CN101655408A - 无共模电压应变电桥信号检测电路 - Google Patents

无共模电压应变电桥信号检测电路 Download PDF

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无共模电压应变电桥信号检测电路应用于风洞空气动力学试验中天平信号检测以及力矩、拉压力、加速度测量等工程技术领域，属信号检测技术领域。其特征是：包括对称精密激励电源、仪表放大器、应变电桥等。其中对称精密激励电源用于给应变电桥提供正负对称的激励电压，以此消除加在后级仪表放大器上的共模电压，相对有效信号一般可降低40dB至80dB，高输入阻抗的仪表放大器对电桥输出的测量信号进行差动放大，产生便于测量的电信号。本电路的优点是：电桥输出无共模电压，可充分利用仪表放大器高共模抑制比特性来提高信号测量精确度。

Description

无共模电压应变电桥信号检测电路
技术领域
无共模电压应变电桥信号检测电路应用于风洞空气动力学试验中天平信号检测以及力矩、拉压力、加速度测量等工程技术领域，属信号检测技术领域。
背景技术
通常电桥检测电路采用单电源供电，电桥输出存在共模电压，对测量信号产生不良影响，导致信号失真。而无共模电压应变电桥信号检测电路采用正负对称激励电源供电，以此消除加在后级仪表放大器上的共模电压，可充分利用仪表放大器的高共模抑制比特性来提高信号测量精确度。
发明内容
无共模电压应变电桥信号检测电路的目的在于提供一种电桥输出无共模电压、信号检测精确高的应变电桥信号检测电路。
无共模电压应变电桥信号检测电路的特征是：包括对称精密激励电源，仪表放大器和应变电桥，其中：
对称精密激励电源给应变电桥提供正负对称激励电压，输入电源通过精密电压源芯片U1及三极管T11输出精密电压+V11，三极管T11用于扩大U1的输出电流，精密电压源U1输出端接入NPN管T11的基极，NPN管T11的发射极输出所需应变电桥精密激励电压+V11；+V11接到增益为1的反相放大器OPA1的反相输入端，再通过反相放大器OPA1及三极管T12输出精密电压-V11，三极管T12用于提高OPA1的驱动能力，反相放大器的输出端与PNP管T12的基极相接，PNP管T12的发射极输出精密反相电压-V11，从而得到应变电桥正负对称激励电压源，其中，R14＝R15＝R16＝R17；
无共模电压应变电桥信号检测电路采用正负对称激励电源供电，供电电压分别是+V11和-V11，以此消除加在后级仪表放大器上的共模电压，相对有效信号一般可降低至40dB至80dB，提高了信号测量精度；
仪表放大器主要由放大器OPA2、OPA3以及差动放大器OPA4组成，其中，R32＝R33，R34＝R35，R36＝R37，该部分为高共模抑制比、高输入阻抗的仪表放大器，应变电桥输出信号通过仪表放大器差动放大后，便于测量。
本发明的优点是：电桥输出无共模电压，可充分利用仪表放大器高共模抑制比特性来提高信号测量精确度。
附图说明
图1是无共模电压应变电桥电路原理图。
具体实施方式
无共模电压应变电桥信号检测电路的目的在于提供一种电桥输出无共模电压、信号检测精确高的应变电桥信号检测电路。
无共模电压应变电桥信号检测电路的特征是：包括对称精密激励电源，仪表放大器和应变电桥，其中：
对称精密激励电源给应变电桥提供正负对称激励电压，输入电源通过精密电压源芯片U1及三极管T11输出精密电压+V11，三极管T11用于扩大U1的输出电流，精密电压源U1输出端接入NPN管T11的基极，NPN管T11的发射极输出所需应变电桥精密激励电压+V11；+V11接到增益为1的反相放大器OPA1的反相输入端，再通过反相放大器OPA1及三极管T12输出精密电压-V11，三极管T12用于提高OPA1的驱动能力，反相放大器的输出端与PNP管T12的基极相接，PNP管T12的发射极输出精密反相电压-V11，从而得到应变电桥正负对称激励电压源，其中，R14＝R15＝R16＝R17。在实际应用电路中，精密电压源芯片可选用LM105，OPA1可选用602，T11和T12可分别选用9013和9012。
无共模电压应变电桥信号检测电路采用正负对称激励电源供电，供电电压分别是+V11和-V11，以此消除加在后级仪表放大器上的共模电压，相对有效信号一般可降低至40dB至80dB，提高了信号测量精度；在实际应用电路中，正负对称激励电压源V11为10V。
仪表放大器主要由放大器OPA2、OPA3以及差动放大器OPA4组成，其中，R32＝R33，R34＝R35，R36＝R37，该部分为高共模抑制比、高输入阻抗的仪表放大器，应变电桥输出信号通过仪表放大器差动放大后，便于测量。在实际应用电路中，仪表放大器可选用仪表放大器INA141。

Claims (1)

1、无共模电压应变电桥信号检测电路，其特征在于，包括对称精密激励电源，仪表放大器和应变电桥，其中：
对称精密激励电源给应变电桥提供正负对称激励电压，输入电源通过精密电压源芯片U1及三极管T11输出精密电压+V11，三极管T11用于扩大U1的输出电流，精密电压源U1输出端接入NPN管T11的基极，NPN管T11的发射极输出所需应变电桥精密激励电压+V11；+V11接到增益为1的反相放大器OPA1的反相输入端，再通过反相放大器OPA1及三极管T12输出精密电压-V11，三极管T12用于提高OPA1的驱动能力，反相放大器OPA1的输出端与PNP管T12的基极相接，PNP管T12的发射极输出精密反相电压-V11，从而得到应变电桥正负对称激励电压源，其中，R14＝R15＝R16＝R17；
无共模电压应变电桥信号检测电路采用正负对称激励电源供电，供电电压分别是+V11和-V11，以此消除加在后级仪表放大器上的共模电压，相对有效信号一般可降低至40dB至80dB，提高了信号测量精度；
仪表放大器主要由放大器OPA2、OPA3以及差动放大器OPA4组成，其中，R32＝R33，R34＝R35，R36＝R37，该部分为高共模抑制比、高输入阻抗的仪表放大器，应变电桥输出信号通过仪表放大器差动放大后，便于测量。
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