CN103257261A - 精准快速的电压电流信号调理电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种精准快速的电压电流信号调理电路，该电路由输入处理电路、低通滤波电路、运算放大器、输出保护电路、输出限幅电路以及反馈网络，输入信号由输入处理电路经过一阶滤波电路进入运算放大器，运算放大器外接保护电路及输出限幅电路作为运算放大器放大之后的电压信号输出，所述反馈网络用于决定电路放大倍数。通过设计电路结构，利用普通电阻进行参数匹配，无需大量的理论计算，通过硬件标定速查表进行简单的计算，完成高精度调理电路调试，该硬件标定方法具有开放性与通用性，适合相关电路的硬件标定，其中电路硬件标定速查表可以根据不同系统进行具体调整。
Description
技术领域
本发明属于柴油机测控技术领域，具体涉及一种由低噪声、高开环增益双极性集成运算放大器OP07构成的调理电路。
背景技术
对于电控柴油机等测控技术领域，为实现高度智能化控制，ECU需要真实准确采集多种物理信号，诸多物理信号经过传感器转换成电信号之后通常很微弱，为了提高测量的精度和灵敏度，有效利用AD转换的有效范围，需要经过放大调理电路。由于构成放大调理电路的元器件精度、零点、增益等参数存在分散性，即使选用精度为0.1%的精密电阻仍无法满足要求，需要设计人员反复测量、严格计算、精密筛选等多个环节才能调试出一块合格的调理电路，对于批量生产，调理电路的标定严重制约着生产进度。如果采用电位器，器件体积大、成本高、调好的电阻值在使用中容易由于机械松动发生变化，造成参数漂移。本发明专利是在经过长期大量的分析计算、调试验证基础上发明的一种硬件标定方法，很好的解决了该问题，具有无需精度极高的精密电阻、无需大量的理论计算、标定简单、精度高、成本低等诸多优点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种精准快速的电压电流信号调理电路，实现温度、压力等信号的硬件标定。包括T类热电偶、K类热电偶调理电路及硬件标定，基于AD590的环境温度调理电路及硬件标定方法，基于电流型的压力调理电路及硬件标定方法。
本发明是这样实现的，构造一种精准快速的电压电流信号调理电路，其特征在于:由输入处理电路、低通滤波电路、运算放大器、输出保护电路、输出限幅电路以及反馈网络6、反馈网络7，输入信号由输入处理电路经过低通滤波电路进入运算放大器，运算放大器外接保护电路及输出限幅电路作为运算放大器放大之后的电压信号输出，所述反馈网络6、反馈网络7用于决定电路放大倍数。
所述的反馈网络6、反馈网络7分别由一对电阻构成，其中一个精度高的电阻决定信号放大输出的基数，一个不同阻值、普通精度的电阻用于参数匹配。
精准快速的电压电流信号调理电路设有快速插拔单排插针，通过快速插拔单排插针与调试器连接。
设计集成调试器，将需要标定的电路模块留有快速拔插接口，将需要标定的调理电路插到调试器，通过校准仪给出标准信号，通过参数显示仪查看输出，根据显示误差对调理电路影响精度的元件进行参数匹配补偿，对于满足精度要求的电路模块，通过焊盘短路，无需跨接器，对于不满足精度要求的电路模块，通过焊接匹配电阻，以满足设计精度要求。
本发明的有益效果：通过设计电路结构，利用普通电阻进行参数匹配，无需大量的理论计算，通过硬件标定速查表进行简单的计算，完成高精度调理电路调试，该硬件标定方法具有开放性与通用性，适合相关电路的硬件标定，其中电路硬件标定速查表可以根据不同系统进行具体调整。
附图说明
图1是为热电偶调理电路图；
图2是电流型压力温度电路图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做进一步描述：
图1为热电偶调理电路图，该电路属于同相放大电路，热电偶mV输入信号由输入处理电路1，经过低通滤波电路2进入运算放大器3，该运算放大器是双电源供电，噪声低、开环增益大，共模抑制比高，无需偏置电阻，默认的给定信号叠加在输入端，作为开路检测用，放大之后的电压信号经过运算放大器的输出保护电路4与输出限幅电路5作为输出，根据同相放大器工作原理，该电路的放大倍数由反馈网络6和7决定，等于[1＋（R3＋R8）/（R5＋R9）]，其中反馈网络6、反馈网络7分别由一对电阻构成，其中一个精度高的电阻决定信号放大输出的基数，一个不同阻值精度一般的电阻用于参数匹配，其中R3、R5采用精度为1％的电阻，分别为100KΩ和1KΩ，放大倍数基本为101。
由于电阻具有分散性，经过计算与实际测量，电阻不经过筛选随即焊接，输出误差通常在10％～30％之间，不满足测量要求，为此设计R8、R9精度为5％的匹配补偿电阻，如果测量结果偏低，根据误差值的大小R8焊接相应阻值的电阻，如果测量结果偏高，根据误差值的大小R5焊接相应阻值的电阻，根据理论计算与实际测量结果，构造一种误差与阻值相对应的速查表。
表1 K类热电偶温度调理电路硬件标定速查表
表2 T类热电偶温度调理电路硬件标定速查表
图2为电流型压力与温度调理电路图，电路结构相同，部分参数不同，该电路属于同相放大电路，mA级电流信号通过取样电阻R1转换成电压信号1，根据电流的大小选取1KΩ或100Ω，经过低通滤波电路2进入运算放大器3，放大之后的电压信号经过运算放大器的输出保护电路4与输出限幅电路5作为输出，根据同相放大器工作原理，该电路的放大倍数由反馈网络6和7决定，等于[1＋（R4＋R6）/（R3＋R7）]，所述的反馈网络6、反馈网络7分别由一对电阻构成，其中一个精度高的电阻决定信号放大输出的基数，一个不同阻值、普通精度的电阻用于参数匹配，其中R3、R4采用精度为1％的电阻，对于压力调理电路分别为5.6KΩ和1.6KΩ，对于电流型温度调理电路分别为27KΩ和1.6KΩ，放大倍数基本为4.5或17.875。
电阻具有分散性，经过计算与实际测量，电阻不经过筛选随即焊接，误差通常在10％～30％之间，不满足测量要求，为此设计R6、R7为精度5％的匹配补偿电阻，如果测量结果比基准值偏低，根据误差值R6焊接相应阻值的电阻，如果测量结果偏高，根据误差值R7焊接相应阻值的电阻，根据理论计算与实际测量结果，构造一种误差与阻值相对应的速查表。
表3电流型温度调理电路硬件标定速查表
表4电流型压力调理电路硬件标定速查表
通过快速插拔单排插针8与调试器连接，无需技术人员参与，普通调试人员能够掌握，独立完成电路的硬件标定。
Claims (3)
1.一种精准快速的电压电流信号调理电路，其特征在于:由输入处理电路（1）、低通滤波电路（2）、运算放大器（3）、输出保护电路（4）、输出限幅电路（5）以及反馈网络（6）、反馈网络（7），输入信号由输入处理电路（1）经过一阶滤波电路（2）进入运算放大器（3），运算放大器（3）外接保护电路（4）及输出限幅电路（5）作为运算放大器（3）放大之后的电压信号输出，所述反馈网络（6）、反馈网络（7）用于决定电路放大倍数。
2.根据权利要求1所述的精准快速的电压电流信号调理电路，其特征在于:所述的反馈网络（6）、（7）分别由一对电阻构成，其中一个精度高的电阻决定信号放大输出的基数，一个不同阻值、普通精度的电阻用于参数匹配。
3.根据权利要求1所述的精准快速的电压电流信号调理电路，其特征在于：设有快速插拔单排插针（8），通过快速插拔单排插针（8）与调试器连接。
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| CN2011103955769A CN103257261A (zh) | 2012-02-15 | 2012-02-15 | 精准快速的电压电流信号调理电路 |
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