基于差動式電容傳感器的車輛載荷檢測系統(tǒng)

摘要：針對傳統(tǒng)車輛栽荷檢測系統(tǒng)存在的不足，提出了一種電容式車輛載荷檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)的載荷檢測傳感器采用差動式結構，大大提高了測量的靈敏度和非線性，電容測量線路采用差動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，數據通信采用無線通信模式。這種栽荷檢測系統(tǒng)結構簡單、成本低廉、安裝方便、性能可靠、測量電路簡單、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。
關鍵詞：車輛栽荷檢測；差動式電容傳感器；STC89LE516AD芯片；無線通信

0 引言
隨著公路運輸業(yè)和商業(yè)貿易的不斷發(fā)展，車輛載荷檢測技術已成為測量領域研究的重點。目前比較常用的車輛動態(tài)載荷檢測傳感器主要有彎板、壓電軸、單傳感器、車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，即使一些便攜式車輛載荷檢測傳感器也因為重量過重、體積過大的缺點無法真正實現(xiàn)便攜測量。同時，一些傳感器測量技術過于復雜，傳感器價格過于昂貴。因此，為了減小安裝和維護成本，提高車輛動態(tài)載荷檢測系統(tǒng)的便攜性，本文提出了一種電容式車輛載荷檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)中載荷檢測傳感器采用差動式結構，大大提高了測量的靈敏度和非線性，電容測量線路采用差動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，數據通信采用無線通信模式。這種載荷檢測系統(tǒng)結構簡單，成本低廉，安裝方便，差動式電容載荷傳感器抗干擾能力強、動態(tài)響應好、測量范圍寬、靈敏度高、穩(wěn)定性能好。

1 差動式電容車輛載荷檢測系統(tǒng)
差動式電容車輛載荷檢測系統(tǒng)如圖1所示。

車輛載荷檢測裝置為便攜式，使用時鋪設在路面上。手持裝置為測量系統(tǒng)控制單元，通過無線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ｋ娙轀y量電路采用獨特的差動脈沖寬度調制集成電路，將來自于差動式電容載荷傳感器的極其微弱的電容信號采集出來，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。為了減少線路鋪設的麻煩，增加工作人員的安全性，檢測系統(tǒng)的數據通信采用無線通信裝置。