LabVIEW编程DIY电子秤
最近需要称重个物体,拿出以前买的一个电子秤,然后,,,,,居然无法开机了。
于是,我又拿起来螺丝刀,拆开了这个电子秤。拆开后,电子秤结构很简单。
然后,发现没啥问题,万用表量了下,大概纽扣电池没电了,电池接触地方还有生锈导致基础不良,然后用两个5号电池,大概如下图接了下线。(所以为毛很多电器提示,长期不用要把电池取出来,不然就和我一样了,生锈,有些劣质电池还会漏液,把电路板腐蚀)。
终于,可以使用了,搞个电池试试,只有23g。
然后,想起了,既然都拆开了。研究下电子秤吧。其实原理好好像很简单,称的4个脚,都有一个下面这种压力传感器。
这个电子秤,研究了下,压力测量原理还是上学时候书本上学的原理,四个角有四个压力传感器,构成一个电阻全桥。
压力传感器用的是应变片(这也是测量物体表面形变的传感器之一)。应变片粘贴在金属片上,不同的重量压迫金属片后,金属片发生形变,应变片随之发生形变,形变会改变应变片阻值大小,通过全桥(或者半桥等)电路,就可以测量R改变后,输出电压的变化,后续加上放大电路,并进行量程校验,测算出电压和重量的关系,就可以算出来重量(当然后面还有系数补偿等,这里不赘述)。
然后,忽然我想到了以前国内恒凯采集卡厂家赠送给我的一个实验学习板。这个实验学习板上也有类似的压力传感器测量。
看看背面,就是一个金属片背部,粘贴了一个应变片(打了白胶),应变片引出3根线,和我那个厨房秤一毛一样。
这个试验板和电子秤的区别在于,电子秤有4个类似的结构,而试验板卡只有1个。这个大家可以百度下压力测量原理,有全桥和半桥、1/4桥。一般而言,四个传感器的灵敏度好一些,称重也大一些(毕竟有4个金属片)。不过不影响我们实验。
那么,能不能用LabVIEW, 配合这个实验学习板,做个电子称呢?
于是我又开始了倒腾。因为应变片的电阻变化率很小,经过桥式组合后,输出的电压也是很小的。需要后面放大电路。查看了下这个试验板的图(见下图所示),高兴地是,电路厂家都给搭建好了,不然我又要焊接开头图片一样的板子了。
程序框图如下,看起来so easy,其实是用的厂家的范例,程序数据抖动还是有点大,数据处理算法上需要在改进,不过我们只是原理性学习,先不管那么多。
看到这种dll调用,经常用LabVIEW调用其他硬件的小伙伴肯定很熟悉。具体dll什么功能,大家都需要去咨询厂家,或者看硬件说明。以上程序框图就调用了3个函数。其实也是常见的3步走:1 打开DAQ设备 2 读取设备电压 3 关闭DAQ设备。程序其他部分做的,就是把测量的电压转成重量单位。
LabVIEW跟外界硬件接口,基本都是dll调用。就算是使用NI的DAQ采集卡,vi底层也是dll的调用,如下图所示。所以这也是用NI的DAQ设备比较方便编程的原因,因为NI对vi更方便,还提供了类似DAQ助手一样的快速配置vi,值得高兴的是,国内很多类似的产品,也在慢慢完善封装vi,像NI的驱动范例靠齐。
题外话,目前压力传感器基本原理和称重一样,不管是气压、还是液体压力,都是利用敏感芯体的形变来获取压力变化,然后通过后期调理电路和封装(比如充油),国内的很多厂家做压力传感器,基本也都是通过薄膜溅射技术,做出类似应变片一样的薄膜。所以压力传感器或者称重传感器,核心还是在于这个“薄膜”。当然,后期调理标定也很重要,有些还是非线性的,还有温度漂移等乱七八糟的。有些会用一些补偿芯片。
我相信,阅读此文的小伙伴,有些此时正是在做传感器校验标定。如果是请举手哦。
最后,感谢恒凯采集卡赠送给我的这个学习实验板,让我又可以折腾一下。个人觉得这个实验板还是可以的,物美价廉,所以,推荐一下。
那,说了这么多,除了压力测量外,这个实验学习板,可以学习多个内容:
另外,如果你没有DAQ采集卡,该实验学习板套装还还提供了对应的DAQ采集卡,如下图所以。支持LabVIEW编程,可以学习很多常用测量和控制。这个卡,还有PWM输出(如果早拿出这个卡,之前风扇转速视频,我就不用买电压转PWM模块了),也有计数器。
相信很多小伙伴很多时候都在学习LabVIEW理论,学了很久感觉枯燥。学单片机大家都会买一个开发板,学LabVIEW买一个实验学习板,也会有所收获。
据说厂家也在进行廉价版运动控制板卡和控制机构(三轴滑台等)的开发,目前市面上运动控制卡很贵,控制机构也贵。很多小伙伴在家想自己学习一是花费大,二是没有好的、系统的资料。希望未来我能够在相关基础上,能继续有时间折腾,能写一些运动控制+机器视觉的文章。
最近需要称重个物体,拿出以前买的一个电子秤,然后,,,,,居然无法开机了。
于是,我又拿起来螺丝刀,拆开了这个电子秤。拆开后,电子秤结构很简单。
然后,发现没啥问题,万用表量了下,大概纽扣电池没电了,电池接触地方还有生锈导致基础不良,然后用两个5号电池,大概如下图接了下线。(所以为毛很多电器提示,长期不用要把电池取出来,不然就和我一样了,生锈,有些劣质电池还会漏液,把电路板腐蚀)。
终于,可以使用了,搞个电池试试,只有23g。
然后,想起了,既然都拆开了。研究下电子秤吧。其实原理好好像很简单,称的4个脚,都有一个下面这种压力传感器。
这个电子秤,研究了下,压力测量原理还是上学时候书本上学的原理,四个角有四个压力传感器,构成一个电阻全桥。
压力传感器用的是应变片(这也是测量物体表面形变的传感器之一)。应变片粘贴在金属片上,不同的重量压迫金属片后,金属片发生形变,应变片随之发生形变,形变会改变应变片阻值大小,通过全桥(或者半桥等)电路,就可以测量R改变后,输出电压的变化,后续加上放大电路,并进行量程校验,测算出电压和重量的关系,就可以算出来重量(当然后面还有系数补偿等,这里不赘述)。
然后,忽然我想到了以前国内恒凯采集卡厂家赠送给我的一个实验学习板。这个实验学习板上也有类似的压力传感器测量。
看看背面,就是一个金属片背部,粘贴了一个应变片(打了白胶),应变片引出3根线,和我那个厨房秤一毛一样。
这个试验板和电子秤的区别在于,电子秤有4个类似的结构,而试验板卡只有1个。这个大家可以百度下压力测量原理,有全桥和半桥、1/4桥。一般而言,四个传感器的灵敏度好一些,称重也大一些(毕竟有4个金属片)。不过不影响我们实验。
那么,能不能用LabVIEW, 配合这个实验学习板,做个电子称呢?
于是我又开始了倒腾。因为应变片的电阻变化率很小,经过桥式组合后,输出的电压也是很小的。需要后面放大电路。查看了下这个试验板的图(见下图所示),高兴地是,电路厂家都给搭建好了,不然我又要焊接开头图片一样的板子了。
程序框图如下,看起来so easy,其实是用的厂家的范例,程序数据抖动还是有点大,数据处理算法上需要在改进,不过我们只是原理性学习,先不管那么多。
看到这种dll调用,经常用LabVIEW调用其他硬件的小伙伴肯定很熟悉。具体dll什么功能,大家都需要去咨询厂家,或者看硬件说明。以上程序框图就调用了3个函数。其实也是常见的3步走:1 打开DAQ设备 2 读取设备电压 3 关闭DAQ设备。程序其他部分做的,就是把测量的电压转成重量单位。
LabVIEW跟外界硬件接口,基本都是dll调用。就算是使用NI的DAQ采集卡,vi底层也是dll的调用,如下图所示。所以这也是用NI的DAQ设备比较方便编程的原因,因为NI对vi更方便,还提供了类似DAQ助手一样的快速配置vi,值得高兴的是,国内很多类似的产品,也在慢慢完善封装vi,像NI的驱动范例靠齐。
题外话,目前压力传感器基本原理和称重一样,不管是气压、还是液体压力,都是利用敏感芯体的形变来获取压力变化,然后通过后期调理电路和封装(比如充油),国内的很多厂家做压力传感器,基本也都是通过薄膜溅射技术,做出类似应变片一样的薄膜。所以压力传感器或者称重传感器,核心还是在于这个“薄膜”。当然,后期调理标定也很重要,有些还是非线性的,还有温度漂移等乱七八糟的。有些会用一些补偿芯片。
我相信,阅读此文的小伙伴,有些此时正是在做传感器校验标定。如果是请举手哦。
最后,感谢恒凯采集卡赠送给我的这个学习实验板,让我又可以折腾一下。个人觉得这个实验板还是可以的,物美价廉,所以,推荐一下。
那,说了这么多,除了压力测量外,这个实验学习板,可以学习多个内容:
另外,如果你没有DAQ采集卡,该实验学习板套装还还提供了对应的DAQ采集卡,如下图所以。支持LabVIEW编程,可以学习很多常用测量和控制。这个卡,还有PWM输出(如果早拿出这个卡,之前风扇转速视频,我就不用买电压转PWM模块了),也有计数器。
相信很多小伙伴很多时候都在学习LabVIEW理论,学了很久感觉枯燥。学单片机大家都会买一个开发板,学LabVIEW买一个实验学习板,也会有所收获。
据说厂家也在进行廉价版运动控制板卡和控制机构(三轴滑台等)的开发,目前市面上运动控制卡很贵,控制机构也贵。很多小伙伴在家想自己学习一是花费大,二是没有好的、系统的资料。希望未来我能够在相关基础上,能继续有时间折腾,能写一些运动控制+机器视觉的文章。