|中山板芙云梯车出租|中山神湾云梯车出租公司|中山坦洲云梯车公司|       🛃  罚不择骨肉，赏不避仇雠  🛃    称重传感器C16A-20为智能化云梯车衡的关键部件之一 .    其性能直接决定了云梯车衡称量准确度，因此设计中必须重点考虑。灵敏度S、额定量程Ws为称重传感器的两个最重要的技术指标。称重传感器灵敏度S一般为2mV/V，而额定量程Ws的选择必须考虑云梯车衡设计的最大称量Mmax。考虑到称重传感器的寿命和使用安全，Mmax与Ws一般具有以下关系：max111(~)24NtaresiiMMW=+=∑N为称重传感器的个数；Mtare为秤体自身重量，在本文设计的智能化云梯车衡中，Mtare≈9.1t。当Mmax=40t，N=8，且各传感器额定量程相同时，则Wsi=Ws=12.275~24.55t，本设计取Ws=20t。设计时，称重传感器采用HBM公司的C16A-20型号称重传感器，这种称重传感器结构结实，具有自复位功能、防旋转功能与防雷击功能等，非常适用于云梯车衡。C16A-20的技术指标如下：（1）额定量程：20t；（2）灵敏度：2mV/V；（3）分度数：5000d~10000d；（4）精度等级：C3级；（5）符合EMC标准、OIML标准。

         云梯车衡信号采集电路主要包括称重信号采集电路、温度采集电路等，其完成称重融合输入数据的获取。 称重信号采集电路设计本文设计的智能化云梯车衡具有相互独立的8路称重数据采集通道，其由信号调理电路、A/D转换电路、DSP及其外围电路等构成。系统采用的DSP为TI公司的TMS320VC5502。这种DSP采用哈佛结构，主时钟频率可达300MHz，具有强大的信息处理能力；具有64KB的DARAM和16KB的片上ROM；具有多个高速的多通道缓冲串口（McBSP），可直接与I2C、SPI器件接口；McBSP可配置为异步串口模式（UART），配合接口芯片MAX3232，可实现与其它设备的远程通信；具有较强的抗干扰能力和稳定性。

    （1）A/D转换电路设计由于智能化云梯车衡的内分度数为1kg，云梯车衡的最大秤量为40t，因此A/D转换电路的分辨率至少为1/40000。考虑到噪声的影响，实际应用中应设定裕量，一般为最小分辨率的10倍（即能够分辨出0.1kg），因此A/D转换电路的分辨率设计为1/400000。此时A/D转换器至少为19位（19位A/D转换器的分辨率为1/524288），智能化云梯车衡采用AnalogDevices公司的24位高精度、低噪声的∆-∑型A/D转换器AD7799完成称重信号的A/D转换。 AD7799采用差分输入方式，与称重传感器、信号调理电路、DSP芯片TMS320VC5502等构成了分辨率为0.1kg的称重信号采集电路。集成运放U0A与电阻RE1、RE2等组成A/D转换器的基准电压发生器，其输出VREF=2.5V。AD7799具有SPI接口，能够很方便实现与DSP通信。每片AD7799具有3路相互独立的A/D转换通道，因此对于8路称重传感器的智能化云梯车衡，至少需要3片AD7799构成称重数据采集系统，DSP通过译码电路产生片选信号CS1、CS2、CS3，实现对AD7799的片选控制。

    （2）信号调理电路设计调理电路由称重信号放大电路、低通滤波电路及相关外围电路组成。智能化云梯车衡的各路信号调理电路相互独立，本节以其中一路为例，详细阐述电路设计方法。称重信号采集通道1的调理电路原理图。图6.3中，U1(包括U1A和U1B)、R1、R2、R3、C1、C2等组成第一级双端输入双端输出的仪用放大器与低通滤波器，U2(包括U2A和U2B)、R4、R5、R6、C3、C4等组成第二级双端输入双端输出的仪用放大器与低通滤波器。这种仪用放大器具有低噪声、高输入阻抗、低输出阻抗等优点，它们共同完成对称重传感器1输出的微弱信号（IN1+、IN1-）进行放大和低通滤波，并将调理后的信号（ADIN1+、ADIN1-）直接传送至A/D转换器。集成运放U1采用TI公司的OPA2227，该集成运放具有低噪声、低漂移、低失调电压、高共模抑制比(CMRR)、工作频带宽等优点，很适合微弱信号处理。

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     （3）信号调理电路电压放大倍数的确定图6.3中，U1、R1、R2、R3、C1、C2等组成的第一级调理电路的电压放大倍数为1321uRRAR+=+   设Si为称重传感器i的载荷灵敏度，Fimax为其额定量程，us为称重传感器的电源电压，iminM为称重传感器i能够分辨的最小载荷量，则称重传感器在最小载荷量iminM作用下的输出  当Si=2mV/V，Fimax=20t，us=5V，iminM=0.1kg时，iminu=0.05μV。采用24位的高精度A/D转换器，其能够分辨的最小输入电压REFV为参考电压，当REFV=12VCC=2.5V时，inminu%≈0.149μV。由以上分析可以看出，如果信号不放大，A/D转换器将不能识别iminu。因此必须对称重传感器的输出电压放大，其最小放大倍数  当称重传感器i承载满负荷时，传感器输出电压uimax为maxmax10(mV)isiiiSuuMF   由于A/D转换器的最大输入电压可达inmaxu%=VREF=2.5V，因此调理电路的最大放大倍数Aumax为max 因此，调理电路总的电压放大倍数Au应满足2.98≤Au≤250。实际应用中，要求称重传感器承载的负荷一般为≤max23iF，即要求当Mi=max23iF时，A/D转换器满幅值输出，因此调理电路的最大放大倍数Aumax=375，即Au应满足2.98≤Au≤375。综合各方面的因素，取调理电路总的电压放大倍数Au=200。考虑到放大电路的稳定性，称重信号采集单元采用两级放大电路，它们的电压放大倍数分配为：Au1=21，Au2≈9.524。考虑到电阻的标称值，令R2=1kΩ，R1=R3，则有R1=R3=10kΩ。同理，取R5=470Ω，R4=R6，则有R4≈R6≈2kΩ。

      （4）低通滤波器参数的确定 U1、R1、R2、R3、C1、C2等组成第一级有源低通滤波器，U2、R4、R5、R6、C3、C4等组成第二级有源低通滤波器，它们用于滤除工频信号的干扰。由于称重信号为直流信号，考虑到滤波效果，取两级低通滤波器的截止频率均为fc=10Hz。对于第一级有源低通滤波器，令C1=C2，则有12111.592(F)2cCCRfμπ==≈（6.9）取标称值C1=C2=2μF。同理可求出第二级有源低通滤波器的电容值C3=C4=7.962μF，取标称值C3=C4=10μF，此时两级低通滤波器的截止频率将均为fc=7.962Hz。调理电路的幅频响应曲线。应当指出的是，由于采用两级放大滤波，因此低通滤波电路的截止频率会下降。从图可以看出，当调理电路的增益Gain下降-6dB时，即Gain=39.83dB时，滤波器的频率为f=7.94Hz（即为单级滤103波器的截止频率）；当频率f=50Hz时，调理电路增益Gain=15.86dB，符合设计要求。值得注意的是，为了减少温度对云梯车衡称重结果的影响，各电阻的温度系数必须很小。

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