[发明专利]自动补偿信号采集系统

说明书

技术领域

本发明涉及工业自动化领域，更具体地涉及一种用于精密检重设备的自动补偿信号采集系统。

背景技术

随着电子技术飞速前进的脚步，工业自动化系统引导着各项控制技术向更快、更精、更准的方向迅速发展。在通过采集实时重量值来实现自动化控制的工业领域，如路桥、建筑、化工、饲料、肥料、冶金等等需要实现包装、配料、检重、测力等自动化控制的各类现场，一般都设置有重量信号采集系统以实现自动化控制。如图1所示，上述重量信号采集系统一般包括基准电路16、称重传感器15、信号放大电路14、滤波电路13、A/D转换电路12以及微控制器(MCU)11，其中，采用称重传感器15进行重量信号采集，然后再进行滤波、放大等处理，经A/D转换电路12实现由模拟量到数字量的转换，再由系统控制内核MCU11读取转换得到的数字信号，运算出对应的实时重量值，最后根据实时重量值对现场的系统进行相对应的逻辑控制，达到对应用系统的实时自动化控制的目的。

然而，基于上述重量信号采集系统，在实时数据采集过程中，由于系统中各部分电路均会存在一定的不稳定特性，如电缆的内部阻抗以及长距离传输带来的干扰；应用电阻、电容的温度漂移、蠕变带来的放大倍数的变化；A/D芯片本身的温度漂移、蠕变等等，这些因素都会导致采集到的数据与真实值相比较存在偏差，使控制系统的精度与准度受到无法逾越的影响。

因此，有必要提供一种具有自动补偿功能的信号采集系统以提高系统的检测精度和准度从而解决上述缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于精密检重设备的自动补偿信号采集系统，该自动补偿信号采集系统具有较高的检测精确度和准确度。

为了实现上述目的，本发明提供的自动补偿信号采集系统包括电源模块、微控制器、基准电路、A/D转换电路、硬件滤波电路、放大电路及称重传感器，此外还包括补偿模块，所述补偿模块包括模拟开关电路及分压电路，所述称重传感器对所述分压电路及基准电路输出一对反馈信号，所述基准电路根据所述反馈信号进行处理而对所述A/D转换电路输出基准电压，所述分压电路对所述反馈信号进行分压而产生基准信号，所述模拟开关电路交替采集来自所述称重传感器的输出信号及来自所述分压电路的基准信号以确定电路偏差进而实现电路补偿。

在本发明一较佳实施例中，所述称重传感器为电阻应变桥式传感器。

较佳地，所述分压电路包括电压跟随器及连接于所述电压跟随器的输出端的若干精密电阻。

较佳地，所述电压跟随器包括两运算放大器及分别连接于所述两运算放大器输入端的电阻R1和R2，所述若干精密电阻包括依次串联的电阻R3、R4和R5。

较佳地，所述电源模块对所述称重传感器的供电电压为5V，所述运算放大器的供电电压为10V，所述电阻R3、R4及R5的电阻值分别为24.9K欧姆、100欧姆及24.9K欧姆。

同样较佳地，所述模拟开关电路包括ADG409BR芯片，所述ADG409BR芯片包括两连接至所述微控制器的控制引脚，所述微控制器通过所述控制引脚对所述ADG409BR芯片产生控制信号而实现信号交替采集控制。

与现有技术相比，本发明提供的自动补偿信号采集系统中的称重传感器采用六线制连接而对分压电路及基准电路输出一对反馈信号，基准电路根据反馈信号而对A/D转换电路输出基准电压进而实现对传感器传输电缆的长线补偿，而分压电路及模拟开关电路的配合使用可对实际信号和基准信号进行切换采集以实现电路中的温度补偿和老化补偿，从而大大地提高了系统的精确度及准确度。

通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。

附图说明

图1为现有重量信号采集系统的电路结构示意图。

图2为本发明自动补偿信号采集系统一实施例的电路结构示意图。

图3为图1所示自动补偿信号采集系统中分压电路及基准电路的示意图。

图4为图1所示自动补偿信号采集系统中模拟开关电路的示意图。

图中各附图标记说明如下：

微控制器    11    A/D转换电路12

硬件滤波电路13    放大电路    14

称重传感器  15    基准电路    16

补偿模块    17    模拟开关电路171

分压电路    172   电源模块    18

传输电缆    19

具体实施方式