CN103199811B - 电阻应变调理器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电阻应变调理器，包括输入模块、程控增益模块、电压电流转换模块和输出模块，通过程控增益模块调节放大倍数和放大微小电信号，放大倍数可以通过程序调节，在大范围内多个放大倍数可供选择，解决现有的电阻应变调理器放大倍数较小和放大倍数单一的问题，并且具备电压输出和电流输出两种形式，以满足工业的实际应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种应变调理器，尤其涉及一种电阻应变调理器。
背景技术
目前常见的电阻应变调理器体积较大，不易携带，也不利于多节点分布式测量或成组测量，而且放大倍数较小或放大倍数单一，不能满足微小应变量的放大操作，另外，现有的应变调理器输出形式单一，只能输出应变电压信号，不利于工业实际应用。
发明内容
针对目前电阻应变调理器放大倍数较小或放大倍数单一以及只能输出应变电压信号的问题，本发明提供一种电阻应变调理器，可以实现较大的放大倍数，并且有较多的放大倍数可以选择，还能输出应变电流信号。
一种电阻应变调理器，包括：用于输入微小电压信号的输入模块、用于调节放大倍数并放大微小电压信号的程控增益模块、用于将放大后的微小电压信号转换成电流信号的电压电流转换模块以及用于输出放大后的微小电压信号以及转换后的电流信号的输出模块，程控增益模块包括输入端和第一输出端和第二输出端，程控增益模块的输入端与输入模块相连，输出模块与程控增益模块的第一输出端相连，电压电流转换模块的输入端与程控增益模块的第二输出端相连，电压电流转换模块的输出端与输出模块相连。
进一步地，输入模块为RJ45接口。
进一步地，输出模块为RJ45接口。
进一步地，程控增益模块采用可编程模拟信号调节器。
进一步地，电阻应变调理器还包括用于对所述放大后的微小电压信号进行信号处理的处理器以及用于将处理后的信号进行电平转换的电平转换模块，处理器的输入端与程控增益模块的第一输出端相连，处理器的输出端与电平转换模块的输入端相连，电平转换模块的输出端与输出模块相连。
进一步地，处理器包括模数转换模块和并串转换模块，模数转换模块的输入端为处理器的输入端，并串转换模块的输出端为处理器的输出端，模数转换模块的输出端与并串转换模块的输入端相连，模数转换模块用于将放大后的微小电信号进行模/数转换，并串转换模块用于对模/数转换后的信号进行并串转换。
进一步地，电平转换模块为MAX3078E芯片。
进一步地，微小电压信号为电阻桥信号。
本发明提供的一种电阻应变调理器，通过程控增益模块调节放大倍数和放大微小电压信号，放大倍数可以通过程序调节，在大范围内多个放大倍数可供选择，解决现有的电阻应变调理器放大倍数较小和放大倍数单一的问题，具备电压输出和电流输出两种形式，以满足工业的实际应用。
附图说明
图1为本发明提供的一种电阻应变调理器的结构示意图。
图2为本发明提供的一种电阻应变调理器另一实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面参照附图来说明本发明的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或者更多个其他附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。
如附图1所示，一种电阻应变调理器，包括：用于输入微小电压信号的输入模块1、用于调节放大倍数并放大微小电压信号的程控增益模块2、用于将放大后的微小电压信号转换成电流信号的电压电流转换模块6以及用于输出放大后的微小电压信号以及转换后的电流信号的输出模块3，程控增益模块2包括输入端、第一输出端和第二输出端，程控增益模块2的输入端与输入模块1相连，输出模块3与程控增益模块2的第一输出端相连，电压电流转换模块6的输入端与程控增益模块2的第二输出端相连，电压电流转换模块6的输出端与输出模块3相连。
优选地，输入模块1和输出模块3均采用体积小、成本低的RJ45接口，有利于实现多节点的分布式测量。
优选地，程控增益模块2采用可编程模拟信号调节器，可编程模拟信号调节器能将微弱的电压信号进行放大输出，还具有误差补偿等功能。
可选地，微小电压信号为电阻桥信号。
以电阻桥信号为例，电阻桥产生的微小应变电压信号从输入模块1输入，程控增益模块2放大之后从程控增益模块2的第一输出端输出，最后由输出模块3输出一个放大后的电压信号。
电压电流转换模块6采用电压电流转换器。
电阻桥产生的微小应变电压信号从输入模块1输入，程控增益模块2放大之后经过电压电流转换模块6转换成4-20mA的电流，由输出模块3输出，输出为电流信号。
如附图2所示，本发明提供的电阻应变调理器还包括处理器4和电平转换模块5，其中处理器4用于将放大后的微小电压信号进行信号处理，处理器4的输入端与程控增益模块2的第一输出端相连，处理器4的输出端与电平转换模块5的输入端相连，电平转换模块5的输出端与输出模块3相连。
处理器4包括模数转换模块41和并串转换模块42，模数转换模块41的输入端为处理器4的输入端，并串转换模块42的输出端为处理器4的输出端，模数转换模块41的输出端与并串转换模块42的输入端相连。
优选地，处理器4采用C8051F530单片机，片内具有模数转换模块，以实现对放大后的电阻桥信号进行模数转换，同时片内还具有并串转换模块，将模数转换后的信号进行并串转换。
电平转换模块5采用MAX3078E。
以电阻桥信号为例，电阻桥产生的微小应变电压信号从输入模块1输入，程控增益模块2放大之后经过模数转换模块41进行模数转换以及并串转换模块42进行并串转换由串口输出，再经过电平转换模块5进行电平转换，并通过RS485电缆进行远程传输，由输出模块3输出。
电阻桥产生的微小应变电压信号从输入模块1，即RJ45接口输入，经过程控增益模块2放大到所需的倍数，从程控增益模块2输出的信号分为两路：一路作为电压信号直接由输出模块3输出，或者经过处理器4进行模数转换和并串转换由串口输出，通过电平转换模块5进行电平转换，再通过RS485电缆进行远程传输，最后由输出模块3输出；另一路经过电压电流转换模块6转换成电流信号由输出模块3输出。
本发明提供的一种电阻应变调理器，通过程控增益模块调节放大倍数和放大微小电压信号，可分辨最小为2.8uV的微小电压信号，放大倍数可以通过程序调节，在大范围内多个放大倍数可供选择，放大倍数在2.6667-1152范围内可选择，以适应不同的应用领域不同的微小信号的增益控制，解决现有的电阻应变调理器放大倍数较小和放大倍数单一的问题；应变测量信号可以通过RS485电缆进行远程传输，保证信号的精度；此外，还具备电压输出和电流输出两种形式，以满足工业的实际应用。
虽然已经详细说明了本发明及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本申请的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本发明的公开内容将容易理解，根据本发明可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。
Claims (5)
1.一种电阻应变调理器，其特征在于，所述电阻应变调理器包括：用于输入微小电压信号的输入模块、用于调节放大倍数并放大微小电压信号的程控增益模块、用于将放大后的微小电压信号转换成电流信号的电压电流转换模块以及用于输出放大后的微小电压信号以及转换后的电流信号的输出模块，所述程控增益模块包括输入端和第一输出端和第二输出端，所述程控增益模块的输入端与输入模块相连，所述输出模块与程控增益模块的第一输出端相连，所述电压电流转换模块的输入端与所述程控增益模块的第二输出端相连，所述电压电流转换模块的输出端与输出模块相连；
所述电阻应变调理器还包括用于对所述放大后的微小电压信号进行信号处理的处理器以及用于将处理后的信号进行电平转换的电平转换模块，所述处理器的输入端与所述程控增益模块的第一输出端相连，所述处理器的输出端与所述电平转换模块的输入端相连，所述电平转换模块的输出端与所述输出模块相连；
所述处理器包括模数转换模块和并串转换模块，所述模数转换模块的输入端为所述处理器的输入端，所述并串转换模块的输出端为所述处理器的输出端，所述模数转换模块的输出端与所述并串转换模块的输入端相连，所述模数转换模块用于将所述放大后的微小电压信号进行模/数转换，所述并串转换模块用于对模/数转换后的信号进行并串转换；
所述电平转换模块为MAX3078E芯片。
2.根据权利要求1所述的电阻应变调理器，其特征在于，所述输入模块为RJ45接口。
3.根据权利要求1所述的电阻应变调理器，其特征在于，所述输出模块为RJ45接口。
4.根据权利要求1所述的电阻应变调理器，其特征在于，所述程控增益模块采用可编程模拟信号调节器。
5.根据权利要求1所述的电阻应变调理器，其特征在于，所述微小电压信号为电阻桥信号。
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