专利名称：电子秤虚拟测控系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及计算机虚拟测试领域，更具体的说，本实用新型是关于电子秤控制系统虚拟检测及控制的电子秤虚拟测控系统。
背景技术：
电子秤电子产品开发一般流程方案设计一硬件设计一软件设计一系统调试一技术文件编写。其中系统调试是测控产品开发的关键环节之一。通常在调试过程需要实物对象进行调试，如电子秤控制器的开发，需要各种类型的电子秤实物及场地、电池等才能进行调试，造成调试周期长、费用高。中国专利局于2010年6月23日公开了一份CN101749302A号文献，名称为一种液压设备在线虚拟测试分析系统，该系统利用计算机平台建立的，它包括采集模块，它利用PXIe采集平台、SCXI信号调理平台和CDAQ便携式数据采集平台采集数据；管理�？椋� 它包括一个数据管理子系统；报告�？椋攵远韵笏鞯氖匝榻峁詗ord报表方式显示出来；分析�？椋ㄒ桓鼋莶馐圆糠植傻玫牟ㄐ谓峁刑卣髦挡杉枰慕峁崛〕隼吹姆治鲎酉低�。该系统的缺点是信号采集�？橛蒔XIe采集平台、SCXI信号调理平台和CDAQ便携式数据采集平台构成，结构复杂，成本高。
发明内容本实用新型为解决现有技术中存在的信号采集结构复杂成本高的缺点，提供了一种具有低成本信号采集�？榈氖涤玫牡缱映有槟獠饪叵低�。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是本实用新型包括接口电路和虚拟仿真设备，虚拟仿真设备通过接口电路与被测电子秤控制系统相连，接口电路包括处理器、模数转换电路、输入放大调整电路、T型转换电路、M位AD转换电路、输出放大调整电路、数模转换电路、开关量转换电路、通信接口及端子，被测电子秤控制系统的信号输出端通过端子分别与输入放大调整电路、T型转换电路的输入端相连，输入放大调整电路的输出端与模数转换电路的输入端相连，模数转换电路的输出端与处理器的输入端相连，T型转换电路的输出端与M位AD转换电路的输入端相连，24位AD转换电路的输出端与处理器的输入端相连，处理器的输出端分别与数模转换电路、开关量转换电路的输入端相连，数模转换电路的输出端与输出放大调整电路的输入端相连，输出放大调整电路的输出端及开关量转换电路的输出端分别通过端子与被测电子秤控制系统的输入端相连；处理器通过通信接口与虚拟仿真设备相连；所述仿真设备包括PC电脑。被测电子秤控制系统与处理器之间的信号分为模拟信号和开关量信号，被测控制系统输出的模拟信号经模数转换送处理器处理， 并通过通信接口送到PC的虚拟对象，对虚拟对象进行控制；被测电子秤控制系统输出的模拟信号经电平转换及模数转换电路与处理器相联，被测电子秤控制系统输出的多路开关量控制信号经T型转换电路变为模拟信号，送M位AD转换器转换，并通过通信接口送到PC 的虚拟对象；接口电路内部的通信接口与PC机上的虚拟设备交换信息，虚拟设备根据被测
3电子秤控制系统的信号进行运行或提供相应信号给被测控制系统；输入放大调整电路具有自动增益调整功能，将O-MV的电压信号及0-20mA电流信号转换为0-5V的模拟信号。作为优�。琓型转换电路包括若干路T型电路及二极管D21，T型电路包括电阻 R20、R21、R22、二极管D20、三极管Q20，其中电阻R21的阻值比电阻R20的阻值大一倍；电阻R20的一端与电阻R21的一端相连，电阻R21的另一端分别与二极管D20的正极、三极管 Q20的集电极相连，三极管Q20的发射极与地相连，三极管Q20的基极通过电阻R22作为信号输入端与被测控制系统相连；T型电路连接时，第一路T型电路的电阻R20的另一端与电源正极相连，后面各路T型电路的电阻R20的另一端与前面一路T型电路中的电阻R20和 R21的连接点相连接，最后一路T型电路的电阻R20通过二极管D21与地相连；各路T型电路的二极管D20的负极连接在一起作为输出端与所述M位AD转换电路的输入端相连。被测控制系统的开关量信号分别通过电阻R22与一路T型电路的三极管Q20的基极相连，分别控制该路的三极管Ql的通断；其工作原理是DA转换器“按权展开，然后相加”，当某一路的T型电路中的信号输入端为高电平时，该路三极管Q20导通，二极管D20静止，该路T型电路没有信号输出；当该T型电路的信号输入端为低电平时，三极管Q20截止，该路二极管 D20导通，将该路三极管Q20集电极上的电压值传送到输出端；由于各路T型电路在本路三极管Q20截止时其集电极上的电压是不同的，因此对输出端的电压增加值也各不相同，由于，电阻R21的阻值比电阻R20的阻值大一倍，因此各路T型电路的输出电压对输出端电压的增加值按一定比例的权重展开；各路的二极管D20，保证信号的单向导通，二极管D21 起平衡作用；T型转换电路的优点是可以减少被测电子秤控制系统到虚拟设备间的信号延迟；可以保证各开关量信号的同步输出，控制虚拟对象；可以级联扩展到M路开关信号的检测从而减少处理器的I/O 口数量。作为优�。晕弧�0转换电路包括运算放大器A30、电阻R30，运算放大器A30的输入端负极与各T型电路的二极管D20的负极相连，运算放大器A30的输入端正极与地相连， 电阻R30的一端与运算放大器A30的输入端负极相连，电阻R30的另一端与运算放大器A30 的输出端相连。作为优选，通信接口包括RS232串口。RS232串口具有接线方便，通讯速度快的优
点ο作为优�。ㄐ沤涌诎║SB接口。USB接口具有即插即用使用方便的优点。本实用新型的有益效果是提供了一种采用虚拟设备对电子秤控制系统进行调试的系统，不需要昂贵的电子秤实物及场地，使调试过程简单易行，提高产品开发的效率。
图1是本实用新型电子秤虚拟测控系统的一种系统框图；图2是接口电路的一种框图；图3是T型电路的一种原理图；图4是T型转换电路的一种原理图。图中1.虚拟测控系统，2.接口电路，3.虚拟仿真设备，4.被测电子秤控制系统， 5.处理器，6.端子，8.模数转换电路，9.输入放大调整电路，10. T型转换电路，11. M位AD 转换电路，12.输出放大调整电路，13.数模转换电路，14.开关量转换电路，15.通信接口。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。实施例本实施例的电子秤虚拟测控系统，参见图1，由接口电路2及虚拟仿真设备3组成虚拟测控系统1，接口电路2的一端与被测电子秤控制系统4相连，接口电路2的另一端与虚拟仿真设备3相连，虚拟仿真设备3包括PC电脑及3D虚拟软件。参见图2，接口电路2包括处理器5、模数转换电路8、输入放大调整电路9、T型转换电路10J4位AD转换电路11、输出放大调整电路12、数模转换电路13、开关量转换电路 14、通信接口 15及端子6 ；被测电子秤控制系统4的信号输出端通过端子6分别与输入放大调整电路9、Τ型转换电路10的输入端相连，输入放大调整电路9的输出端与模数转换电路8的输入端相连，模数转换电路8的输出端与处理器5的输入端相连，T型转换电路10 的输出端与M位AD转换电路11的输入端相连，24位AD转换电路11的输出端与处理器5 的输入端相连，处理器5的输出端分别与数模转换电路13、开关量转换电路14的输入端相连，数模转换电路13的输出端与输出放大调整电路12的输入端相连，输出放大调整电路12 的输出端及开关量转换电路14的输出端分别通过端子6与被测电子秤控制系统4的输入端相连；处理器5通过通信接口 15与虚拟仿真设备3相连。参见图3，T型电路包括电阻R20、R21、R22、二极管D20、三极管Q20，其中电阻R21 的阻值比所述电阻R20的阻值大一倍；电阻R20的一端与电阻R21的一端相连，电阻R21的另一端分别与二极管D20的正极、三极管Q20的集电极相连，三极管Q20的发射极与地相连，三极管Q20的基极通过所述电阻R22作为信号输入端与被测电子秤控制系统4相连。参见图4，T型转换电路10由16路T型电路及二极管D21组成，第一路T型电路的电阻R20的一端与电源正极相连，后面各路T型电路的电阻R20的一端与前面一路T型电路中的电阻R20和R21的连接点相连接，最后一路T型电路的电阻R20通过二极管D21 与地相连；各路T型电路的二极管D20的负极连接在一起作为输出端与M位AD转换电路 11的输入端相连。对位々0转换电路11包括运算放大器Α30、电阻R30，运算放大器Α30的输入端负极与各T型电路的二极管D20的负极相连，运算放大器Α30的输入端正极与地相连，电阻 R30的一端与运算放大器Α30的输入端负极相连，电阻R30的另一端与运算放大器Α30的输出端相连。通信接口 15包括了 RS232串口及USB接口。被测电子秤控制系统4与接口电路2之间的信号分为模拟量信号和开关量信号， 被测电子秤控制系统4的模拟量信号由输入放大调整电路9进行电平调整，将O-MV电压信号及0-20mA电流信号转换为0-5V电压信号，再经模数转换电路8转换为数字信号，传送到处理器5进行处理；被测电子秤控制系统4的开关量信号经T型转换电路10转换为按权相加的电压信号，再由M位AD转换电路11转换为数字量信号，传送到处理器5进行处理。接口电路2输出到被测电子秤控制系统4的信号分为模拟量信号及开关量信号，模拟量信号由处理器5输出的数字量信号经数模转换电路13转换为0-5V的电压模拟量信号，再由输出放大调整电路12进行电平调整，转换为O-MV电压信号及0-20mA电流信号， 作为被测电子秤控制系统4的控制信号或反馈信号；处理器5输出的开关量信号是5V的有源信号，由开关量转换电路14转换为无源开关量信号，输送到被测电子秤控制系统4作为虚拟仿真设备3的控制信号和状态信号。接口电路2内部的通信接口 15与虚拟仿真设备3内的PC电脑交换信息，PC电脑装有3D虚拟软件，由3D虚拟软件在PC电脑中设定对应于被测电子秤控制系统4的虚拟对象；虚拟对象根据被测电子秤控制系统4的信号进行运行或提供相应信号给被测控制系统 4。以上的实施例只是本实用新型的最佳方案之一，并非对本实用新型作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
权利要求1.一种电子秤虚拟测控系统，包括接口电路和虚拟仿真设备，所述虚拟仿真设备通过所述接口电路与被测电子秤控制系统相连，其特征在于所述接口电路包括处理器、模数转换电路、输入放大调整电路、T型转换电路、对位々0转换电路、输出放大调整电路、数模转换电路、开关量转换电路、通信接口及端子，所述被测电子秤控制系统的信号输出端通过所述端子分别与所述输入放大调整电路、T型转换电路的输入端相连，所述输入放大调整电路的输出端与所述模数转换电路的输入端相连，所述模数转换电路的输出端与所述处理器的输入端相连，所述τ型转换电路的输出端与所述M位AD转换电路的输入端相连，所述M位 AD转换电路的输出端与所述处理器的输入端相连，所述处理器的输出端分别与所述数模转换电路、开关量转换电路的输入端相连，所述数模转换电路的输出端与所述输出放大调整电路的输入端相连，所述输出放大调整电路的输出端及所述开关量转换电路的输出端分别通过所述端子与所述被测电子秤控制系统的输入端相连；所述处理器通过所述通信接口与所述虚拟仿真设备相连；所述仿真设备包括PC电脑。
2.根据权利要求1所述的电子秤虚拟测控系统，其特征在于所述T型转换电路包括若干路T型电路及二极管D21，所述T型电路包括电阻R20、R21、R22、二极管D20、三极管 Q20，其中所述电阻R21的阻值比所述电阻R20的阻值大一倍；所述电阻R20的一端与所述电阻R21的一端相连，电阻R21的另一端分别与所述二极管D20的正极、所述三极管Q20的集电极相连，所述三极管Q20的发射极与地相连，所述三极管Q20的基极通过所述电阻R22 作为信号输入端与所述被测控制系统相连；T型电路连接时，第一路所述T型电路的电阻 R20的另一端与电源正极相连，后面各路T型电路的电阻R20的另一端与前面一路T型电路中的电阻R20和R21的连接点相连接，最后一路T型电路的电阻R20通过所述二极管D21 与地相连；各路T型电路的二极管D20的负极连接在一起作为输出端与所述M位AD转换电路的输入端相连。
3.根据权利要求2所述的电子秤虚拟测控系统，其特征在于所述M位AD转换电路包括运算放大器A30、电阻R30，所述运算放大器A30的输入端负极与所述各T型电路的二极管D20的负极相连，所述运算放大器A30的输入端正极与地相连，所述电阻R30的一端与所述运算放大器A30的输入端负极相连，所述电阻R30的另一端与所述运算放大器A30的输出端相连。
4.根据权利要求1或2所述的电子秤虚拟测控系统，其特征在于所述M位AD转换电路包括运算放大器A30、电阻R30，所述运算放大器A30的输入端负极与所述T型转换电路的输出端相连，所述运算放大器A30的输入端正极与地相连，所述电阻R30的一端与所述运算放大器A30的输入端负极相连，所述电阻R30的另一端与所述运算放大器A30的输出端相连。
5.根据权利要求1或2所述的电子秤虚拟测控系统，其特征在于所述通信接口包括 RS232 串 Π。
6.根据权利要求1或2所述的电子秤虚拟测控系统，其特征在于所述通信接口包括 USB 接口。
专利摘要本实用新型涉及电子秤虚拟测控系统，目的是提供一种具有低成本信号采集模块的实用的电子秤虚拟测控系统。包括接口电路和虚拟仿真设备，虚拟仿真设备通过接口电路与被测电子秤控制系统相连，接口电路包括处理器、模数转换电路、输入放大调整电路、T型转换电路、24位AD转换电路、输出放大调整电路、数模转换电路、开关量转换电路、通信接口及端子。提供了一种采用虚拟设备对电子秤控制系统进行调试的系统，不需要昂贵的电子秤实物及场地，使调试过程简单易行，提高产品开发的效率。
文档编号G01G23/01GK202048977SQ201120030379
公开日2011年11月23日 申请日期2011年1月28日 优先权日2011年1月28日
发明者余红娟, 陈海荣, 马汝星, 龚永坚 申请人:金华职业技术学院
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