动态电子轨道衡数据采集系统设计

　　随着现代社会的高速发展，衡器行业也产生了日新月异的变化。为适应经济发展的需求，衡器行业经历了从机械式到电子式，从静态到动态的发展过程。近几年来的动态电子汽车衡、动态电子轨道衡的发展，加快了物流的计量速度，在港口、码头、高速公路、工矿企业中起到了重要作用。作为动态轨道衡的一个重要组成部分——— 称重通道，它的采样速度快慢、精度高低、抗干扰性的好坏，都严重影响了动态轨道衡的计量性能、计量速度等等。本文着重介绍了称重通道的设计方案，以及与计算机的接口实现，其原理框图见图1。

　　1.线性放大器

　　称重通道的输入信号为传感器的输出信号。动态轨道衡用柱式称重传感器是应变片式的，激励电压为20V，故信号共模电压高达10V，所以放大器应有很高的共模抑制比。同时，要求有较高的输入电阻，以免对传感器产生影响。为提高精度，放大器还应有较高的开环增益，较低的失调电压、失调电流、噪声及漂移等，故我们选用的大器为差动输入、单端输出方式，其原理见图2。此放大器的放大倍数为：

　　此放大器常用十数据采集和土业自动控制等系统中。放大器芯片应选用高质量，高性能的芯片，如OP177, ICL7652等。

　　2.滤波电路

　　动态电子轨道衡的应用环境一般比较恶劣，如工矿企业、港口等场合，干扰比较多。为提高抗干扰性，削弱现场高次谐波或高频干扰和噪声，在硬件方面我们选用二阶有源低通滤波器。此滤波电路由集成运放和RC网络组成，其优点是输入阻抗高、输出阻抗低，输入与输出间有很好的隔离，其原理见图3。

　　3. A/D转换器

　　A/D转换器是通道的一个币要组成部分。,它必须分辨率高，在动态称币中还要求转换速度快。现在使用的A/D芯片种类很多，从转换方式分有-△方式，逐次比较方式，积分式等;从数据传输方式分，有串口输出和并II输出。考虑到噪声小、分辨率高、速度快的要求，我们选用美国AD公司的AD1380芯片。它具有内部基准源，内部时一钟，采用逐次比较方式，具有16位并II输出，分辨率达到1/65536的A/D转换速度为14,5/次，能够满足使用要求。A/D转换时一序见图4。

　　4.数字电路

　　由于A/D转换数据为16位，而XT总线只有8位数据线，故在A/D转换后应先将数据进行缓存，然后分时读取，先读高8位再读低8位。我们选用了2片8位数据缓存器74HC244，分别缓存高低8位，由计算机来控制其选通。设计中为了安全起见，应在通道与计算机之间加光电橘合器，以隔离双方信号。计算机的控制信号通过光橘隔离后送给通道，通道数据通过光祸隔离后送给计算机，其原理见图5。