CN209961315U - 一种动、静态轨道衡称重仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于智能型动、静态轨道衡称重仪表领域，具体涉及一种动、静态轨道衡称重仪，包括设置在轨道衡的传感器，所述的传感器为称重传感器，所述的称重传感器借助传感器输入采集板与主板连接，所述的传感器采集板包括差分放大模块、AD模块、隔离模块及电源模块，电源模块分别与差分放大模块、AD模块、隔离模块供电连接，本实用新型的称重传感器输入采集板采用模数转换器AD7190，全差分输入，内部集成PGA可编程放大器，SPI三线数据输出。数据交换接口采用高速光电隔离。实现传感器数据的高速、精确传递，传感器输入采集板采用独立的供电系统与主板供电DC‑DC电源隔离，避免相互干扰，实现动态及静态不同称重传感器的独立信号输入，保证测量效果。

Description

一种动、静态轨道衡称重仪

技术领域

本实用新型属于智能型动、静态轨道衡称重仪表领域，具体涉及一种动、静态轨道衡称重仪。

背景技术

传统的轨道衡称重分为两种，一种是静态电子轨道衡、一种是动态电子轨道衡。而轨道衡称重仪表也分为两种类型，一种静态称重显示仪表、一种为动态称重采集仪表。如果一台静态轨道衡想实现动态计量就要更换动态称重仪表并且从新对轨道衡进行标定，可谓加大了现场的使用和更换难度。两种轨道衡具有各自的优缺点，静态轨道衡具有的特点是称量精度高、缺点是称量效率低下，动态轨道衡的特点是效率高、但是称量的精度不及静态轨道衡。在实际称量过程中对于价格比较昂贵的物质多数进行静态计量，但是对于矿石等价格低廉的物质动态计量是更为便捷的选择，如何在一台衡器上不更换和修改设备既能实现静态高精度称量、又能实现效率比较高的静态计量。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种动、静态轨道衡称重仪，能够实现多组称重传感器的接入，各路信号独立，维护检修方便，操作简单，使用精度高。

本实用新型采用的具体技术方案是：

一种动、静态轨道衡称重仪，包括设置在轨道衡的传感器，所述的传感器为称重传感器，所述的称重传感器借助传感器输入采集板与主板连接，所述的传感器采集板包括差分放大模块、AD模块、隔离模块及电源模块，电源模块分别与差分放大模块、AD模块、隔离模块供电连接，所述的差分放大模块为双路放大器OP284，双路放大器OP284包括放大器OP284A及放大器OP284B，所述的AD模块为AD7190，所述的隔离模块为高速光电隔离器HCLP2630，所述的称重传感器为六线制称重传感器，称重传感器的正反馈线与放大器OP284A的同相端连接，负反馈线与放大器OP284B的反相端连接，

所述的放大器OP284A的反相端借助电阻R25串联在放大器OP284A的输出端，放大器OP284A的输出端连接在AD模块的AIN3端，

所述的放大器OP284B的反相端借助电阻R26串联在放大器OP284B的输出端，放大器OP284B的输出端连接在AD模块的AIN4端，

所述的电阻R25与电阻R26之间还串联有电阻R27。

所述的放大器OP284A的同相端与称重传感器之间串联有电感L2，所述的放大器OP284A的同相端与称重传感器之间串联有电感L3。

所述的电阻R25与放大器OP284A的输出端之间串联有RC延时电路，所述的RC延时电路包括电阻R28及电容C28，所述的电阻R28与电阻R25及放大器OP284A的输出端串联，所述的电容C28与电阻R28串联。

所述的AD模块的CS端、SCLK端、DIN端、DOUT端、SYNC端分别借助隔离模块于设置于主板的控制芯片连接，所述的控制芯片为基于STM32的控制芯片。

所述的隔离模块的输入输出端分别借助上拉电阻连接有正极电源。

所述的隔离模块与控制芯片之间还设置有单片机ATmega8，所述的单片机ATmega8借助PCE总线与主板上的控制芯片连接。

所述的主板上还连接有显示屏、按键及仪表通讯板，所述的仪表通讯板设置有以太网接口芯片、RS232接口芯片、RS485接口芯片、CAN接口芯片，所述的主板借助仪表通讯板连接有PC机。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的称重传感器输入采集板采用24位Σ-Δ模数转换器AD7190，全差分输入，内置低噪声完整前端，可以直接小信号输入，内部集成PGA可编程放大器，SPI三线数据输出。数据交换接口采用高速光电隔离。实现传感器数据的高速、精确传递，传感器输入采集板采用独立的供电系统与主板供电DC-DC电源隔离，避免相互干扰，实现动态及静态不同称重传感器的独立信号输入，保证测量效果。

附图说明

图1为本实用新型的系统框图；

图2为传感器输入采集板的原理框图；

图3为差分放大模块的电路原理图；

图4为AD模块及隔离模块的电路原理图；

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步说明：

具体实施例如图1到图4所示，本实用新型为一种动、静态轨道衡称重仪，包括设置在轨道衡的传感器，所述的传感器为称重传感器，所述的称重传感器借助传感器输入采集板与主板连接，所述的传感器采集板包括差分放大模块、AD模块、隔离模块及电源模块，电源模块分别与差分放大模块、AD模块、隔离模块供电连接，所述的差分放大模块为双路放大器OP284，双路放大器OP284包括放大器OP284A及放大器OP284B，所述的AD模块为AD7190，所述的隔离模块为高速光电隔离器HCLP2630，所述的称重传感器为六线制称重传感器，称重传感器的正反馈线与放大器OP284A的同相端连接，负反馈线与放大器OP284B的反相端连接，

所述的放大器OP284A的反相端借助电阻R25串联在放大器OP284A的输出端，放大器OP284A的输出端连接在AD模块的AIN3端，

所述的放大器OP284B的反相端借助电阻R26串联在放大器OP284B的输出端，放大器OP284B的输出端连接在AD模块的AIN4端，

所述的电阻R25与电阻R26之间还串联有电阻R27。

所述的称重传感器为模拟称重传感器，输出为模拟信号，其正反馈线与负反馈线通过双路放大器OP284进行处理，所述的双路放大器OP284的两侧放大器如图3所示连接为差分放大电路结构，从而实现对传感器信号的前置放大处理，提高信号清晰度，所述的电容C31、C32、C30、C26为滤波除燥作用，所述的电阻R20及R21为保护电路，保证信号强度，避免电流击穿后续器件。

进一步的，所述的放大器OP284A的同相端与称重传感器之间串联有电感L2，所述的放大器OP284A的同相端与称重传感器之间串联有电感L3。借助电感提高信号平滑程度，降低信号噪声。

进一步的，所述的电阻R25与放大器OP284A的输出端之间串联有RC延时电路，所述的RC延时电路包括电阻R28及电容C28，所述的电阻R28与电阻R25及放大器OP284A的输出端串联，所述的电容C28与电阻R28串联。借助RC延时电路，通过电容首先充电，当信号为短时的噪音信号时，电容起到缓冲作用，防止信号继续向后传递，避免后续器件接收到错误信号，当信号为正常输出信号时，由于正常信号持续时间较长，可顺利通过，顺利对放大器形成反馈。

进一步的，所述的AD模块的CS端、SCLK端、DIN端、DOUT端、SYNC端分别借助隔离模块于设置于主板的控制芯片连接，所述的控制芯片为基于STM32的控制芯片。所述的隔离模块的输入端采用传感器采集板上的电源模块进行上拉，隔离模块的输出端采用主板电源上拉，从而完全隔离两侧信号，避免相互干扰。

进一步的，如图4所示，所述的隔离模块的输入输出端分别借助上拉电阻连接有正极电源。

进一步的，所述的隔离模块与控制芯片之间还设置有单片机ATmega8，所述的单片机ATmega8借助PCE总线与主板上的控制芯片连接。借助单片机ATmega8起到中转作用将AD7190的信号接收后通过PCE协议转发到主板的控制芯片，所述的控制芯片为STM32F429IGT6，借助单片机ATmega8提高了数据传输的距离。

进一步的，所述的主板上还连接有显示屏、按键及仪表通讯板，所述的仪表通讯板设置有以太网接口芯片、RS232接口芯片、RS485接口芯片、CAN接口芯片，所述的主板借助仪表通讯板连接有PC机。

本实用新型智能动、静态轨道衡称重仪表。可以实现静态轨道衡的高精度称量、也能实现动态轨道衡的高效率称量。它由两个重要的部分组成，一是高速采样和高速通行部分，高速采样采用六线制称重传感器，高速通行借助于传感器输入采集板完成，因为动态轨道衡要求采样的时间要求比较高，才能完成高速通过的轨道衡的自动称量，达到动态轨道衡的使用要求。二是具有静态轨道衡的称重功能，在保证动态轨道衡的高速采样的同时，本仪表进行数据的静态计量的计算和显示，达到静态称重仪表的要求。本实用新型具有两种功能无缝连接，对于轨道衡实际用户可以很好的解决效率与精度的问题，受到了广大用户的使用认可。

本实用新型由主板、传感器输入采集板、仪表通讯板组成。主板采用32位ARM单片机STM32F429IGT6，集成成熟的动态及静态测量算法，根据用户选择进行使用，速度更高更快性能更加稳定，拥有8个PCE总线和1路通讯总线，20个的独立按键，拥有600*800的RGB液晶显示。模拟称重传感器输入采集板采用24位Σ-Δ模数转换器AD7190，全差分输入，内置低噪声完整前端，可以直接小信号输入，内部集成PGA可编程放大器，SPI三线数据输出。采用独立的供电系统与主板供电DC-DC电源隔离，数据交换接口采用高速光电隔离。称重传感器输入采集板与主板电源完全的电器隔离，借助单片机ATmega8提供主板PCE通讯接口。仪表通讯板提供丰富的通讯接口，有RS232接口、RS485接口，CAN接口，以太网接口等。可以满足各种现场的实际应用。具有维护检修方便，操作简单。使用精度高。可在实际现场应用中大大减少了客户在使用衡器中的管理维护费用。此型称重传感器可被广泛的应用于全国各大冶金、煤炭、石化等企业。

Claims (7)

1.一种动、静态轨道衡称重仪，包括设置在轨道衡的传感器，所述的传感器为称重传感器，所述的称重传感器借助传感器输入采集板与主板连接，其特征在于：所述的传感器采集板包括差分放大模块、AD模块、隔离模块及电源模块，电源模块分别与差分放大模块、AD模块、隔离模块供电连接，所述的差分放大模块为双路放大器OP284，双路放大器OP284包括放大器OP284A及放大器OP284B，所述的AD模块为AD7190，所述的隔离模块为高速光电隔离器HCLP2630，所述的称重传感器为六线制称重传感器，称重传感器的正反馈线与放大器OP284A的同相端连接，负反馈线与放大器OP284B的反相端连接，

所述的放大器OP284A的反相端借助电阻R25串联在放大器OP284A的输出端，放大器OP284A的输出端连接在AD模块的AIN3端，

所述的放大器OP284B的反相端借助电阻R26串联在放大器OP284B的输出端，放大器OP284B的输出端连接在AD模块的AIN4端，

所述的电阻R25与电阻R26之间还串联有电阻R27。

2.根据权利要求1所述的一种动、静态轨道衡称重仪，其特征在于：所述的放大器OP284A的同相端与称重传感器之间串联有电感L2，所述的放大器OP284A的同相端与称重传感器之间串联有电感L3。

3.根据权利要求1所述的一种动、静态轨道衡称重仪，其特征在于：所述的电阻R25与放大器OP284A的输出端之间串联有RC延时电路，所述的RC延时电路包括电阻R28及电容C28，所述的电阻R28与电阻R25及放大器OP284A的输出端串联，所述的电容C28与电阻R28串联。

4.根据权利要求1所述的一种动、静态轨道衡称重仪，其特征在于：所述的AD模块的CS端、SCLK端、DIN端、DOUT端、SYNC端分别借助隔离模块于设置于主板的控制芯片连接，所述的控制芯片为基于STM32的控制芯片。

5.根据权利要求4所述的一种动、静态轨道衡称重仪，其特征在于：所述的隔离模块的输入输出端分别借助上拉电阻连接有正极电源。

6.根据权利要求4所述的一种动、静态轨道衡称重仪，其特征在于：所述的隔离模块与控制芯片之间还设置有单片机ATmega8，所述的单片机ATmega8借助PCE总线与主板上的控制芯片连接。

7.根据权利要求4所述的一种动、静态轨道衡称重仪，其特征在于：所述的主板上还连接有显示屏、按键及仪表通讯板，所述的仪表通讯板设置有以太网接口芯片、RS232接口芯片、RS485接口芯片、CAN接口芯片，所述的主板借助仪表通讯板连接有PC机。

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