基於加速度傳感器的動態稱重信號實時補償裝置及方法
2023-05-01 09:59:56
基於加速度傳感器的動態稱重信號實時補償裝置及方法
【專利摘要】本發明公開了一種基於加速度傳感器的動態稱重信號實時補償裝置及方法。稱重傳感器由墊片墊高並安裝於安裝底座上，秤臺、傳感器墊片和加速度傳感器安裝座通過螺栓安裝於稱重傳感器的負載端，加速度傳感器安裝於加速度傳感器安裝座上，稱重傳感器和加速度傳感器輸出的電信號接入信號調理電路進行濾波和放大，最後經模擬數字轉換後輸入DSP信號處理模塊進行信號處理，實現動態稱重信號實時補償。本發明利用加速度傳感器實時檢測作用於稱重傳感器上的振動幹擾信號並通過信號融合方法，實現動態稱重信號實時補償，可適應各種動態稱重應用，尤其適用於受機械振動影響較大的動態稱重場合。
【專利說明】基於加速度傳感器的動態稱重信號實時補償裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用於動態稱重的補償裝置及方法，尤其是涉及一種基於加速度傳感器的動態稱重信號實時補償裝置及方法。
【背景技術】
[0002]稱重與現代生產、人們的生活息息相關，是計量的一個重要分支。隨著電子信息技術的發展和各行各業生效率的不斷提高，動態稱重得到了廣泛地應用，尤其是以流水線作業的場合，例如食品加工、醫療生產、生產計量、交通運輸等。動態稱重不僅能縮短作業時間，提高生產效率，更能推進各行業生產自動化和管理的現代化。
[0003]通常使用稱重測力傳感器將重量(力)轉化為微小的電信號，再通過濾波、放大、AD轉換後由各類數字處理器進行信號處理並計算出實際質量。動態稱重的主要特點是在被測物或測量環境處於運動的狀態下短時間內測得被測物的重量。由於動態稱重的上述特點，由傳感器輸出的信號包含很多幹擾信號，尤其是動態稱重系統的機械部分帶來的振動幹擾和電氣部分帶來的電磁輻射幹擾。此外，被稱物的類型(質量、體積、運動狀態等)和稱重速度均會對稱重信號帶來較大的影響。除幹擾信號外，高速動態稱重還受到稱重系統固有的響應時間的限制。綜上所述，動態稱重信號的特徵為:(1)信號中包含強烈的低頻振動信號，有用信號和幹擾信號頻譜重疊；(2)幹擾信號的頻譜是時變的，隨著工況的變化而變化；(3)信號響應時間長。理論的動態稱重信號是一個短時的階躍信號，其能量主要在低頻段。高頻幹擾可以通過一個模擬或數字低通濾波器濾除，但是對於頻譜重疊且時變的強烈低頻幹擾則不能使用低通濾波器濾除。
[0004]動態稱重系統主要包括機械本體和稱重信號採集和處理兩部分。郝智偉、蔣廉申請的中國專利(申請號:200720034920.0)描述了一種雙條自動檢重秤。張繼安申請的中國專利(申請號:00230980.7)描述了一種自動檢測重秤。陸奎榮、趙廣華、吳正詳等人申請的中國專利(申請號:201020184124.7)描述了一種新式水果稱重裝置。以上專利均描述不同領域動態稱重的機械本體。然而，國內對於動態稱重信號處理方法研究不多。在汽車動態稱重應用方面，李麗宏、張劍勇等人申請的中國專利(申請號:200810097806.1)描述了一種基於速度補償的動態稱重方法。在水果動態稱重方面，針對特定的水果稱重裝置，蔡文、侯迪波等人申請的中國專利(申請號:201010228673.4)描述了採用DSP處理模塊和智能方法的水果稱重分級系統及稱重方法。上述專利中的水果稱重智能方法採用濾波對消方法，其將不同速度下果杯空載時通過稱重段的數據作為參考噪聲輸入，這種離線式參考噪聲未能包含實際動態稱重中物體本身的運動帶來的各種隨機振動幹擾。上述兩個專利的方法只針對特定的應用，應用具有局限性。
【發明內容】
[0005]針對現有技術的缺陷，本發明的目的在於提供一種基於加速度傳感器的動態稱重信號實時補償裝置及方法，該裝置可實時檢測作用在稱重傳感器上的振動幹擾信號和包含振動幹擾信號的稱重信號，然後通過實時信號融合方法，對動態稱重信號實時補償，提高稱重精度。
[0006]為實現上述目的，本發明採用的技術方案是:
一、一種基於加速度傳感器的動態稱重信號實時補償裝置
包括稱重傳感器安裝底座、墊片、稱重傳感器、加速度傳感器安裝座、秤臺、加速度傳感器、信號調理電路和DSP信號處理模塊；稱重傳感器通過第一螺栓安裝於稱重傳感器安裝底座上，稱重傳感器與稱重傳感器安裝底座之間設有墊片；稱重傳感器的負載端和加速度傳感器安裝座通過第二螺栓固定連接在秤臺底面，稱重傳感器的負載端受力表面與秤臺底面平行，加速度傳感器通過加速度傳感器安裝座安裝在稱重傳感器的負載端側方，加速度傳感器的感應軸垂直於稱重傳感器的負載端受力表面；
加速度傳感器和稱重傳感器分別經信號調理電路與DSP信號處理模塊連接，DSP信號處理模塊與上位機連接，稱重傳感器輸出的信號Vw和加速度傳感器輸出的信號Va通過信號調理後輸入DSP信號處理模塊。
[0007]所述的信號調理電路包括用於對稱重傳感器信號進行濾波放大的前置濾波放大電路、用於對稱重傳感器信號濾波放大後再進行可調放大以及的二級可調放大電路和用於對加速度傳感器信號進行濾波放大的濾波放大電路。
[0008]所述的DSP信號處理模塊包括模擬數字轉換器和嵌入式DSP數位訊號處理器，信號調理電路輸出的兩路模擬信號由模擬數字轉換器進行模數轉換後得到的數位訊號，並由串行外設接口 SPI輸入嵌入式DSP數位訊號處理器中，嵌入式DSP數位訊號處理器通過串行通信接口 SCI與上位機相連。
[0009]所述的加速度傳感器安裝座呈L形，加速度傳感器安裝座L形的水平邊安裝在稱重傳感器的負載端和秤臺底面之間，加速度傳感器安裝座L形的豎直邊固定安裝有加速度傳感器。
[0010]所述的加速度傳感器安裝座呈條形，加速度傳感器安裝座條形的一側邊安裝在稱重傳感器的負載端和秤臺底面之間，加速度傳感器安裝座條形的另一側邊固定安裝有加速度傳感器。
[0011]所述的加速度傳感器安裝座呈條形，加速度傳感器安裝座條形的一側邊安裝在稱重傳感器的負載端底面，加速度傳感器安裝座條形的另一側邊固定安裝有加速度傳感器。
[0012]所述的加速度傳感器安裝座與稱重傳感器的負載端之間緊密貼合。
[0013]所述的加速度傳感器安裝座與秤臺底面之間設有傳感器墊片。
[0014]所述的稱重傳感器的負載端與秤臺底面之間設有傳感器墊片。
[0015]二、一種基於加速度傳感器的動態稱重信號實時補償方法，包括以下步驟:
A)動態稱重裝置安裝在秤臺上，被稱物體放在動態稱重裝置上，包含有秤臺的振動幹擾N(t)和被稱物體重量G的力信號F通過動態稱重裝置和秤臺作用於稱重傳感器上；
B)稱重傳感器將作用在其負載端的力信號F線性轉化為電信號Vw，經信號調理電路濾波、放大後再經AD轉換輸入到DSP信號處理模塊；
C)加速度傳感器將作用在稱重傳感器負載端的振動信號N(t)線性轉化為電信號Va，經信號調理電路濾波、放大後再經AD轉換輸入到DSP信號處理模塊；
D)將輸入到DSP信號處理模塊的兩路信號進行實時處理，並通過自適應幹擾對消濾波方法或者譜減法對作用在稱重傳感器上的力信號F中進行實時補償，濾除的振動幹擾N (t)，實現動態稱重。
[0016]本發明具有的有益效果是:
1、稱重傳感器的本質是測量作用在其負載端的力的大小，動態稱重中各種振動幹擾作用在稱重傳感器上，從而向稱重傳感器的輸出信號中引入了時變的振動幹擾信號，本發明使用加速度傳感器直接測量作用在稱重傳感器上的幹擾信號，實時獲取振動幹擾信號的各種時域和頻域的參數，從而能夠在識別幹擾信號的基礎上研究不同的降噪、濾波方法，如自適應幹擾對消濾波方法，也可以研究其他不同的多傳感器信號融合方法，在降噪的同時提高動態稱重信號的響應速度，本發明克服了用於動態稱重的低通濾波器截止頻率越低，響應時間越長的矛盾、有用信號與低頻幹擾信號頻譜重疊這一原因帶來濾波後信號的失真問題以及振動幹擾信號隨著工況不同而不同這一時變特性引起振動幹擾實時辨識困難從而導致動態稱重信號補償方法研究困難的問題。
[0017]2、本發明提供了一種可用於動態稱重領域不同應用場合的動態稱重信號補償方法，即採用加速度傳感器實時獲取振動幹擾信號，適應不同的工況，無需做大量實驗來獲得幹擾信號與不同工況(如稱重速度，被稱物)的關係，實現動態稱重信號的實時自適應補償，同時也降低設備操作、維護的複雜性。
[0018]3、本發明只需在原有動態稱重的裝置的基礎上安裝一個加速度傳感器，安裝簡便，便於對原有動態稱重系統的改進。
[0019]4、本發明提供了一種可用於其它動態測量領域的新方法，即針對不同動態測量中的幹擾信號，採用合適的傳感器直接測量幹擾源，從而在有效辨識幹擾信號的前提下研究補償方法從而實現對動態測量信號進行實時補償，提高動態測量的精度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1是本發明裝置的結構示意圖。
[0021]圖2是本發明電路連接原理框圖。
[0022]圖3是加速度傳感器第一種安裝方式的示意圖。
[0023]圖4是加速度傳感器第二種安裝方式的示意圖。
[0024]圖5是加速度傳感器第三種安裝方式的示意圖。
[0025]圖6是信號調理電路中前置濾波放大電路的電路圖。
[0026]圖7是信號調理電路中二級可調放大電路的電路圖。
[0027]圖8是信號調理電路中濾波放大電路的電路圖。
[0028]圖9是本發明方法的處理步驟示意圖。
[0029]圖10是本發明實施例帶傳動式檢重秤的結構示意圖。
[0030]圖11是本發明實施例採用的自適應幹擾對消濾波方法的原理圖。
[0031]圖中:1、稱重傳感器安裝底座，2、墊片，3、第一螺栓，4、稱重傳感器，5、加速度傳感器安裝座，6、秤臺，7、第二螺栓，8、第三螺栓，9、加速度傳感器，10、信號調理電路，11、DSP信號處理模塊，12、傳感器墊片。
【具體實施方式】[0032]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的描述。
[0033]如圖1所示，本發明裝置包括稱重傳感器安裝底座1、墊片2、稱重傳感器4、加速度傳感器安裝座5、秤臺6、加速度傳感器9、信號調理電路10和DSP信號處理模塊11。
[0034]如圖1所示，稱重傳感器4通過第一螺栓3安裝於稱重傳感器安裝底座I上，稱重傳感器4與稱重傳感器安裝底座I之間設有墊片2，稱重傳感器4通過墊片2墊高；稱重傳感器4的負載端和加速度傳感器安裝座13通過第二螺栓7固定連接在秤臺6底面，稱重傳感器4的負載端受力表面與秤臺6底面平行，被稱物體通過動態稱重裝置安裝在秤臺6上，加速度傳感器9通過加速度傳感器安裝座13安裝在稱重傳感器4的負載端側方，加速度傳感器9的感應軸垂直於稱重傳感器4的負載端受力表面，加速度傳感器9通過第三螺栓8安裝在加速度傳感器安裝座13上。
[0035]如圖2所示，加速度傳感器9和稱重傳感器4分別經信號調理電路10與DSP信號處理模塊11連接，DSP信號處理模塊11與上位機連接，稱重傳感器4輸出的信號Vw和加速度傳感器9輸出的信號Va通過信號調理後輸入DSP信號處理模塊11。
[0036]所述的信號調理電路10包括用於對稱重傳感器4信號進行濾波放大的前置濾波放大電路、用於對稱重傳感器4信號濾波放大後再進行可調放大以及的二級可調放大電路和用於對加速度傳感器9信號進行濾波放大的濾波放大電路。
[0037]所述的DSP信號處理模塊11包括模擬數字轉換器和嵌入式DSP數位訊號處理器，信號調理電路10輸出的兩路模擬信號由模擬數字轉換器進行模數轉換後得到的數位訊號，並由串行外設接口 SPI輸入嵌入式DSP數位訊號處理器中，嵌入式DSP數位訊號處理器通過串行通信接口 SCI與上位機相連。
[0038]優選地，如圖3所示為加速度傳感器9的第一種安裝方式，加速度傳感器安裝座13呈L形，加速度傳感器安裝座13L形的水平邊安裝在稱重傳感器4的負載端和秤臺6底面之間，加速度傳感器安裝座13L形的豎直邊固定安裝有加速度傳感器9，加速度傳感器安裝座13與秤臺6底面之間設有傳感器墊片12。
[0039]優選地，如圖4所示為加速度傳感器9的第二種安裝方式，加速度傳感器安裝座13呈條形，加速度傳感器安裝座13條形的一側邊安裝在稱重傳感器4的負載端和秤臺6底面之間，加速度傳感器安裝座13條形的另一側邊固定安裝有加速度傳感器9，加速度傳感器安裝座13與秤臺6底面之間設有傳感器墊片12。
[0040]優選地，如圖5所示為加速度傳感器9的第三種安裝方式，加速度傳感器安裝座13呈條形，加速度傳感器安裝座13條形的一側邊安裝在稱重傳感器4的負載端底面，加速度傳感器安裝座13條形的另一側邊固定安裝有加速度傳感器9，稱重傳感器4的負載端與秤臺6底面之間設有傳感器墊片12。
[0041]上述具體實施中，加速度傳感器安裝座13與稱重傳感器4的負載端之間緊密貼
八
口 ο
[0042]如圖9所示，本發明方法包括以下步驟(本發明方法基於上述的補償裝置):
A)動態稱重裝置安裝在秤臺6上，被稱物體放在動態稱重裝置上，包含有秤臺6的振動幹擾N(t)和被稱物體重量G的力信號F通過動態稱重裝置和秤臺6作用於稱重傳感器4 上，F=G+N(t)，t 為時間；
B)稱重傳感器4將作用在其負載端的力信號F線性轉化為電信號Vw，經信號調理電路10濾波、放大後再經AD轉換輸入到DSP信號處理模塊11 ；
C)加速度傳感器9將作用在稱重傳感器4負載端的振動信號N(t)線性轉化為電信號Va,經信號調理電路10濾波、放大後再經AD轉換輸入到DSP信號處理模塊11 ；
D)將輸入到DSP信號處理模塊11的兩路信號進行實時處理，並通過自適應幹擾對消濾波方法對作用在稱重傳感器4上的力信號F中進行實時補償，濾除的振動幹擾N(t)，實現動態稱重，這樣起到降噪、濾波作用，處理得到被稱物重量估計值，從而實現動態稱重信號實時補償，提高動態稱重精度。
[0043]可將最終得到的被稱物重量估計值上傳至上位機進行信息集成。
[0044]上述自適應幹擾對消濾波方法也可替換為其他多傳感器信號融合方法最大程度減弱作用在稱重傳感器4上的力信號(F=G+N(t))中的振動幹擾N(t)。
[0045]圖2所示為本發明動態稱重信號的採集與處理系統的原理框圖，包括信號調理電路10和DSP信號處理模塊11 ;信號調理電路10包括用於稱重傳感器4信號調理的前置濾波放大電路和二級可調放大電路，以及用於加速度傳感器9信號調理的濾波放大電路，稱重傳感器4輸出的信號Vw和加速度傳感器9輸出的信號Va通過信號調理後輸入DSP信號處理模塊11。DSP信號處理模塊包括模擬數字轉換器和嵌入式DSP數位訊號處理器。信號調理電路10輸出的兩路模擬信號由模擬數字轉換器進行模數轉換後得到的數位訊號，並由串行外設接口 SPI輸入DSP，DSP通過串行通信接口 SCI與上位機相連。
[0046]如圖6所示，所述的用於稱重傳感器4信號調理的前置濾波放大電路，包括電容C1、C2、C3、C4、兩個線圈數相同的抗共模噪聲的扼流圈LI和L2、電阻R2、R5組成的前置濾波電路和儀表放大器UI及外圍電阻電容組成的前置放大電路，稱重傳感器4的輸入信號W_Signal-作為前置濾波放大電路輸入信號，輸出信號Outl和0ut2為儀表放大器U2的輸出信號。
[0047]前置濾波放大電路的工作原理為:並聯在電路中的電容Cl和C2抑制稱重傳感器4輸入信號中的差模噪聲，兩個線圈數相同的扼流圈LI和L2以及電容Cl和C4抑制稱重傳感器4輸入信號中共模噪聲，電容Cl、C2、C3、C4均採用高頻特性良好的陶瓷電容或聚酯電容器；儀表放大器Ul及外圍電阻電容組成的前置放大電路，儀表放大器Ul具有超高輸入阻抗，低輸入偏移，低輸入阻抗，並具有很高的共模抑制比，進一步對共模信號進行抑制，儀表放大器Ul可米用精密儀器放大器INAl 14。
[0048]如圖7所示，所述的二級可調放大電路，包括放大器U2A、電阻R10、R3組成的第一級放大電路，放大器U2B、滑動變阻器R6和R7、電阻R8、R9組成的放大倍數可調的二級放大電路，二級管Dl、D2，電阻R18，電容ClO組成的鉗位電路，二級可調放大電路的輸入信號為前置濾波放大電路的輸出信號Outl和0ut2，輸出信號為鉗位電路的輸出信號ADIN0。
[0049]二級可調放大電路的工作原理為:包括放大器U2A、電阻RIO、R3組成的放大倍數固定的第一級放大電路，放大器U2B、滑動變阻器R6和R7、電阻R8、R9組成的放大倍數可調的二級放大電路，選定R6的電阻值遠大於R7的電阻值，通過滑動變阻器R6實現二級放大電路的放大倍數的粗調，通過滑動變阻器R7實現二級放大電路的放大倍數的精調；放大器U2A和放大器U2B可採用2通道微功耗精密運算放大器0PA2241，鉗位電路保證輸出的信號ADINO被鉗制在0-5V。
[0050]如圖8所示，所述的用於加速度傳感器9的濾波放大電路，包括電容(:11、(:12、(:13、C14、兩個線圈數相同的抗共模噪聲的扼流圈L3和L4、電阻R20、R22組成的濾波電路和儀表放大器U3及外圍電阻電容組成的放大電路，二級管D3、D4，電阻R21，電容C15組成的鉗位電路，濾波放大電路的輸入信號為加速度傳感器輸出的差分信號A_Signal-和A_Signal+,濾波放大電路的輸出信號為鉗位電路的輸出信號ADIN1。
[0051]濾波放大電路的工作原理為:並聯在電路中的電容C12和C13抑制加速度傳感器9輸入信號中的差模噪聲。兩個線圈數相同的扼流圈L3和L4以及電容Cll和C14抑制加速度傳感器9輸入信號中共模噪聲。電容CU、C12、C13、C14均採用高頻特性良好的陶瓷電容或聚酯電容器，鉗位電路保證輸出的信號ADINl被鉗制在0-5V。
[0052]本發明所涉及的電路需要24V穩壓直流電源供電，電路中需要4組獨立直流電源，分別是+8V、-8V、+5V和3.3V，上述電源可以通過穩壓器(uA7808，uA7908, uA7805，TPS767D301)搭建電路實現，上述電路中的稱重傳感器可以是電阻應變式稱重傳感器，上述加速度傳感器可以是MEMS加速度傳感器3741B122G，上述嵌入式DSP數位訊號處理器可採用 TMS320F28335。
[0053]本發明的具體實施例如下:
本發明以帶傳動式檢重秤為實施實例，由其他動態稱重裝置實現的基於加速度傳感器的動態稱重信號實時補償方法可參照該實施例的方法。
[0054]如圖10所示，帶傳動式檢重秤由電機驅動，通過同步帶傳動方式驅動輥筒，輥筒帶動皮帶實現對被稱物的輸送，整個帶傳動式檢重秤安裝於秤臺6上。被稱物體從左端進入帶傳動式檢重秤，此時稱重傳感器4輸出的信號包含被稱物的重量和整個帶傳動式檢重秤的重量；在皮帶的輸送下，被稱物體沿著輸送方向通過帶傳動式檢重秤。由於電機、同步帶傳動組件、輥筒傳動組件在運行中均會產生較大的機械振動，而且上述機械振動特性會隨著傳輸速度的不同和被稱物的質量不同而改變，此外被稱物在輸送過程中的隨機晃動也會產生不可預測的機械振動。因此，稱重傳感器4實際的輸出信號包含所有作用在稱重傳感器4負載端的振動信號和被稱物的重量信號。由于振動信號時變的特性，定參數的頻域選擇濾波器不能有效濾除振動幹擾信號。本發明採用加速度傳感器9將作用在稱重傳感器4負載端的機械振動線性轉化為電信號，用於對包含機械振動信號和被稱物重量信號的稱重傳感器4輸出信號進行補償。
[0055]理論上被稱物體的重量G是個常數，而機械振動信號是時變信號，將作用在稱重傳感器負載端的振動幹擾信號記為N(t)，電阻應變式稱重傳感器4將作用在其負載端的力信號F(F=G+N(t))線性轉化為電信號Vw，經信號調理電路10濾波、放大後輸入DSP信號處理模塊11，經模擬數字轉換器轉化成數位訊號後輸入嵌入式DSP信號處理器TMS320F28335，記作序列f (η)，且f (n) =g (η)+η (η)，其中序列g(n)是包含被稱物體的重量G的時間序列，序列η (η)是包含振動幹擾信號N (t)的時間序列；MEMS加速度傳感器9將作用在電阻應變式稱重傳感器4負載端的振動信號N (t)線性轉化為電信號Va，經信號調理電路濾波、放大後輸入DSP信號處理模塊11，經模擬數字轉換器轉化成數位訊號後輸入嵌入式DSP信號處理器TMS320F28335，記作a(n);上述的信號g (η)為直流信號，與電阻應變式稱重傳感器4測得的由振動幹擾引起的信號η (η)和MEMS加速度傳感器9測得的由振動幹擾引起的信號a(n)均不相關，而n(n)和a(n)均由振動幹擾信號引起，具有很高的相關性。自適應幹擾對消濾波器以信號g(n)+n(n)作為原始輸入，以a (η)作為參考輸入，自適應濾波器採用LMS方法，使系統輸出的均方誤差最小，濾波器的輸出y (η)即為η (η)的最優均方估計，系統輸出e(n)為g(n)的最優最小均方估計，從而實現動態稱重信號實時補償，濾除
振動幹擾^[目號，提1?動態稱重精度。[0056]上述【具體實施方式】用來解釋說明本發明，而不是對本發明進行限制，在本發明的精神和權利要求的保護範圍內，對本發明作出的任何修改和改變，都落入本發明的保護範圍。
【權利要求】
1.一種基於加速度傳感器的動態稱重信號實時補償裝置，其特徵在於:包括稱重傳感器安裝底座(1)、墊片(2)、稱重傳感器(4)、加速度傳感器安裝座(5)、秤臺(6)、加速度傳感器(9)、信號調理電路(10)和DSP信號處理模塊(11); 稱重傳感器(4 )通過第一螺栓(3 )安裝於稱重傳感器安裝底座(1)上，稱重傳感器(4 )與稱重傳感器安裝底座(1)之間設有墊片(2);稱重傳感器(4)的負載端和加速度傳感器安裝座(13)通過第二螺栓(7)固定連接在秤臺(6)底面，稱重傳感器(4)的負載端受力表面與秤臺(6)底面平行，加速度傳感器(9)通過加速度傳感器安裝座(13)安裝在稱重傳感器(4)的負載端側方，加速度傳感器(9)的感應軸垂直於稱重傳感器(4)的負載端受力表面； 加速度傳感器(9)和稱重傳感器(4)分別經信號調理電路(10)與DSP信號處理模塊(11)連接，DSP信號處理模塊(11)與上位機連接，稱重傳感器(4)輸出的信號Vw和加速度傳感器(9)輸出的信號Va通過信號調理後輸入DSP信號處理模塊(11)。
2.根據權利要求1所述的一種基於加速度傳感器的動態稱重信號實時補償裝置，其特徵在於:所述的信號調理電路(10)包括用於對稱重傳感器(4)信號進行濾波放大的前置濾波放大電路、用於對稱重傳感器(4)信號濾波放大後再進行可調放大以及的二級可調放大電路和用於對加速度傳感器(9 )信號進行濾波放大的濾波放大電路。
3.根據權利要求1所述的一種基於加速度傳感器的動態稱重信號實時補償裝置，其特徵在於:所述的DSP信號處理模塊(11)包括模擬數字轉換器和嵌入式DSP數位訊號處理器，信號調理電路(10 )輸出的兩路模擬信號由模擬數字轉換器進行模數轉換後得到的數位訊號，並由串行外設接口 SPI輸入嵌入式DSP數位訊號處理器中，嵌入式DSP數位訊號處理器通過串行通信接口 SCI與上位機相連。
4.根據權利要求1所述的一種基於加速度傳感器的動態稱重信號實時補償裝置，其特徵在於:所述的加速度傳感器安裝座(13)呈L形，加速度傳感器安裝座(13) L形的水平邊安裝在稱重傳感器(4)的負載端和秤臺(6)底面之間，加速度傳感器安裝座(13) L形的豎直邊固定安裝有加速度傳感器(9 )。
5.根據權利要求1所述的一種基於加速度傳感器的動態稱重信號實時補償裝置，其特徵在於:所述的加速度傳感器安裝座(13)呈條形，加速度傳感器安裝座(13)條形的一側邊安裝在稱重傳感器(4)的負載端和秤臺(6)底面之間，加速度傳感器安裝座(13)條形的另一側邊固定安裝有加速度傳感器(9 )。
6.根據權利要求1所述的一種基於加速度傳感器的動態稱重信號實時補償裝置，其特徵在於:所述的加速度傳感器安裝座(13)呈條形，加速度傳感器安裝座(13)條形的一側邊安裝在稱重傳感器(4)的負載端底面，加速度傳感器安裝座(13)條形的另一側邊固定安裝有加速度傳感器(9)。
7.根據權利要求1或4~6任一所述的一種基於加速度傳感器的動態稱重信號實時補償裝置，其特徵在於:所述的加速度傳感器安裝座(13)與稱重傳感器(4)的負載端之間緊密貼合。
8.根據權利要求4或5任一所述的一種基於加速度傳感器的動態稱重信號實時補償裝置，其特徵在於:所述的加速度傳感器安裝座(13)與秤臺(6)底面之間設有傳感器墊片(12)。
9.根據權利要求 6所述的一種基於加速度傳感器的動態稱重信號實時補償裝置，其特徵在於:所述的稱重傳感器(4)的負載端與秤臺(6)底面之間設有傳感器墊片(12)。
10.用於權利要求1所述裝置的一種基於加速度傳感器的動態稱重信號實時補償方法，其特徵是包括以下步驟: A)動態稱重裝置安裝在秤臺(6)上，被稱物體放在動態稱重裝置上，包含有秤臺(6)的振動幹擾N(t)和被稱物體重量G的力信號F通過動態稱重裝置和秤臺(6)作用於稱重傳感器(4)上； B)稱重傳感器(4)將作用在其負 載端的力信號F線性轉化為電信號Vw，經信號調理電路(10)濾波、放大後再經AD轉換輸入到DSP信號處理模塊(11); C)加速度傳感器(9)將作用在稱重傳感器(4)負載端的振動信號N(t)線性轉化為電信號Va，經信號調理電路(10)濾波、放大後再經AD轉換輸入到DSP信號處理模塊(11)； D)將輸入到DSP信號處理模塊(11)的兩路信號進行實時處理，並通過自適應幹擾對消濾波方法或者譜減法對作用在稱重傳感器(4)上的力信號F中進行實時補償，濾除的振動幹擾N (t)，實現動態稱重。
【文檔編號】G01G3/14GK103954344SQ201410197505
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年5月12日 優先權日:2014年5月12日
【發明者】王劍平, 張劍一, 楊春偉 申請人:浙江大學