[实用新型]一种基于FPGA的动态称重装置

说明书

技术领域

本实用新型属于大型矿用汽车衡的动态称重系统的技术领域，具体为一种基于FPGA的动态称重装置。

背景技术

在汽车衡市场中,有很多种称重系统，基本分为静态汽车衡和动态汽车衡，静态汽车衡是指车停止在称台上，等待称重完成，打印磅单；动态汽车衡就是汽车在运行的过程中完成称重，直接打印磅单，并且通过网络传到企业的计量系统中。如果采用静态汽车衡，必须车停下来，等待称重完成，这种停止和起动过程，对于大型矿用汽车来说，势必浪费很多油，造成不必要的浪费。

近年来，企业的大型矿用汽车已经普遍，例如TR100矿用汽车的自重70吨，总载重量160吨，对于这种大型矿用汽车的称重系统一般都引进国外的悬挂式称重设备，或者是通过人为估量和数车数，进行计量每天的载物量，估算出每天的生产量和工作量，给企业的生产计划等带来一定的不便。

目前，大多数汽车衡的称重仪表都采用串口通讯，随着计算机的飞速发展，串口已经很少用了。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于FPGA的动态称重装置通过FPGA实时读取称重传感器的称重数据，通过USB20D模块与称重计算机的USB接口通讯，使数据快速传入到称重计算机，由称重计算机进行分析和处理，实现矿用汽车行驶过程中的动态称重功能，提高了称重精度，减少了大型矿用汽车因采用静态称重带来的起停时油的浪费。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种基于FPGA的动态称重装置，包括差动放大及滤波电路、A/D转换电路、FPGA和USB20D模块，差动放大及滤波电路、A/D转换电路、FPGA和USB20D模块依次相连接，称重传感器的称重信号连接到差动放大及滤波电路，形成模拟电压信号后，送到A/D转换电路转换成数字信号，经FPGA芯片处理成DMA数据包，通过USB20D模块输出DMA数据，差动放大及滤波电路采用第一级差动放大、连续三级放大和两级滤波，把放大的模拟电压信号送到A/D转换电路中。

进一步的，A/D转换电路采用16位的转换器件AD976，FPGA采用EP1C6T144C8芯片。

本实用新型的有益效果是：

1、采集速度高：基于FPGA的动态称重装置的采集速度远远大于不加FPGA的称重装置，解决了当车速快对称重数据的精度产生影响的问题。

2、模数转换精度高：采用16位的AD976模数转换器，保证了模拟量的高速、精确转换，为称重精度提供了基础。

3、数据传输快：应用了USB20D中的DMA数据传输，保证了数据的高速传输到上位机，实现了称重数据的实时性和准确性。

4、硬件电路简单：选用FPGA后，在FPGA内部可以设置AD采集模块USB20D接口模块、数字滤波模块、先进先出寄存器模块等，使外部电路的元器件数量减少，线路板设计简单。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型的原理框图；

图2是本实用新型的差动放大及滤波电路原理图；。

图3是本实用新型的A/D转换电路原理图；

图4是本实用新型的FPGA原理图；

图5是本实用新型的USB20D模块原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

见附图1,基于FPGA的动态称重装置，该装置包括差动放大及滤波电路、A/D转换电路、FPGA和USB20D模块，差动放大及滤波电路、A/D转换电路、FPGA和USB20D模块依次相连接，称重传感器的称重信号连接到差动放大及滤波电路，形成模拟电压信号后，送到A/D转换电路转换成数字信号，经FPGA芯片处理成DMA数据包，通过USB20D模块输出DMA数据。

该装置是以FPGA为核心进行采集和处理，其中称重信号通过差动放大及滤波电路后变成模拟电压信号，由A/D转换电路变成数字信号,送到FPGA芯片中，FPGA芯片能实现实时、快速采集数据，并按照USB20D模块的DMA数据格式写入到USB20D模块中,以便通过USB接口把DMA数据传输到称重计算机中，实现采集汽车的重量变化信号的快速反应转换过程的装置。