基于差动式电容传感器的车辆载荷检测系统

基于差动式电容传感器的车辆载荷检测系统

基于差动式电容传感器的车辆载荷检测系统
0 引言

随着公路运输业和商业贸易的不断发展，车辆载荷检测技术已成为测量领域研究的重点
。目前比较常用的车辆动态载荷检测传感器主要有弯板、压电轴、单传感器、车载电容
传感器及光纤传感器。这些载荷检测传感器多适用于固定式安装，对路面情况要求较高
，即使一些便携式车辆载荷检测传感器也因为重量过重、体积过大的缺点无法真正实现
便携测量。同时，一些传感器测量技术过于复杂，传感器价格过于昂贵。因此，为了减
小安装和维护成本，提高车辆动态载荷检测系统的便携性，本文提出了一种电容式车辆
载荷检测系统，该系统中载荷检测传感器采用差动式结构，大大提高了测量的灵敏度和
非线性，电容测量线路采用差动脉冲宽度调制集成测量电路，数据的采集和处理采用自
带A／D转换器的STC89LE516AD单片机芯片，数据通信采用无线通信模式。这种载荷检测
系统结构简单，成本低廉，安装方便，差动式电容载荷传感器抗干扰能力强、动态响应
好、测量范围宽、灵敏度高、稳定性能好。

1 差动式电容车辆载荷检测系统

差动式电容车辆载荷检测系统如图1所示。
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车辆载荷检测装置为便携式，使用时铺设在路面上。手持装置为测量系统控制单元，通
过无线通信方式对检测装置发出指令和接收数据。载荷检测传感器采用差动式电容载荷
传感器，传感器将载荷的变化转变为电容值的变化。电容测量电路采用独特的差动脉冲
宽度调制集成电路，将来自于差动式电容载荷传感器的极其微弱的电容信号采集出来，
并转化成易于检测的电压信号。数据处理模块采用内部自带8路8位A／D转换器的电压输
入型STC89LE516AD单片机芯片。数据处理模块对信号进行A／D转换、数据采集、数据处
理，之后，将处理后的载荷结果输出。为了减少线路铺设的麻烦，增加工作人员的安全
性，检测系统的数据通信采用无线通信装置。