入放大調(diào)整電路9、T型轉(zhuǎn)換電路10J4位AD轉(zhuǎn)換電路11、輸出放大調(diào)整電路12、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路13、開關(guān)量轉(zhuǎn)換電路 14、通信接口 15及端子6 ；被測電子秤控制系統(tǒng)4的信號輸出端通過端子6分別與輸入放大調(diào)整電路9、Τ型轉(zhuǎn)換電路10的輸入端相連，輸入放大調(diào)整電路9的輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路8的輸入端相連，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路8的輸出端與處理器5的輸入端相連，T型轉(zhuǎn)換電路10 的輸出端與M位AD轉(zhuǎn)換電路11的輸入端相連，24位AD轉(zhuǎn)換電路11的輸出端與處理器5 的輸入端相連，處理器5的輸出端分別與數(shù)模轉(zhuǎn)換電路13、開關(guān)量轉(zhuǎn)換電路14的輸入端相連，數(shù)模轉(zhuǎn)換電路13的輸出端與輸出放大調(diào)整電路12的輸入端相連，輸出放大調(diào)整電路12 的輸出端及開關(guān)量轉(zhuǎn)換電路14的輸出端分別通過端子6與被測電子秤控制系統(tǒng)4的輸入端相連；處理器5通過通信接口 15與虛擬仿真設(shè)備3相連。參見圖3，T型電路包括電阻R20、R21、R22、二極管D20、三極管Q20，其中電阻R21 的阻值比所述電阻R20的阻值大一倍；電阻R20的一端與電阻R21的一端相連，電阻R21的另一端分別與二極管D20的正極、三極管Q20的集電極相連，三極管Q20的發(fā)射極與地相連，三極管Q20的基極通過所述電阻R22作為信號輸入端與被測電子秤控制系統(tǒng)4相連。參見圖4，T型轉(zhuǎn)換電路10由16路T型電路及二極管D21組成，第一路T型電路的電阻R20的一端與電源正極相連，后面各路T型電路的電阻R20的一端與前面一路T型電路中的電阻R20和R21的連接點(diǎn)相連接，最后一路T型電路的電阻R20通過二極管D21 與地相連；各路T型電路的二極管D20的負(fù)極連接在一起作為輸出端與M位AD轉(zhuǎn)換電路 11的輸入端相連。對位々0轉(zhuǎn)換電路11包括運(yùn)算放大器Α30、電阻R30，運(yùn)算放大器Α30的輸入端負(fù)極與各T型電路的二極管D20的負(fù)極相連，運(yùn)算放大器Α30的輸入端正極與地相連，電阻 R30的一端與運(yùn)算放大器Α30的輸入端負(fù)極相連，電阻R30的另一端與運(yùn)算放大器Α30的輸出端相連。通信接口 15包括了 RS232串口及USB接口。被測電子秤控制系統(tǒng)4與接口電路2之間的信號分為模擬量信號和開關(guān)量信號， 被測電子秤控制系統(tǒng)4的模擬量信號由輸入放大調(diào)整電路9進(jìn)行電平調(diào)整，將O-MV電壓信號及0-20mA電流信號轉(zhuǎn)換為0-5V電壓信號，再經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路8轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，傳送到處理器5進(jìn)行處理；被測電子秤控制系統(tǒng)4的開關(guān)量信號經(jīng)T型轉(zhuǎn)換電路10轉(zhuǎn)換為按權(quán)相加的電壓信號，再由M位AD轉(zhuǎn)換電路11轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號，傳送到處理器5進(jìn)行處理。接口電路2輸出到被測電子秤控制系統(tǒng)4的信號分為模擬量信號及開關(guān)量信號，模擬量信號由處理器5輸出的數(shù)字量信號經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換電路13轉(zhuǎn)換為0-5V的電壓模擬量信號，再由輸出放大調(diào)整電路12進(jìn)行電平調(diào)整，轉(zhuǎn)換為O-MV電壓信號及0-20mA電流信號， 作為被測電子秤控制系統(tǒng)4的控制信號或反饋信號；處理器5輸出的開關(guān)量信號是5V的有源信號，由開關(guān)量轉(zhuǎn)換電路14轉(zhuǎn)換為無源開關(guān)量信號，輸送到被測電子秤控制系統(tǒng)4作為虛擬仿真設(shè)備3的控制信號和狀態(tài)信號。接口電路2內(nèi)部的通信接口 15與虛擬仿真設(shè)備3內(nèi)的PC電腦交換信息，PC電腦裝有3D虛擬軟件，由3D虛擬軟件在PC電腦中設(shè)定對應(yīng)于被測電子秤控制系統(tǒng)4的虛擬對象；虛擬對象根據(jù)被測電子秤控制系統(tǒng)4的信號進(jìn)行運(yùn)行或提供相應(yīng)信號給被測控制系統(tǒng) 4。以上的實(shí)施例只是本實(shí)用新型的最佳方案之一，并非對本實(shí)用新型作任何形式上的限制，在不超出權(quán)利要求所記載的技術(shù)方案的前提下還有其它的變體及改型。
權(quán)利要求1.一種電子秤虛擬測控系統(tǒng)，包括接口電路和虛擬仿真設(shè)備，所述虛擬仿真設(shè)備通過所述接口電路與被測電子秤控制系統(tǒng)相連，其特征在于所述接口電路包括處理器、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、輸入放大調(diào)整電路、T型轉(zhuǎn)換電路、對位々0轉(zhuǎn)換電路、輸出放大調(diào)整電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、開關(guān)量轉(zhuǎn)換電路、通信接口及端子，所述被測電子秤控制系統(tǒng)的信號輸出端通過所述端子分別與所述輸入放大調(diào)整電路、T型轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連，所述輸入放大調(diào)整電路的輸出端與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸出端與所述處理器的輸入端相連，所述τ型轉(zhuǎn)換電路的輸出端與所述M位AD轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連，所述M位 AD轉(zhuǎn)換電路的輸出端與所述處理器的輸入端相連，所述處理器的輸出端分別與所述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、開關(guān)量轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的輸出端與所述輸出放大調(diào)整電路的輸入端相連，所述輸出放大調(diào)整電路的輸出端及所述開關(guān)量轉(zhuǎn)換電路的輸出端分別通過所述端子與所述被測電子秤控制系統(tǒng)的輸入端相連；所述處理器通過所述通信接口與所述虛擬仿真設(shè)備相連；所述仿真設(shè)備包括PC電腦。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子秤虛擬測控系統(tǒng)，其特征在于所述T型轉(zhuǎn)換電路包括若干路T型電路及二極管D21，所述T型電路包括電阻R20、R21、R22、二極管D20、三極管 Q20，其中所述電阻R21的阻值比所述電阻R20的阻值大一倍；所述電阻R20的一端與所述電阻R21的一端相連，電阻R21的另一端分別與所述二極管D20的正極、所述三極管Q20的集電極相連，所述三極管Q20的發(fā)射極與地相連，所述三極管Q20的基極通過所述電阻R22 作為信號輸入端與所述被測控制系統(tǒng)相連；T型電路連接時(shí)，第一路所述T型電路的電阻 R20的另一端與電源正極相連，后面各路T型電路的電阻R20的另一端與前面一路T型電路中的電阻R20和R21的連接點(diǎn)相連接，最后一路T型電路的電阻R20通過所述二極管D21 與地相連；各路T型電路的二極管D20的負(fù)極連接在一起作為輸出端與所述M位AD轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子秤虛擬測控系統(tǒng)，其特征在于所述M位AD轉(zhuǎn)換電路包括運(yùn)算放大器A30、電阻R30，所述運(yùn)算放大器A30的輸入端負(fù)極與所述各T型電路的二極管D20的負(fù)極相連，所述運(yùn)算放大器A30的輸入端正極與地相連，所述電阻R30的一端與所述運(yùn)算放大器A30的輸入端負(fù)極相連，所述電阻R30的另一端與所述運(yùn)算放大器A30的輸出端相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電子秤虛擬測控系統(tǒng)，其特征在于所述M位AD轉(zhuǎn)換電路包括運(yùn)算放大器A30、電阻R30，所述運(yùn)算放大器A30的輸入端負(fù)極與所述T型轉(zhuǎn)換電路的輸出端相連，所述運(yùn)算放大器A30的輸入端正極與地相連，所述電阻R30的一端與所述運(yùn)算放大器A30的輸入端負(fù)極相連，所述電阻R30的另一端與所述運(yùn)算放大器A30的輸出端相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電子秤虛擬測控系統(tǒng)，其特征在于所述通信接口包括 RS232 串 Π。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電子秤虛擬測控系統(tǒng)，其特征在于所述通信接口包括 USB 接口。
專利摘要本實(shí)用新型涉及電子秤虛擬測控系統(tǒng)，目的是提供一種具有低成本信號采集模塊的實(shí)用的電子秤虛擬測控系統(tǒng)。包括接口電路和虛擬仿真設(shè)備，虛擬仿真設(shè)備通過接口電路與被測電子秤控制系統(tǒng)相連，接口電路包括處理器、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、輸入放大調(diào)整電路、T型轉(zhuǎn)換電路、24位AD轉(zhuǎn)換電路、輸出放大調(diào)整電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、開關(guān)量轉(zhuǎn)換電路、通信接口及端子。提供了一種采用虛擬設(shè)備對電子秤控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試的系統(tǒng)，不需要昂貴的電子秤實(shí)物及場地，使調(diào)試過程簡單易行，提高產(chǎn)品開發(fā)的效率。
文檔編號G01G23/01GK202048977SQ201120030379
公開日2011年11月23日 申請日期2011年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月28日
發(fā)明者余紅娟, 陳海榮, 馬汝星, 龔永堅(jiān) 申請人:金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院