基于差動(dòng)式電容傳感器的車(chē)輛載荷檢測系統

摘要：針對傳統車(chē)輛栽荷檢測系統存在的不足，提出了一種電容式車(chē)輛載荷檢測系統，該系統的載荷檢測傳感器采用差動(dòng)式結構，大大提高了測量的靈敏度和非線(xiàn)性，電容測量線(xiàn)路采用差動(dòng)脈沖寬度調制集成測量電路，數據的采集和處理采用自帶A／D轉換器的STC89LE516AD單片機芯片，數據通信采用無(wú)線(xiàn)通信模式。這種栽荷檢測系統結構簡(jiǎn)單、成本低廉、安裝方便、性能可靠、測量電路簡(jiǎn)單、抗干擾性好，可用于交通數據的采集和便攜式測量，具有良好的使用前景。
關(guān)鍵詞：車(chē)輛栽荷檢測；差動(dòng)式電容傳感器；STC89LE516AD芯片；無(wú)線(xiàn)通信

0 引言
隨著(zhù)公路運輸業(yè)和商業(yè)貿易的不斷發(fā)展，車(chē)輛載荷檢測技術(shù)已成為測量領(lǐng)域研究的重點(diǎn)。目前比較常用的車(chē)輛動(dòng)態(tài)載荷檢測傳感器主要有彎板、壓電軸、單傳感器、車(chē)載電容傳感器及光纖傳感器。這些載荷檢測傳感器多適用于固定式安裝，對路面情況要求較高，即使一些便攜式車(chē)輛載荷檢測傳感器也因為重量過(guò)重、體積過(guò)大的缺點(diǎn)無(wú)法真正實(shí)現便攜測量。同時(shí)，一些傳感器測量技術(shù)過(guò)于復雜，傳感器價(jià)格過(guò)于昂貴。因此，為了減小安裝和維護成本，提高車(chē)輛動(dòng)態(tài)載荷檢測系統的便攜性，本文提出了一種電容式車(chē)輛載荷檢測系統，該系統中載荷檢測傳感器采用差動(dòng)式結構，大大提高了測量的靈敏度和非線(xiàn)性，電容測量線(xiàn)路采用差動(dòng)脈沖寬度調制集成測量電路，數據的采集和處理采用自帶A／D轉換器的STC89LE516AD單片機芯片，數據通信采用無(wú)線(xiàn)通信模式。這種載荷檢測系統結構簡(jiǎn)單，成本低廉，安裝方便，差動(dòng)式電容載荷傳感器抗干擾能力強、動(dòng)態(tài)響應好、測量范圍寬、靈敏度高、穩定性能好。

1 差動(dòng)式電容車(chē)輛載荷檢測系統
差動(dòng)式電容車(chē)輛載荷檢測系統如圖1所示。

車(chē)輛載荷檢測裝置為便攜式，使用時(shí)鋪設在路面上。手持裝置為測量系統控制單元，通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信方式對檢測裝置發(fā)出指令和接收數據。載荷檢測傳感器采用差動(dòng)式電容載荷傳感器，傳感器將載荷的變化轉變?yōu)殡娙葜档淖兓?。電容測量電路采用獨特的差動(dòng)脈沖寬度調制集成電路，將來(lái)自于差動(dòng)式電容載荷傳感器的極其微弱的電容信號采集出來(lái)，并轉化成易于檢測的電壓信號。數據處理模塊采用內部自帶8路8位A／D轉換器的電壓輸入型STC89LE516AD單片機芯片。數據處理模塊對信號進(jìn)行A／D轉換、數據采集、數據處理，之后，將處理后的載荷結果輸出。為了減少線(xiàn)路鋪設的麻煩，增加工作人員的安全性，檢測系統的數據通信采用無(wú)線(xiàn)通信裝置。