一种自适应参数滤波与称重故障自检测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种自适应参数滤波与称重故障自检测系统及方法，包括称重模拟电路模块、开关切换模块、称重电路模块、ADC模数转换模块和控制处理电路模块；称重模拟电路模块用于模拟惠斯通电桥型压力传感器；称重电路模块包括低噪声稳压驱动电路模块和检测电路模块；开关切换模块用于在称重传感器通道和称重模拟电路模块通道之间进行切换；ADC模数转换模块用于将模拟电压信号进行采集转化为数字信号传送到控制处理电路模块；控制处理电路模块控制开关切换模块进行开关的切换，并具有与用户交互层进行通信处理功能，获取处理命令；本发明专利技术可以快速查找定位称重系统发生故障位置，同时提高检测系统抗工频干扰的能力。同时提高检测系统抗工频干扰的能力。同时提高检测系统抗工频干扰的能力。

【技术实现步骤摘要】
一种自适应参数滤波与称重故障自检测系统及方法


[0001]本专利技术涉及自检测系统
，具体为一种自适应参数滤波与称重故障自检测系统及方法。

技术介绍

[0002]高端的人体成分分析仪往往具有体重测量功能，例如医疗版本的人体成分分析仪测量精度和准确度要求高，往往结构和电路系统复杂。一旦发生故障，排查故障往往花费大量时间，尤其售后人员无法第一时间确定问题区域时，指导维修或者上门维修时更加麻烦；
[0003]称重测量在很多领域有着广泛的应用，称重故障的报警也有相应文献道，如专利CN104457953A提到的称重故障报警，但其更侧重传感器固定位置发生断裂引起的故障。在实际使用中，称重系统发生故障的位置有很多，如称重传感器应变片损坏、称重传感器信号传输线发生损坏、称重传感器供电不正常、称重检测电路异常等多种原因导致称重故障，对于高精密高要求的设备，系统无法快速定位故障功能，影响维修效率；
[0004]同时称重检测的差分电压信号比较微弱，而称重系统的电源一般接入市电，国内50Hz的工频干扰通过市电进入到称重电源系统，如果干扰较大则会影响称重结果的准确性，且现有称重系统多数不能有效处理50/60Hz工频干扰，但部分应用场景需要高准确度、高抗干扰能力的称重检测设备，一般的工频干扰数字化滤波时，滤波参数固定，不能适应不同的干扰环境，导致要么滤波效果差，要么有用信号被抑制，且算法处理复杂，占用处理器资源。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种自适应参数滤波与称重故障自检测系统及方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种自适应参数滤波与称重故障自检测系统，包括称重模拟电路模块、开关切换模块、称重电路模块、ADC模数转换模块和控制处理电路模块；
[0007]称重模拟电路模块用于模拟惠斯通电桥型压力传感器，惠斯通电桥型压力传感器为称重传感器，称重模拟电路模块的电路连接和称重传感器内部连接一致，一端接地，一端连接激励，另外两端输出差分信号；称重模拟电路模块包含惠斯通电桥的四个桥臂R1、R2、R3、R4，且R1、R2、R3、R4中阻值的设定需要产生差分电压；
[0008]称重电路模块包括低噪声稳压驱动电路模块和检测电路模块，低噪声稳压驱动电路模块产生低噪声的激励电压信号VCC给称重传感器，称重传感器通过压变片将激励电压信号VCC转为差分电信号S+、S
‑
，差分电信号S+、S
‑
通过传输线传输到检测电路模块，检测电路模块将差分电信号S+、S
‑
进行检测并进行放大转换为数字信号传输到控制处理电路模块；
[0009]开关切换模块用于在称重传感器通道和称重模拟电路模块通道之间进行切换，以
及在激励电压信号VCC、差分电信号S+、差分电信号S
‑
之间进行切换；开关切换模块包括开关S1、开关S2、开关S3和开关S4；
[0010]ADC模数转换模块用于将开关S4切换连接通道上的模拟电压信号进行采集转化为数字信号传送到控制处理电路模块；
[0011]控制处理电路模块用于获取ADC模数转换模块和称重电路模块的数据并进行处理，控制处理电路模块控制开关切换模块进行开关的切换，并具有与用户交互层进行通信处理功能，获取处理命令。
[0012]称重电路异常或损坏时，一般有称重传感器及传输线路的异常、激励电压信号VCC的异常、差分电信号S+异常、差分电信号S
‑
异常。
[0013]进一步的，开关切换模块中的切换过程包括以下：
[0014]当进行称重测量时，开关S1、开关S2和开关S3统一切换至称重传感器通道，激励电压信号VCC给称重传感器供电，且称重传感器产生的差分信号对应连接到差分电信号S+和差分电信号S
‑
；
[0015]当进行测量称重模拟电路模块时，开关S1、开关S2和开关S3统一切换至称重模拟电路模块，激励电压信号VCC给称重模拟电路模块供电，且称重模拟电路模块产生的差分信号对应连接差分电信号S+和差分电信号S
‑
；
[0016]开关S4分别切换至激励电压信号VCC、差分电信号S+和差分电信号S
‑
。
[0017]进一步的，称重模拟电路模块的差分电压需要进行自动标定，进行自动标定是为了保证获取每台设备称重模拟电路模块准确的差分电压数据，便于后续比较处理，具体过程如下：
[0018]S1：控制处理电路模块获取标定标志位数据；
[0019]S2：判断标定标志位的数据是否为已标定；若标定标志位的数据显示未标定转S3，若标定标志位的数据显示已标定转S11；
[0020]S3：将结果上传到用户交互层，提醒操作者此台设备未进行标定，并提醒请求用户是否进行标定；
[0021]S4：接收用户交互层下发的数据，判断操作者下发指令是否需要标定；
[0022]S5：如果接收的指令为需要进行标定，则开关切换模块控制开关S1、开关S2和开关S3统一切换至称重模拟电路模块通道；
[0023]S6：检测电路模块采集称重模拟电路模块的差分电压，传输到控制处理电路模块；
[0024]S7：控制处理电路模块将差分电信号S+和差分电信号S
‑
的差分数据进行自适应参数滤波处理，并获取大于系统设置第一精度阈值的差分电压值，设置为V0；
[0025]S8：获取电阻R1、R2、R3、R4工作时对应的差分电压值集合VT，获取集合VT中差分电压值V0的最大值V0tmax和最小值V0tmin并存储到系统中；因为电阻R1、R2、R3、R4工作时会存在一定范围内的误差值，在电阻值发生变化时对应的差分电压值自然也会存在大小的变化，且电阻误差在一定范围内，所以差分电压值的大小会存在最大值和最小值之分；控制处理电路模块判断是否满足V0tmin＜V0＜V0tmax，不满足则差分电压值异常，满足则差分电压值正常；若差分电压值正常转S9，若差分电压值异常转S13；
[0026]S9：将称重模拟电路模块的差分电压值V0存储到系统中；
[0027]S10：将标定标志位的数据进行更新，数据更新为已进行标定；
[0028]S11：开关切换模块将开关S1、开关S2和开关S3统一切换至称重模拟电路模块通道；
[0029]S12：设备进入开机自检模式，检测称重系统是否正常；
[0030]S13：控制处理电路模块向用户交互层发送称重模拟电路模块异常信号，并提醒操作者。
[0031]进一步的，S12中开机自检模式包括以下过程：
[0032]S12
‑
1：开关S4切换至激励电压信号VCC，ADC模数转换模块将激励电压信号VCC转换为数字信号并传输到控制处理电路模块进行数字滤波处理，获取满足系统设置第二精度阈值的VCC电压值集合；
[0033]S12
‑
2：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自适应参数滤波与称重故障自检测系统，其特征在于，包括称重模拟电路模块、开关切换模块、称重电路模块、ADC模数转换模块和控制处理电路模块；所述称重模拟电路模块用于模拟惠斯通电桥型压力传感器，所述惠斯通电桥型压力传感器为称重传感器，所述称重模拟电路模块的电路连接和称重传感器内部连接一致，一端接地，一端连接激励，另外两端输出差分信号；所述称重模拟电路模块包含惠斯通电桥的四个桥臂R1、R2、R3、R4，且R1、R2、R3、R4中阻值的设定需要产生差分电压；所述称重电路模块包括低噪声稳压驱动电路模块和检测电路模块，所述低噪声稳压驱动电路模块产生低噪声的激励电压信号VCC给称重传感器，称重传感器通过压变片将激励电压信号VCC转为差分电信号S+、S
‑
，所述差分电信号S+、S
‑
通过传输线传输到检测电路模块，所述检测电路模块将差分电信号S+、S
‑
进行检测并进行放大转换为数字信号传输到控制处理电路模块；所述开关切换模块用于在称重传感器通道和称重模拟电路模块通道之间进行切换，以及在激励电压信号VCC、差分电信号S+、差分电信号S
‑
之间进行切换；所述开关切换模块包括开关S1、开关S2、开关S3和开关S4；所述ADC模数转换模块用于将开关S4切换连接通道上的模拟电压信号进行采集转化为数字信号传送到控制处理电路模块；所述控制处理电路模块用于获取ADC模数转换模块和称重电路模块的数据并进行处理，所述控制处理电路模块控制开关切换模块进行开关的切换，并具有与用户交互层进行通信处理功能，获取处理命令。2.根据权利要求1所述的一种自适应参数滤波与称重故障自检测系统，其特征在于：所述开关切换模块中的切换过程包括以下：当进行称重测量时，开关S1、开关S2和开关S3统一切换至称重传感器通道，激励电压信号VCC给称重传感器供电，且称重传感器产生的差分信号对应连接到差分电信号S+和差分电信号S
‑
；当进行测量称重模拟电路模块时，开关S1、开关S2和开关S3统一切换至称重模拟电路模块，激励电压信号VCC给称重模拟电路模块供电，且称重模拟电路模块产生的差分信号对应连接差分电信号S+和差分电信号S
‑
；开关S4分别切换至激励电压信号VCC、差分电信号S+和差分电信号S
‑
。3.根据权利要求1所述的一种自适应参数滤波与称重故障自检测系统，其特征在于：所述称重模拟电路模块的差分电压需要进行自动标定，具体过程如下：S1：所述控制处理电路模块获取标定标志位数据；S2：判断标定标志位的数据是否为已标定；若标定标志位的数据显示未标定转S3，若标定标志位的数据显示已标定转S11；S3：将结果上传到用户交互层，提醒操作者此台设备未进行标定，并提醒请求用户是否进行标定；S4：接收用户交互层下发的数据，判断操作者下发指令是否需要标定；S5：如果接收的指令为需要进行标定，则所述开关切换模块控制开关S1、开关S2和开关S3统一切换至称重模拟电路模块通道；S6：所述检测电路模块采集称重模拟电路模块的差分电压，传输到所述控制处理电路
模块；S7：所述控制处理电路模块将差分电信号S+和差分电信号S
‑
的差分数据进行自适应参数滤波处理，并获取大于系统设置第一精度阈值的差分电压值，设置为V0；S8：获取电阻R1、R2、R3、R4工作时对应的差分电压值集合VT，获取集合VT中差分电压值V0的最大值V0tmax和最小值V0tmin并存储到系统中；所述控制处理电路模块判断是否满足V0tmin＜V0＜V0tmax，不满足则差分电压值异常，满足则差分电压值正常；若差分电压值正常转S9，若差分电压值异常转S13；S9：将称重模拟电路模块的差分电压值V0存储到系统中；S10：将标定标志位的数据进行更新，数据更新为已进行标定；S11：所述开关切换模块将开关S1、开关S2和开关S3统一切换至所述称重模拟电路模块通道；S12：设备进入开机自检模式，检测称重系统是否正常；S13：所述控制处理电路模块向用户交互层发送称重模拟电路模块异常信号，并提醒操作者。4.根据权利要求3所述的一种自适应参数滤波与称重故障自检测系统，其特征在于：所述S12中开机自检模式包括以下过程：S12
‑
1：所述开关S4切换至激励电压信号VCC，所述ADC模数转换模块将激励电压信号VCC转换为数字信号并传输到控制处理电路模块进行数字滤波处理，获取满足系统设置第二精度阈值的VCC电压值集合；S12
‑
2：将所述VCC电压值集合中的最大值和最小值存储到系统中，所述控制处理电路模块判断测量的VCC电压值是否在系统设置的第一波动范围区间，若在第一波动范围区间内，则VCC电压值正常，转S12
‑
3，若不在第一波动范围区间内，则VCC电压值异常，转S12
‑
10；S12
‑
3：开关S4切换至差分电信号S+，所述ADC模数转换模块将差分电信号S+转换为数字信号并传输到控制处理电路模块进行数字滤波处理，获取满足系统设置第三精度阈值的S+电压值集合；S12
‑
4：将所述S+电压值集合中的最大值和最小值存储到系统中，所述控制处理电路模块判断测量的S+电压值是否在系统设置的第二波动范围区间，若在第二波动范围区间内，则S+电压值正常，转S12
‑
5；若不在第二波动范围区间内，则S+电压值异常，转S12
‑
11；S12
‑
5：开关S4切换至差分电信号S
‑
，所述ADC模数转换模块将差分电信号S
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转换为数字信号并传输到控制处理电路模块进行数字滤波处理，获取满足系统设置第四精度阈值的S
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电压值集合；S12
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6：将所述S
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电压值集合中的最大值和最小值存储到系统中，所述控制处理电路模块判断测量的S
‑
电压值是否在系统设置的第三波动范围区间，若在第三波动范围区间内，则S
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电压值正常；若不在第三波动范围区间内，则S
‑
电压值异常，转S12
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12；S12
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7：所述检测电路模块采集所述称重模拟电路模块输出的差分电压，传输到控制处理电路模块，所述控制处理电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：马掌印，王超，
申请(专利权)人：南京麦澜德医疗科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：