CN102636188A

CN102636188A - 传感器信号调理装置

Info

Publication number: CN102636188A
Application number: CN2012101293462A
Authority: CN
Inventors: 朱荣惠; 芦婧雯
Original assignee: WUXI YONGYANG ELECTRONIC TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: WUXI YONGYANG ELECTRONIC TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2012-04-28
Filing date: 2012-04-28
Publication date: 2012-08-15

Abstract

本发明公开一种传感器信号调理装置。它包括传感器、可编程运算放大器、模数转换电路，传感器的输出端与可编程运算放大器的输入端相连。其特点是还包括多路复用器、温度传感器、可校准微控制器、数模转换电路和输出缓冲器，多路复用器的输入端与可编程运算放大器的输出端相连，温度控制器与多路复用器的一个控制端相接，多路复用器的输出端与模数转换电路的输入端相连，模数转换电路的输出端与可校准微控制器的输入端相接。可校准微控制器的输出端与数模转换电路的输入端相接，数模转换电路的输出端与输出缓冲器相连。采用本发明进行调理，调理效果好，调理后的数字信号准确度高，误差小。适用于对传感器的偏移、灵敏度和温漂进行数字补偿。

Description

传感器信号调理装置

技术领域

本发明涉及一种电路。具体说，是用来对传感器的输出信号进行修正和调节的调理装置，尤其适用于对传感器的偏移、灵敏度和温漂进行数字补偿。

背景技术

在电子领域都知道，传感器的信号调理是把模拟信号变换为可用来进行数据采集、控制过程及其它目的的数字信号。众所周知，传感器通常是用应变片组成的惠斯登电桥，当外界对其无施加压力或其温度没有变化时，电桥平衡，其输出为零。由于应变片在制造过程中，无法做到阻值相同，当外界对应变片无施加压力或应变片的温度没有变化时，电桥仍会出现不平衡，使得传感器仍有信号输出。同时，随着传感器工作时间的增加，应变片容易受温度和老化的影响，使得其阻值发生变化。因此，就必须对传感器的输出信号进行调理。

目前，对传感器信号进行调理的方法仍采用的是传统方法。这种传统方法是先用运算放大器对传感器的输出信号进行放大，再用模数转换器将运算放大器输出的模拟信号转换成数字信号后，送给微处理器进行处理。这种方法的缺点是，在采用运算放大器放大传感器的有用信号同时，传感器的零偏信号和温漂信号也被放大，使得模数转换电路为非线性电路，从而影响到调理效果，使得最终输出的数字信号不准确，误差较大。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种传感器信号调理装置，采用这种调理装置来对传感器信号进行调理，调理效果好，调理后的数字信号准确度高，误差小。

为解决上述问题，采取以下技术方案：

本发明的传感器信号调理装置包括传感器、可编程运算放大器、模数转换电路，传感器的输出端与可编程运算放大器的输入端相连。其特点是还包括多路复用器、温度传感器、可校准微控制器、数模转换电路和输出缓冲器，多路复用器的输入端与可编程运算放大器的输出端相连，温度控制器与多路复用器的一个控制端相接，多路复用器的输出端与模数转换电路的输入端相连，模数转换电路的输出端与可校准微控制器的输入端相接。可校准微控制器的输出端与数模转换电路的输入端相接，数模转换电路的输出端与输出缓冲器相连。其中，可校准微控制器的三个控制端上分别连有只读存储器、随机存取存储器和可编程只读存储器，随机存取存储器与可编程只读存储器间借助电缆连接在一起，在可编程只读存储器的非连接端上接有一线制通信接口(ZAC wrie)和I²C串口。

采取上述方案，具有以下优点：

由上述方案可以看出，由于本发明的传感器信号调理装置含有多路复用器、温度传感器、可校准微控制器、数模转换电路和输出缓冲器，多路复用器的输入端与可编程运算放大器的输出端相连，温度控制器与多路复用器的一个控制端相接，多路复用器的输出端与模数转换电路的输入端相连，模数转换电路的输出端与可校准微控制器的输入端相接。可校准微控制器的输出端与数模转换电路的输入端相接，数模转换电路的输出端与输出缓冲器相连；其中，可校准微控制器的三个控制端上分别连有只读存储器、随机存取存储器和可编程只读存储器，随机存取存储器与可编程只读存储器间借助电缆连接在一起，在可编程只读存储器的非连接端上接有串口，该串口由一线制通信接口(ZAC wrie)和I²C串口组成。整个本发明的传感器信号调理装置中的各部分工作模式全部通过可编程只读存储器进行配置，并通过一线制通信接口(ZAC wrie)和I²C串口与可校准微控制器通信来校准传感器的信号。在校准或正常模式下，通过一线制通信接口(ZAC wrie)和I²C串口可以读取传感器信号数据，并由校准微控制器对这些数据进行进一步处理。其中，由校准微控制器来控制模数转换的启动，同时为模数转换电路提供时钟，使校准微控制器进行校准计算与模数转换同时进行。因此，采用本发明的传感器信号调理装置来对传感器信号进行调理，调理效果好，调理后的数字信号准确度高，误差小。

附图说明

图1是本发明的传感器信号调理装置示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的传感器信号调理装置含有包括传感器、可编程运算放大器、多路复用器、模数转换电路、可校准微控制器、数模转换电路和输出缓冲器及温度传感器。所述传感器由四个阻值相同的第一应变片R1、第二应变片R2、第三应变片R3和第四应变片R4通过金丝键合连成惠斯登电桥，其输出端通过导线与可编程运算放大器的输入端相连。可编程运算放大器的输出端与多路复用器的输入端相连，多路复用器的输出端与模数转换电路的输入端相连，模数转换电路的输出端与可校准微控制器的输入端相接；可校准微控制器的输出端与数模转换电路的输入端相接，数模转换电路的输出端与输出缓冲器相连。温度控制器与多路复用器的一个控制端相接。其中，可校准微控制器的三个控制端上分别连有只读存储器、随机存取存储器和可编程只读存储器，随机存取存储器与可编程只读存储器间借助电缆连接在一起，在可编程只读存储器的非连接端上接有一线制通信接口(ZAC wrie)和I²C串口。

工作室，由传感器输出的信号送给可编程运算放大器，由可编程运算放大器放大成模拟信号。再由多路复用器将该模拟信号与温度传感器信号一起按照序列传递给模数转换电路，由模数转换电路将模拟信号转换成数字电路。之后，传递给可校准微处理器，由可校准微处理器对数字信号进行校正。其中的校正是基于只读存储器中的校正公式和可编程只读存储器中的校正参数来进行的，通过一线制通信接口(ZAC wrie)或I²C串口实现数据配置和参数校准。其中，一线制通信接口(ZAC wrie)或I²C串口为数字量输入输出端口，输出缓冲器的输出端为模拟量输出端。

Claims

1.传感器信号调理装置，包括传感器、可编程运算放大器、模数转换电路，传感器的输出端与可编程运算放大器的输入端相连；其特征在于还包括多路复用器、温度传感器、可校准微控制器、数模转换电路和输出缓冲器，多路复用器的输入端与可编程运算放大器的输出端相连，温度控制器与多路复用器的一个控制端相接，多路复用器的输出端与模数转换电路的输入端相连，模数转换电路的输出端与可校准微控制器的输入端相接；可校准微控制器的输出端与数模转换电路的输入端相接，数模转换电路的输出端与输出缓冲器相连；其中，可校准微控制器的三个控制端上分别连有只读存储器、随机存取存储器和可编程只读存储器，随机存取存储器与可编程只读存储器间借助电缆连接在一起，在可编程只读存储器的非连接端上接有一线制通信接口(ZAC wrie)和I²C串口。