[實(shí)用新型]一種模擬量采集裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220174543.1
• 申請日: 2012-04-23
• 公開（公告）號(hào): CN202547755U
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王東壯
• 申請（專利權(quán)）人: 承德承信自動(dòng)化工程有限公司
• 主分類號(hào): G01G21/00
• 分類號(hào): G01G21/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 李虹青

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及自控電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種模擬量采集裝置。

背景技術(shù)

目前，國內(nèi)固體物料的稱量一般都采用的是動(dòng)態(tài)稱重儀表，用于計(jì)量物料的多少，控制下料速度，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)計(jì)量的目的。動(dòng)態(tài)稱重儀表按著給料方式分為皮帶秤儀表、給料機(jī)儀表、失重稱儀表、轉(zhuǎn)子秤儀表等，稱重儀表廣泛應(yīng)用于水泥、礦山、冶金、煤炭、建材、化工、陶瓷、糧食、輕工、電力等各行各業(yè)中。

無論是哪種動(dòng)態(tài)稱重儀表都有稱重信號(hào)采集電路，其工作過程如下：(1)放大稱重信號(hào)。因?yàn)楝F(xiàn)在的稱重傳感器輸出的稱重信號(hào)大多為毫伏級(jí)信號(hào)，所以需要將稱重信號(hào)進(jìn)行放大，然后送給單獨(dú)的模數(shù)轉(zhuǎn)換(A/D)電路或中央處理器(CPU)自帶的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。做的精度高一些的稱重信號(hào)采集電路一般都采用兩級(jí)放大對(duì)稱重信號(hào)進(jìn)行處理，前一級(jí)一般采用差動(dòng)運(yùn)放來采集信號(hào)，后一級(jí)采用濾波跟隨器對(duì)稱重信號(hào)進(jìn)行調(diào)整。(2)模數(shù)轉(zhuǎn)換。因?yàn)橹醒胩幚砥鞑荒軐?duì)模擬信號(hào)進(jìn)行分析處理，所以需要將放大后的稱重信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。根據(jù)對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換精度的要求，模數(shù)轉(zhuǎn)換可以使用中央處理器(CPU)自帶的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，也可以設(shè)計(jì)單獨(dú)的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。就現(xiàn)有技術(shù)而言，中央處理器自帶的模數(shù)轉(zhuǎn)換(A/D)的電路的精度大多都是10位左右，這對(duì)于高精度的動(dòng)態(tài)稱重儀表是不夠用的，因此需要在中央處理器的外部設(shè)計(jì)單獨(dú)的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，將稱重信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后，傳入中央處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算。

但是，傳統(tǒng)的稱重信號(hào)采集電路存在如下不足：第一、毫伏級(jí)的稱重信號(hào)經(jīng)過運(yùn)放的放大處理后，即使運(yùn)放的精度再高也會(huì)有誤差，并且已經(jīng)將誤差進(jìn)行了放大。第二、稱重傳感器的稱重信號(hào)不能直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，在傳輸過程中不利于消除干擾。第三、稱重信號(hào)采集電路是通過直流供橋電源激勵(lì)完成稱重信號(hào)的采集，抗干擾能力差。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種模擬量采集裝置，其解決了傳統(tǒng)模擬量采集裝置無法直接接收毫伏級(jí)的稱重信號(hào)，采樣精度低以及整個(gè)采集過程抗干擾能力差的問題。

為達(dá)此目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：

一種模擬量采集裝置，所述裝置包括：

交變調(diào)制單元，與稱重傳感器連接，用于調(diào)制出正負(fù)交替變換的供橋電壓，并將所述供橋電壓輸入稱重傳感器；

模數(shù)處理單元，與交變調(diào)制單元及稱重傳感器連接，用于調(diào)節(jié)所述供橋電壓正負(fù)交替變換的頻率，并對(duì)稱重傳感器傳入的稱重信號(hào)進(jìn)行斬波采樣后將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸入中央處理器。

特別的，所述模擬量采集裝置還包括：

參考電壓輸入單元，與稱重傳感器及模數(shù)處理單元連接，用于將稱重傳感器輸入的參考電壓進(jìn)行分壓，生成模擬參考電壓，并將所述模擬參考電壓輸入模數(shù)處理單元。

特別的，所述模數(shù)處理單元包括：

交變頻率控制單元，與交變調(diào)制單元連接，用于根據(jù)中央處理器傳入的頻率調(diào)節(jié)信號(hào)，控制交變調(diào)制單元調(diào)制出正負(fù)交替變換的供橋電壓的正負(fù)交替變換頻率；

斬波單元，與稱重傳感器連接，用于對(duì)輸入的稱重信號(hào)進(jìn)行斬波采樣，獲得采樣信號(hào)，并將所述采樣信號(hào)輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換單元；

模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，與斬波單元和參考電壓輸入單元連接，用于根據(jù)參考電壓輸入單元輸入的模擬參考電壓，將采樣信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。

特別的，所述模擬量采集裝置還包括：

波形調(diào)整單元，與模數(shù)處理單元連接，用于調(diào)整中央處理器向交變頻率控制單元輸出的頻率調(diào)節(jié)號(hào)的波形。

特別的，所述模擬量采集裝置還包括：

濾波單元，與稱重傳感器及模數(shù)處理單元連接，用于將稱重傳感器傳入的稱重信號(hào)進(jìn)行濾波后輸入斬波單元。

特別的，所述模擬量采集裝置還包括：

隔離單元，與模數(shù)處理單元及中央處理器連接，用于通過光耦完成模數(shù)處理單元與中央處理器之間的數(shù)據(jù)傳輸。

特別的，所述模擬量采集裝置還包括：

電源單元，與交變調(diào)制單元、模數(shù)處理單元以及隔離單元連接，用于向交變調(diào)制單元輸出供橋電壓，并向模數(shù)處理單元和隔離單元輸出其各自所需的供電電壓。

特別的，所述交變調(diào)制單元包括：第一反相器、第二反相器以及第一至第四晶體管；