定量給料秤信號濾波的設計

　　據悉，定量給料秤在工作時，通常會存在機械振動、工頻噪聲、電磁輻射等干擾因素，所以稱重傳感器的輸出信號通常存在嚴重的噪聲信號，另外信號采集的分辨率要達到0.8μV，須用信號濾波來增進每路稱重信號的質量，因此濾波是稱重信號采集的一個很重要的部分。信號濾波包括無源濾波電路和數字濾波。先把稱重傳感器的輸出端信號送入RLC組成的無源濾波電路中，然后對AD轉換器輸出的數字量，采用數字濾波進一步濾除信號中的噪聲。

　　由于電阻應變片稱重傳感器的輸出信號是一個緩變的信號，信號頻率較低，所以本課題的無源濾波電路設計成低通濾波。下圖是一路稱重傳感器輸入通道的低通濾波電路。

　　稱重傳感器的差分輸出從SIN1-、SIN1+端口進入濾波電路∶

　?。?）L1、L2為鐵氧體磁珠，它和后續的Cl、C2、C5、C6構成對地的低通濾波器，和后續的C3、C4構成信號間的低通濾波器。

　?。?）C1、C2、C5、C6四個電容接在信號線和AGND之間，衰減共模噪聲。

　?。?）C3、C4接在差分信號之間，衰減差模噪聲。

　　定量給料秤中的低通濾波器采用對稱結構，保障線路的平衡。由于AD7190模數轉換的頻率是50Hz，所以低通濾波的截止頻率要大于50Hz，當L1和L2、R1和R2以及各個電容值如上圖所標時，該低通濾波器的截止頻率養≈72Hz。濾波電路輸出端8231_SIN1+8231_SIN1-把濾波后的信號送入儀表放大器AD8231中，進行信號放大。

　　另外，在濾波電路中，不同材料的電容的濾波成果和制約溫漂的能力差別是很大的。

　　為了制約溫漂，濾波電路選擇熱穩定性好的電容是很關鍵的。由于電容值為0.1uF的聚碳酸酯電容體積龐人，而電容值為0.1uF的云母電容在市場上很難買到，所以在上圖所示的濾波電路中除了C4用22uF的鉬電容外，其它電容均用聚丙烯電容進行濾波。

　　定量給料秤的濾波電路比較重要的濾波參數是C422uF鉭電容和電阻R1、R2（精度0.1%的100Ω金屬膜電阻）。采用如上圖所示的濾波參數，可以使每路稱重信號采集誤差小于0.01%，溫漂誤差控制在0.03%以內。