地磅稱重傳感器采用全密封焊接，防油、防水、防一般腐蝕性氣體，具有精度高、大力值、抗偏載及一定溫度范圍內的溫度補償，廣泛用于地磅、軌道衡等各類電子稱重設備。同時AD8421具有高増益、低噪聲、増益溫漂小及共模抑制比極高等特性，因此，我司研制的稱臺式動態地磅項目上采用了AD8421對稱重傳感器信號進行調理的設計方案。

目前，地磅稱重傳感器基本采用惠斯通電橋電阻應變式，主要由 三部分組成，即惠斯通電橋電阻應變網絡、彈性體和溫度補償電路， 該類型的稱重傳感器具有大力值、抗偏載、組合壓頭具有自動復位 和調心功能、精度高、功耗低、全密封等優點，適用于各類惡劣環 境，是地磅、軌道衡、軸重秤、地上衡、倉儲秤等的生產中常用 到的一種傳感器。

AD8421是一款低成本、低功耗、極低噪聲、超低偏置電流 的高速儀表放大器，特別適合各種信號調理和數據采集應用，具有 極高的共模抑制比（CMRR),可以在寬溫度范圍內提取淹沒在高頻 共模噪聲中的低電平信號。該芯片廣泛應用于精密數據采集系統中。

1.整體設計

本設計主要分為電源設計、信號調理設計兩個部分。電源設 計部分主要有電源濾波、電源轉換等內容；信號調理設計部分主要 有微小信號濾波、信號放大、輸出阻抗匹配等內容。

2.電源設計

由于地磅稱重傳感器靈敏度很高以及信號精度及放大要求高，因 此對電源的要求因此也很高，要求紋波、噪音、溫度漂移等指標 都很高。在本設計中輸入采用LC濾波，濾除電源輸入的干擾， 電源轉換芯片采用高精度、低噪音、低溫漂的線性電源芯片U1 (LM1804 ),線路圖如圖1所示。

D1主要防止電源輸入正負連接方向；L1和C1、L2和C6、 L3和C7組成低通網絡，濾除電源干擾雜波；C3、C5、C8、CH 組成旁路電容。整個電路給后端用電網絡提供傳感器激勵電源 + EXC,放電電路正電源VCC及放大負電源VCC-5。

3.信號調理設計

地磅稱重傳感器靈敏度很高，一般為2mV/V ,輸出信號很微弱, 并且傳輸線比較長，一般在12米~18米，或許更長，這樣帶來 的干擾較大，因此在信號調理上，需要進行多級濾波及放大，及輸 出阻抗匹配，滿足后端AD采樣。信號調理圖如圖2所示。

本電路設計信號放大前采用X2Y電容經過了二級低通濾波, 有效抑制稱重傳感器輸出的高頻噪音的干擾，信號經過放大后通過

二級RC低通濾波以及阻抗匹配 網絡，輸送給后端AD采集。

AD8421通過R3電阻調 節放大倍數，本案中R3選擇了 20.2歐姆，將稱重傳感器微弱的信號0~10mv放大到AD采 集范圍0~5V,放大倍數G為： G = 1 + 9900/.R3 ≈491

4.后端采樣介紹

我司后端采用16位AD進 行采樣，稱重傳感器滿量程為4 0噸，因此AD采樣每位值等效重量t為：

t=滿量程/ (滿量程輸出G/AD采樣范圍*采樣精度） =40000/( 10*491/5000*216 0.62Kg

5.結論

通過對電源和信號的優化設計，地磅稱重傳感器信號經過放大采樣， 以及軟件濾波后，稱量波動能有效控制在1Kg左右，滿量程稱量 誤差不超過5Kg的要求，成功應用于公司稱臺式動態地磅上。