CN110045662A - 一种程控称重直流信号模拟器 - Google Patents

一种程控称重直流信号模拟器 Download PDF

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Abstract

本发明一种程控称重直流信号模拟器属于电子测量技术领域；该模拟器由DC‑DC变换、隔离DC‑DC变换、基准变换单元、双路16bit串行DAC、叠加电路、衰减电路、无源衰减网络、选择电路、24bit串行ADC监测单元、磁耦合隔离、微处理器系统、键盘显示、USB接口和温度传感器组成；基准变换单元依次与双路16bit串行DAC、叠加电路、衰减电路、无源衰减网络串联连接；双路16bit串行DAC、24bit串行ADC监测单元与微处理器系统通过磁耦合芯片进行隔离；微处理器系统通过温度传感器实时监测模拟器温度，并通过键盘显示，程控设置和显示输出信号电压的幅值；本发明模拟器幅度可程控且线性度好、分辨率高、温度漂移小，同时具有体积小、易携带，价格低的技术优势。

Description

一种程控称重直流信号模拟器
技术领域
本发明一种程控称重直流信号模拟器属于电子测量技术领域。
背景技术
自古以来，度量衡就与人民生活和社会经济息息相关。衡器就是称重工具，即指通过作用在物体上的重力来确定该物体质量的一种计量器具。现代社会电子衡器已经广泛应用于人们的日常生活、贸易计算、自动称重系统和自动包装等各个领域。电子衡器的准确度和分辨率将直接影响科学研究中计量结果的准确性并关系到消费者的切身利益。
应用最广的电子衡器一般是通过应变式称重传感器。将被测对象的重量转换为毫伏级的模拟电压信号，该模拟电压信号再经过放大、滤波、数模转换后由微处理器编程进行数据处理，最后显示重量或压力等。电子衡器通常由传感器和指示器两部分构成。在称重仪表指示器的设计、调试和标定过程中，需要传感器提供各种量值的信号，如用砝码实现则操作繁琐，现常使用高性能的称重直流信号模拟器来替代传感器和砝码，有很高的分辨率和稳定度。精密称重直流信号模拟器都是由众多高准确度、低温漂的电阻以及手动开关构成，需手动调节其驱动电源的工作电流和微弱直流信号的输出，不便于程控化；另一方面受其工作原理所限，精密称重直流信号模拟器硬件成本贵、物理尺寸大。
发明内容
为克服上述现有技术的缺陷，本发明提供了一种程控称重直流信号模拟器，模拟的称重直流信号直接源于驱动电源，其幅度可程控且线性度好、分辨率高、温度漂移小，该程控称重直流信号模拟器体积小、易携带，价格低。
本发明的目的是这样实现的：
一种程控称重直流信号模拟器，由DC-DC变换、隔离DC-DC变换、基准变换单元、双路16bit串行DAC、叠加电路、衰减电路、无源衰减网络、选择电路、24bit串行ADC监测单元、磁耦合隔离、微处理器系统、键盘显示、USB接口和温度传感器组成；
所述的基准变换单元依次与双路16bit串行DAC、叠加电路、衰减电路、无源衰减网络串联连接；双路16bit串行DAC、24bit串行ADC监测单元与微处理器系统通过磁耦合芯片进行隔离；微处理器系统通过温度传感器实时监测模拟器温度，并通过键盘显示，程控设置和显示输出信号电压的幅值。
上述的一种程控称重直流信号模拟器，所述基准变换单元包括型号为LT5400-1的精准电阻器网络U1芯片、双运算放大器U2芯片和D1，所述双运算放大器U2芯片包括两个运算放大器U2A和U2B，所述U1芯片的1引脚通过电阻R1连接模拟地AGND，通过电阻R1和电阻R2串联连接U1芯片的4引脚，U1芯片的2引脚连接U2B的同相输入端，U1芯片的2引脚还通过电容C2与电容E1并联结构连接模拟地AGND，U1芯片的3引脚连接模拟地AGND，U1芯片的5引脚连接U1芯片的6引脚，同时连接U2A的同相输入端，U1芯片的7引脚连接U1芯片的8引脚，同时连接U2A的反相输入端；U2A的反相输入端通过电容C1连接U2A的输出端，通过电容C1、电阻R3和电容C2与电容E1并联结构连接模拟地AGND；U2B的反相输入端通过电阻R6连接模拟地AGND，通过电容C3连接U2B的输出端，通过电阻R5和电容C4与电容E2的并联结构连接模拟地AGND，通过电阻R5连接VREF；U2B的输出端通过电阻R4和电容C4与电容E2的并联结构连接模拟地AGND；所述D1包括两个同向连接的二极管，两个二极管连接处为VREF，正极连接模拟地AGND，负极连接AVDD；
所述双运算放大器U2芯片的型号为OPA2277或AD706。
上述的一种程控称重直流信号模拟器，所述双路16bit串行DAC、叠加电路和衰减电路组成模拟电压设置单元，具体包括双路16bit串行DAC U3芯片、双运算放大器U4芯片，双运算放大器U5芯片，三极管Q1，三极管Q2和多个电容电阻，所述双运算放大器U4芯片包括两个运算放大器U4A和U4B，所述双运算放大器U5芯片包括两个运算放大器U5A和U5B；所述U3芯片的1引脚连接U4A的输出端，通过电容C5连接U4A的反相输入端，U3芯片的2引脚连接U3芯片的7引脚并连接VREF，U3芯片的3引脚连接U4A的反相输入端，U3芯片的4引脚连接U4A的同相输入端，同时连接模拟地AGND，U3芯片的5引脚连接U4B的同相输入端，同时连接模拟地AGND；
U3芯片的6引脚连接U4B的反相输入端，通过电容C5连接U3芯片的8引脚，U3芯片的8引脚连接三极管Q1的发射极，U3芯片的9引脚连接SDI，U3芯片的10引脚连接AVDD，U3芯片的11引脚连接DACS，
U3芯片的12引脚连接模拟地AGND，U3芯片的13引脚连接AVDD，U3芯片的14引脚连接模拟地AGND，U3芯片的15引脚连接LDAC，U3芯片的16引脚连接SCK；U4A的输出端通过电阻R7连接U5A的反相输入端；U4B的输出端通过电阻R12连接三极管Q1的基极，负电源端通过电阻R13连接三极管Q1的集电极，三极管Q1的发射极通过电容C7与电容E3的并联结构连接U5B的同相输入端，通过电阻R10连接U5B的反相输入端；U5A的反相输入端通过电阻R8连接U5A的输出端，U5A的同相输入端连接模拟地AGND，U5A的输出端通过电阻R20和电阻R9的串联结构连接U5B的反相输入端；U5B的反相输入端通过电阻R11和电容C8与电容EB4的并联结构连接模拟地AGND，通过电容R11连接三极管Q2的发射极，U5B的输出端连接三极管Q2的基极，三极管Q2的集电极通过电阻R14连接U4B的正电源端；
所述双路16bit串行DAC U3芯片的型号为AD5445；所述双运算放大器U4芯片和双运算放大器U5芯片的型号为OPA2277或AD706。
上述的一种程控称重直流信号模拟器，所述选择电路和24bit串行ADC监测单元组成信号监测单元，具体包括双运算放大器U6芯片、二选一模拟开关U7芯片和24bit串行ADCU8芯片；所述U6芯片包括两个运算放大器U6A和U6B，U6A的同相输入端连接模拟地AGND，U6A的反相输入端通过电阻R16连接U7芯片的S1引脚，通过电阻R17连接U6A的输出端，U6A的输出端还连接U7芯片的S2引脚；U6B的同相输入端连接U7芯片的D引脚，U6B的反相输入端通过电容C9连接U6B的输出端，通过电阻R19连接U8芯片的VIN引脚，通过电阻R19和电容E5连接模拟地AGND，U6B的输出端通过电阻R18连接U8芯片的VIN引脚，通过电阻R18和电容C10连接模拟地AGND；
所述U7芯片的GND引脚接模拟地AGND，VDD引脚接-9V电压源，VLG引脚接AVDD，LIN引脚接KSET2，VSS引脚接-9V电压源；
所述U8芯片的VCC引脚连接AVDD，VREF引脚连接VREF，GND引脚连接模拟地AGND，CSL引脚连接ADCS，SDO引脚连接SDO，SCK引脚连接SCK，F0引脚连接模拟地AGND；
所述双运算放大器U6芯片的型号为OPA2277或AD706；所述二选一模拟开关U7芯片的型号为ADG419；所述24bit串行ADCU8芯片的型号为LTC2400。
上述的一种程控称重直流信号模拟器，所述无源衰减网络包括单刀双掷开关RLP0和双刀双掷开关RLP1，在单刀双掷开关RLP0中，包括一个动端和两个不动端，在双刀双掷开关RLP1中，包括两个动端和四个不动端；单刀双掷开关RLP0的动端连接VSP或VSN，单刀双掷开关RLP0的两个不动端分别连接双刀双掷开关RLP1的两个动端，双刀双掷开关RLP1的第一不动端通过电阻RP4连接双刀双掷开关RLP1的第二不动端，双刀双掷开关RLP1的第一不动端通过电阻RP4和电阻RP3串联连接双刀双掷开关RLP1的第三不动端，双刀双掷开关RLP1的第一不动端，电阻RP4、电阻RP3和电阻RP2串联连接双刀双掷开关RLP1的第四不动端，双刀双掷开关RLP1的第四不动端通过电阻RP1和电阻RP0串联接模拟地AGND。
一种用于程控称重直流信号模拟器的基准变换单元电路，包括型号为LT5400-1的精准电阻器网络U1芯片、双运算放大器U2芯片和D1，所述双运算放大器U2芯片包括两个运算放大器U2A和U2B，所述U1芯片的1引脚通过电阻R1连接模拟地AGND，通过电阻R1和电阻R2串联连接U1芯片的4引脚，U1芯片的2引脚连接U2B的同相输入端，U1芯片的2引脚还通过电容C2与电容E1并联结构连接模拟地AGND，U1芯片的3引脚连接模拟地AGND，U1芯片的5引脚连接U1芯片的6引脚，同时连接U2A的同相输入端，U1芯片的7引脚连接U1芯片的8引脚，同时连接U2A的反相输入端；U2A的反相输入端通过电容C1连接U2A的输出端，通过电容C1、电阻R3和电容C2与电容E1并联结构连接模拟地AGND；U2B的反相输入端通过电阻R6连接模拟地AGND，通过电容C3连接U2B的输出端，通过电阻R5和电容C4与电容E2的并联结构连接模拟地AGND，通过电阻R5连接VREF；U2B的输出端通过电阻R4和电容C4与电容E2的并联结构连接模拟地AGND；所述D1包括两个同向连接的二极管，两个二极管连接处为VREF，正极连接模拟地AGND，负极连接AVDD；
所述双运算放大器U2芯片的型号为OPA2277或AD706。
一种用于程控称重直流信号模拟器的模拟电压设置单元电路，包括双路16bit串行DAC、叠加电路和衰减电路；具体包括双路16bit串行DAC U3芯片、双运算放大器U4芯片，双运算放大器U5芯片，三极管Q1，三极管Q2和多个电容电阻，所述双运算放大器U4芯片包括两个运算放大器U4A和U4B，所述双运算放大器U5芯片包括两个运算放大器U5A和U5B；所述U3芯片的1引脚连接U4A的输出端，通过电容C5连接U4A的反相输入端，U3芯片的2引脚连接U3芯片的7引脚并连接VREF，U3芯片的3引脚连接U4A的反相输入端，U3芯片的4引脚连接U4A的同相输入端，同时连接模拟地AGND，U3芯片的5引脚连接U4B的同相输入端，同时连接模拟地AGND；
U3芯片的6引脚连接U4B的反相输入端，通过电容C5连接U3芯片的8引脚，U3芯片的8引脚连接三极管Q1的发射极，U3芯片的9引脚连接SDI，U3芯片的10引脚连接AVDD，U3芯片的11引脚连接DACS，
U3芯片的12引脚连接模拟地AGND，U3芯片的13引脚连接AVDD，U3芯片的14引脚连接模拟地AGND，U3芯片的15引脚连接LDAC，U3芯片的16引脚连接SCK；U4A的输出端通过电阻R7连接U5A的反相输入端；U4B的输出端通过电阻R12连接三极管Q1的基极，负电源端通过电阻R13连接三极管Q1的集电极，三极管Q1的发射极通过电容C7与电容E3的并联结构连接U5B的同相输入端，通过电阻R10连接U5B的反相输入端；U5A的反相输入端通过电阻R8连接U5A的输出端，U5A的同相输入端连接模拟地AGND，U5A的输出端通过电阻R20和电阻R9的串联结构连接U5B的反相输入端；U5B的反相输入端通过电阻R11和电容C8与电容EB4的并联结构连接模拟地AGND，通过电容R11连接三极管Q2的发射极，U5B的输出端连接三极管Q2的基极，三极管Q2的集电极通过电阻R14连接U4B的正电源端；
所述双路16bit串行DAC U3芯片的型号为AD5445；所述双运算放大器U4芯片和双运算放大器U5芯片的型号为OPA2277或AD706。
一种用于程控称重直流信号模拟器的信号监测单元电路，包括选择电路和24bit串行ADC监测单元，具体包括双运算放大器U6芯片、二选一模拟开关U7芯片和24bit串行ADCU8芯片；所述U6芯片包括两个运算放大器U6A和U6B，U6A的同相输入端连接模拟地AGND，U6A的反相输入端通过电阻R16连接U7芯片的S1引脚，通过电阻R17连接U6A的输出端，U6A的输出端还连接U7芯片的S2引脚；U6B的同相输入端连接U7芯片的D引脚，U6B的反相输入端通过电容C9连接U6B的输出端，通过电阻R19连接U8芯片的VIN引脚，通过电阻R19和电容E5连接模拟地AGND，U6B的输出端通过电阻R18连接U8芯片的VIN引脚，通过电阻R18和电容C10连接模拟地AGND；
所述U7芯片的GND引脚接模拟地AGND，VDD引脚接-9V电压源，VLG引脚接AVDD，LIN引脚接KSET2，VSS引脚接-9V电压源；
所述U8芯片的VCC引脚连接AVDD，VREF引脚连接VREF，GND引脚连接模拟地AGND，CSL引脚连接ADCS，SDO引脚连接SDO，SCK引脚连接SCK，F0引脚连接模拟地AGND；
所述双运算放大器U6芯片的型号为OPA2277或AD706；所述二选一模拟开关U7芯片的型号为ADG419；所述24bit串行ADCU8芯片的型号为LTC2400。
一种用于程控称重直流信号模拟器的无源衰减网络，包括单刀双掷开关RLP0和双刀双掷开关RLP1，在单刀双掷开关RLP0中，包括一个动端和两个不动端，在双刀双掷开关RLP1中，包括两个动端和四个不动端；单刀双掷开关RLP0的动端连接VSP或VSN，单刀双掷开关RLP0的两个不动端分别连接双刀双掷开关RLP1的两个动端，双刀双掷开关RLP1的第一不动端通过电阻RP4连接双刀双掷开关RLP1的第二不动端，双刀双掷开关RLP1的第一不动端通过电阻RP4和电阻RP3串联连接双刀双掷开关RLP1的第三不动端，双刀双掷开关RLP1的第一不动端，电阻RP4、电阻RP3和电阻RP2串联连接双刀双掷开关RLP1的第四不动端，双刀双掷开关RLP1的第四不动端通过电阻RP1和电阻RP0串联接模拟地AGND。
有益效果：
第一、本发明程控称重直流信号模拟器全部由芯片构成的电子电路来实现的，而不是用传统的精密电阻器加手动开关实现，这样使得本发明具有体积小，重量轻的技术优势；同时实现了称重信号高准确度、高稳定度、高分辨率的程控化输出设置，有利于称重仪表工业自动化校准。
第二、本发明程控称重直流信号模拟器，参数全部程控标定，降低了对元器件的准确度要求，生产及调试工艺简单，因而可以提高生产效率降低生产成本。
第三、所述的24bit串行ADC监测单元和双路16bit串行DAC参考电压是由外部称重指示器提供的惠斯通电桥驱动电压线性变换而来，这样输出的直流信号与外部输入电压同步，即使外部驱动电压缓慢变化，模拟输出的信号也能同步等比例变化，无需调整双路16bit串行DAC设置，在效果上与传统的无源电阻网络模拟器等同。
第四、双路16bit串行DAC输出的模拟信号是差动信号，可以降低共模干扰，扩大输出范围；双路16bit串行DAC的一路用于对差动信号进行粗调，另一路用于对差动信号进行细调；粗调DAC设置差动信号负端电压，差动信号负端电压与衰减后的细调DAC输出叠加后再反向组合为差动信号正端电压，从而实现输出差动信号从零到满度的全量程设置；由于内部监测差动输出的ADC也具有24bit分辨率和极高的线性度，因此称重模拟直流信号的分辨率能达到百万级码值，线性度也很高；同时能够在具有24bit分辨率和极高线性度的情况下，降低硬件成本。
附图说明
图1是本发明程控称重直流信号模拟器的原理图。
图2是本发明用于程控称重直流信号模拟器的基准变换单元的电路图。
图3是本发明用于程控称重直流信号模拟器的模拟电压设置单元的电路图。
图4是本发明用于程控称重直流信号模拟器的信号监测单元的电路图。
图5是本发明用于程控称重直流信号模拟器的无源衰减网络的电路图。
具体实施例
下面结合附图对本发明具体实施例作进一步详细描述。
具体实施例一
本实施例是一种程控称重直流信号模拟器的实施例。
本实施例的程控称重直流信号模拟器，如图1所示，该程控称重直流信号模拟器由DC-DC变换、隔离DC-DC变换、基准变换单元、双路16bit串行DAC、叠加电路、衰减电路、无源衰减网络、选择电路、24bit串行ADC监测单元、磁耦合隔离、微处理器系统、键盘显示、USB接口和温度传感器组成；
所述的基准变换单元依次与双路16bit串行DAC、叠加电路、衰减电路、无源衰减网络串联连接；双路16bit串行DAC、24bit串行ADC监测单元与微处理器系统通过磁耦合芯片进行隔离；微处理器系统通过温度传感器实时监测模拟器温度，并通过键盘显示，程控设置和显示输出信号电压的幅值。
具体实施例二
本实施例是一种程控称重直流信号模拟器的实施例。
本实施例的程控称重直流信号模拟器，如图2所示，该程控称重直流信号模拟器在具体实施例一的基础上，进一步限定所述基准变换单元包括型号为LT5400-1的精准电阻器网络U1芯片、双运算放大器U2芯片和D1，所述双运算放大器U2芯片包括两个运算放大器U2A和U2B，所述U1芯片的1引脚通过电阻R1连接模拟地AGND，通过电阻R1和电阻R2串联连接U1芯片的4引脚，U1芯片的2引脚连接U2B的同相输入端，U1芯片的2引脚还通过电容C2与电容E1并联结构连接模拟地AGND，U1芯片的3引脚连接模拟地AGND，U1芯片的5引脚连接U1芯片的6引脚，同时连接U2A的同相输入端，U1芯片的7引脚连接U1芯片的8引脚，同时连接U2A的反相输入端；U2A的反相输入端通过电容C1连接U2A的输出端，通过电容C1、电阻R3和电容C2与电容E1并联结构连接模拟地AGND；U2B的反相输入端通过电阻R6连接模拟地AGND，通过电容C3连接U2B的输出端，通过电阻R5和电容C4与电容E2的并联结构连接模拟地AGND，通过电阻R5连接VREF；U2B的输出端通过电阻R4和电容C4与电容E2的并联结构连接模拟地AGND；所述D1包括两个同向连接的二极管，两个二极管连接处为VREF，正极连接模拟地AGND，负极连接AVDD；
所述双运算放大器U2芯片的型号为OPA2277或AD706。
具体实施例三
本实施例是一种程控称重直流信号模拟器的实施例。
本实施例的程控称重直流信号模拟器，如图3所示，该程控称重直流信号模拟器在具体实施例一的基础上，进一步限定所述双路16bit串行DAC、叠加电路和衰减电路组成模拟电压设置单元，具体包括双路16bit串行DAC U3芯片、双运算放大器U4芯片，双运算放大器U5芯片，三极管Q1，三极管Q2和多个电容电阻，所述双运算放大器U4芯片包括两个运算放大器U4A和U4B，所述双运算放大器U5芯片包括两个运算放大器U5A和U5B；所述U3芯片的1引脚连接U4A的输出端，通过电容C5连接U4A的反相输入端，U3芯片的2引脚连接U3芯片的7引脚并连接VREF，U3芯片的3引脚连接U4A的反相输入端，U3芯片的4引脚连接U4A的同相输入端，同时连接模拟地AGND，U3芯片的5引脚连接U4B的同相输入端，同时连接模拟地AGND；
U3芯片的6引脚连接U4B的反相输入端，通过电容C5连接U3芯片的8引脚，U3芯片的8引脚连接三极管Q1的发射极，U3芯片的9引脚连接SDI，U3芯片的10引脚连接AVDD，U3芯片的11引脚连接DACS，
U3芯片的12引脚连接模拟地AGND，U3芯片的13引脚连接AVDD，U3芯片的14引脚连接模拟地AGND，U3芯片的15引脚连接LDAC，U3芯片的16引脚连接SCK；U4A的输出端通过电阻R7连接U5A的反相输入端；U4B的输出端通过电阻R12连接三极管Q1的基极，负电源端通过电阻R13连接三极管Q1的集电极，三极管Q1的发射极通过电容C7与电容E3的并联结构连接U5B的同相输入端，通过电阻R10连接U5B的反相输入端；U5A的反相输入端通过电阻R8连接U5A的输出端，U5A的同相输入端连接模拟地AGND，U5A的输出端通过电阻R20和电阻R9的串联结构连接U5B的反相输入端；U5B的反相输入端通过电阻R11和电容C8与电容EB4的并联结构连接模拟地AGND，通过电容R11连接三极管Q2的发射极，U5B的输出端连接三极管Q2的基极，三极管Q2的集电极通过电阻R14连接U4B的正电源端；
所述双路16bit串行DAC U3芯片的型号为AD5445；所述双运算放大器U4芯片和双运算放大器U5芯片的型号为OPA2277或AD706。
具体实施例四
本实施例是一种程控称重直流信号模拟器的实施例。
本实施例的程控称重直流信号模拟器，如图4所示，该程控称重直流信号模拟器在具体实施例一的基础上，进一步限定所述选择电路和24bit串行ADC监测单元组成信号监测单元，具体包括双运算放大器U6芯片、二选一模拟开关U7芯片和24bit串行ADCU8芯片；所述U6芯片包括两个运算放大器U6A和U6B，U6A的同相输入端连接模拟地AGND，U6A的反相输入端通过电阻R16连接U7芯片的S1引脚，通过电阻R17连接U6A的输出端，U6A的输出端还连接U7芯片的S2引脚；U6B的同相输入端连接U7芯片的D引脚，U6B的反相输入端通过电容C9连接U6B的输出端，通过电阻R19连接U8芯片的VIN引脚，通过电阻R19和电容E5连接模拟地AGND，U6B的输出端通过电阻R18连接U8芯片的VIN引脚，通过电阻R18和电容C10连接模拟地AGND；
所述U7芯片的GND引脚接模拟地AGND，VDD引脚接-9V电压源，VLG引脚接AVDD，LIN引脚接KSET2，VSS引脚接-9V电压源；
所述U8芯片的VCC引脚连接AVDD，VREF引脚连接VREF，GND引脚连接模拟地AGND，CSL引脚连接ADCS，SDO引脚连接SDO，SCK引脚连接SCK，F0引脚连接模拟地AGND；
所述双运算放大器U6芯片的型号为OPA2277或AD706；所述二选一模拟开关U7芯片的型号为ADG419；所述24bit串行ADCU8芯片的型号为LTC2400。
具体实施例五
本实施例是一种程控称重直流信号模拟器的实施例。
本实施例的程控称重直流信号模拟器，如图5所示，该程控称重直流信号模拟器在具体实施例一的基础上，进一步限定所述无源衰减网络包括单刀双掷开关RLP0和双刀双掷开关RLP1，在单刀双掷开关RLP0中，包括一个动端和两个不动端，在双刀双掷开关RLP1中，包括两个动端和四个不动端；单刀双掷开关RLP0的动端连接VSP或VSN，单刀双掷开关RLP0的两个不动端分别连接双刀双掷开关RLP1的两个动端，双刀双掷开关RLP1的第一不动端通过电阻RP4连接双刀双掷开关RLP1的第二不动端，双刀双掷开关RLP1的第一不动端通过电阻RP4和电阻RP3串联连接双刀双掷开关RLP1的第三不动端，双刀双掷开关RLP1的第一不动端，电阻RP4、电阻RP3和电阻RP2串联连接双刀双掷开关RLP1的第四不动端，双刀双掷开关RLP1的第四不动端通过电阻RP1和电阻RP0串联接模拟地AGND。
需要说明的是，在以上实施例中，不矛盾的技术方案均能够排列组合，由于本领域技术人员只需要运用高中数学知识就能够穷尽所有可能出现的排列组合结果，因此在本申请中不进行详细列举。但是应该理解为，排列组合后的结果均被本申请所记载。
具体实施例六
本实施例是一种用于程控称重直流信号模拟器的基准变换单元电路的实施例。
本实施例的用于程控称重直流信号模拟器的基准变换单元电路，如图2所示，该基准变换单元电路包括型号为LT5400-1的精准电阻器网络U1芯片、双运算放大器U2芯片和D1，所述双运算放大器U2芯片包括两个运算放大器U2A和U2B，所述U1芯片的1引脚通过电阻R1连接模拟地AGND，通过电阻R1和电阻R2串联连接U1芯片的4引脚，U1芯片的2引脚连接U2B的同相输入端，U1芯片的2引脚还通过电容C2与电容E1并联结构连接模拟地AGND，U1芯片的3引脚连接模拟地AGND，U1芯片的5引脚连接U1芯片的6引脚，同时连接U2A的同相输入端，U1芯片的7引脚连接U1芯片的8引脚，同时连接U2A的反相输入端；U2A的反相输入端通过电容C1连接U2A的输出端，通过电容C1、电阻R3和电容C2与电容E1并联结构连接模拟地AGND；U2B的反相输入端通过电阻R6连接模拟地AGND，通过电容C3连接U2B的输出端，通过电阻R5和电容C4与电容E2的并联结构连接模拟地AGND，通过电阻R5连接VREF；U2B的输出端通过电阻R4和电容C4与电容E2的并联结构连接模拟地AGND；所述D1包括两个同向连接的二极管，两个二极管连接处为VREF，正极连接模拟地AGND，负极连接AVDD；
所述双运算放大器U2芯片的型号为OPA2277或AD706。
具体实施例七
本实施例是一种用于程控称重直流信号模拟器的模拟电压设置单元电路的实施例。
本实施例的用于程控称重直流信号模拟器的模拟电压设置单元电路，如图3所示，该模拟电压设置单元电路包括双路16bit串行DAC、叠加电路和衰减电路；具体包括双路16bit串行DAC U3芯片、双运算放大器U4芯片，双运算放大器U5芯片，三极管Q1，三极管Q2和多个电容电阻，所述双运算放大器U4芯片包括两个运算放大器U4A和U4B，所述双运算放大器U5芯片包括两个运算放大器U5A和U5B；所述U3芯片的1引脚连接U4A的输出端，通过电容C5连接U4A的反相输入端，U3芯片的2引脚连接U3芯片的7引脚并连接VREF，U3芯片的3引脚连接U4A的反相输入端，U3芯片的4引脚连接U4A的同相输入端，同时连接模拟地AGND，U3芯片的5引脚连接U4B的同相输入端，同时连接模拟地AGND；
U3芯片的6引脚连接U4B的反相输入端，通过电容C5连接U3芯片的8引脚，U3芯片的8引脚连接三极管Q1的发射极，U3芯片的9引脚连接SDI，U3芯片的10引脚连接AVDD，U3芯片的11引脚连接DACS，
U3芯片的12引脚连接模拟地AGND，U3芯片的13引脚连接AVDD，U3芯片的14引脚连接模拟地AGND，U3芯片的15引脚连接LDAC，U3芯片的16引脚连接SCK；U4A的输出端通过电阻R7连接U5A的反相输入端；U4B的输出端通过电阻R12连接三极管Q1的基极，负电源端通过电阻R13连接三极管Q1的集电极，三极管Q1的发射极通过电容C7与电容E3的并联结构连接U5B的同相输入端，通过电阻R10连接U5B的反相输入端；U5A的反相输入端通过电阻R8连接U5A的输出端，U5A的同相输入端连接模拟地AGND，U5A的输出端通过电阻R20和电阻R9的串联结构连接U5B的反相输入端；U5B的反相输入端通过电阻R11和电容C8与电容EB4的并联结构连接模拟地AGND，通过电容R11连接三极管Q2的发射极，U5B的输出端连接三极管Q2的基极，三极管Q2的集电极通过电阻R14连接U4B的正电源端；
所述双路16bit串行DAC U3芯片的型号为AD5445；所述双运算放大器U4芯片和双运算放大器U5芯片的型号为OPA2277或AD706。
具体实施例八
本实施例是一种用于程控称重直流信号模拟器的信号监测单元电路的实施例。
本实施例的用于程控称重直流信号模拟器的信号监测单元电路，如图4所示，该信号监测单元电路包括选择电路和24bit串行ADC监测单元，具体包括双运算放大器U6芯片、二选一模拟开关U7芯片和24bit串行ADCU8芯片；所述U6芯片包括两个运算放大器U6A和U6B，U6A的同相输入端连接模拟地AGND，U6A的反相输入端通过电阻R16连接U7芯片的S1引脚，通过电阻R17连接U6A的输出端，U6A的输出端还连接U7芯片的S2引脚；U6B的同相输入端连接U7芯片的D引脚，U6B的反相输入端通过电容C9连接U6B的输出端，通过电阻R19连接U8芯片的VIN引脚，通过电阻R19和电容E5连接模拟地AGND，U6B的输出端通过电阻R18连接U8芯片的VIN引脚，通过电阻R18和电容C10连接模拟地AGND；
所述U7芯片的GND引脚接模拟地AGND，VDD引脚接-9V电压源，VLG引脚接AVDD，LIN引脚接KSET2，VSS引脚接-9V电压源；
所述U8芯片的VCC引脚连接AVDD，VREF引脚连接VREF，GND引脚连接模拟地AGND，CSL引脚连接ADCS，SDO引脚连接SDO，SCK引脚连接SCK，F0引脚连接模拟地AGND；
所述双运算放大器U6芯片的型号为OPA2277或AD706；所述二选一模拟开关U7芯片的型号为ADG419；所述24bit串行ADCU8芯片的型号为LTC2400。
具体实施例九
本实施例是一种用于程控称重直流信号模拟器的无源衰减网络的实施例。
本实施例的用于程控称重直流信号模拟器的无源衰减网络，如图5所示，该无源衰减网络包括单刀双掷开关RLP0和双刀双掷开关RLP1，在单刀双掷开关RLP0中，包括一个动端和两个不动端，在双刀双掷开关RLP1中，包括两个动端和四个不动端；单刀双掷开关RLP0的动端连接VSP或VSN，单刀双掷开关RLP0的两个不动端分别连接双刀双掷开关RLP1的两个动端，双刀双掷开关RLP1的第一不动端通过电阻RP4连接双刀双掷开关RLP1的第二不动端，双刀双掷开关RLP1的第一不动端通过电阻RP4和电阻RP3串联连接双刀双掷开关RLP1的第三不动端，双刀双掷开关RLP1的第一不动端，电阻RP4、电阻RP3和电阻RP2串联连接双刀双掷开关RLP1的第四不动端，双刀双掷开关RLP1的第四不动端通过电阻RP1和电阻RP0串联接模拟地AGND。
具体实施例十
本实施例是一种程控称重直流信号模拟器的实施例。
本实施例将对以上实施例作进一步详细说明，如下：
在本发明中，24bit串行ADC准确监测VSP和VSN的输出，并将监测结果实时传给微处理器，根据监测的结果再确定DAC输出的修正情况。
如图2所示，本发明程控称重直流信号模拟器所述的基准变换单元，先假定应变电桥的工作电压(EXP+至EXP-)用R1和R2分压，使其中间电位基本与本模拟器信号地等电位，R1和R2均可用温漂为10ppm、阻值为10k的5个电阻并联实现。工作电压经U1和U2A差动衰减4倍后，再经U2B放大2倍，若输入电压为10V，则基准信号VREF为5V、VOFFS为2.5V。R5和R6均采用电阻网络芯片LT5400-1中的2个10k电阻，这样使得VREF严格比例于输入驱动电压，温度漂移可以忽略不计。
如图3所示，本发明程控称重信号模拟器所述的双路16bit串行DAC、叠加和衰减三个部分，按VREF为5V进行计算。DAC的B通道数码为NB设置，DAC的A通道数码为NA设置，则有如下理论公式：
VSP和VSN组合差动输出为：
ΔV＝VSP-VSN
粗调部分产生的VSN小于0V，只具有16bit的分辨率。细调输出先经过U5A衰减16倍，再经过R9、R11和R20分压继续衰减18倍，使得VSP衰减为细调DAC输出的288倍。这样VSP单端输出分辨率优于24bit，VSP和VSN组合差动输出也由于24bit分辨率。
推荐R20、R9、R10、R11采用一片电阻网络芯片LT5400-8，以消除增益温漂；电阻R7用4个温漂为10ppm、阻值为10k的电阻串联实现，R8用4个温漂为10ppm、阻值为10k的电阻并联，以降低成本，同时降低温度漂移系数。
如图4所示，本发明程控称重直流信号模拟器的信号监测单元，VSP直接可经模拟开关送入ADC的测量端，而VSN则需要经过反相后再送入ADC的测量端，R16和R17采用LT5400-1网络芯片中的另两个10k电阻，这样VSNN严格反相比例于VSN，温度漂移可以忽略不计。通过分辨率为24bit的串行ADC可以准确监测VSP和VSN的输出，其环境温度的影响可以忽略。
如图5所示，本发明程控称重信号模拟器所述的无源衰减网络，VSP和VSN的衰减网络完全相同，为尽可能减少环境温度的影响，采用若干同名义值的低温漂电阻的衰减网络来实现低于2ppm的温度漂移影响，并用两个继电器实现四个输出量程的设置。衰减系数G＝K*M+1。由R阻值、K、M的系数就可确定单端VSP、差动VSP和VSN的电压范围、内阻关系。假设VOP范围为40mV，VOP-VON范围为80mV，单端内阻为10Ω，差动内阻为20Ω，R＝150Ω、K＝15情况下，则M1＝8，M2＝2，M3＝3，M4＝3。
模拟器的软硬件调试完成后，首先需要对其进行一次性标定，然后才可准确设定信号输出。该模拟器的程控模拟方法包括自身标定方法和信号输出程控模拟方法两部分。
可用若干温度点进行参数标定，模拟器监测其工作温度T；在特定温度点时，用高准确度源来设置若干定额的驱动输入电压P；在每一驱动电压下时，需要设置双通道DAC(B通道权重大、A通道权重小)码值三次，模拟器内部ADC监测每次DAC设置时的VSP和VSN，外部用高准确度的纳伏表来监测无源衰减网络在各量程下的VOP和VON电压值，然后推导出模块内部信号的传递参数。外部驱动输入电压P的设置和无源衰减网络的VOP、VON的监测也可用极高性能指标的称重信号指示器来替代。
下面介绍两种情况下模块信号传递的标定步骤：
(一)对于特定工作温度、特定外部驱动输入电压，模块信号传递参数的标定步骤如下：
1、设置DAC的A、B通道的转换码为0和0；ADC分别监测VSP和VSN，测得其电压值为VSP0和VSN0；用纳伏表监测VOP和VON，测得其电压值为VOP0和VON0，需分别4种无源衰减网络量程下的参数。
2、设置DAC的A、B通道的转换码为0和61440(满码的15/16)；ADC分别监测VSP和VSN，测得其电压值为VSP1和VSN1；纳伏表监测VOP和VON，测得其电压值为VOP1和VON1。
3、设置DAC的A、B通道的转换码为61440(满码的15/16)和0；ADC分别监测VSP和VSN，测得其电压值为VSP2和VSN2；纳伏表监测VOP和VON，测得其电压值为VOP2和VON2。
(二)对于特定工作温度、特定外部驱动输入电压、特定无源衰减网络量程时，模块信号传递参数的计算过程如下：
1、VSP1-VSP0表征了B通道DAC对VSP的传递特性，名为GBP；
GBP＝VSP1-VSP0
2、VSP1-VSP0与VOP1-VOP0之比表征了VOP端衰减网络的传递特性(4种量程),分别名为KP0、KP1、KP2、KP3；
3、VSN1-VSN0表征了B通道DAC对VSN的传递特性，名为GBN；
GBN-VSN1-VSN0
4、VSN1-VSN0与VON1-VON0之比表征了VON端衰减网络的传递特性(4种量程)，分别名为KN0、KN1、KN2、KN3；
5、VSF2-VSF0表征了A通道DAC对VOP的传递特性，名为GAP。
GAP＝VSP2-VSP0
如需要标定的温度有N个点、外部驱动输入电压有M个规格(如10V、7.5V、5V、2.5V),则需要重复的标定过程为N*M次，需要计算与存储的标定参数为11*N*M个。
下面介绍本发明的两种较佳输出模拟方法的标定过程：
(一)单端输出模拟方法：
信号输出端为VOP对AGND，模拟器选择外部驱动电压规格、信号模拟量程、实时监测工作温度，设置VOP输出电压值。定义工作温度变化超过阈值(如0.5℃或更低)、或修改了VOP设定值，程序启动算法过程，以重新确定双通道DAC的码值，方法如下：
1、标定参数的温度补偿
选择在温度T0上下两种标定温度T1、T2下、特定驱动电压规格、特定信号模拟量程下的GBP、KPi、GAP的两组标定参数，按照线性插值方法，计算出当前温度条件下的等效GBP、KPi、GAP参数，参与后续计算。
Vo1＝(GBP1NB1+GAP1NA1)KP1
Vo2＝(GBP2NB2+GAP2NA2)KP2
则当前温度T0,由线性插值公式
Vo＝(GBPNB+GADNA)KP
2、确定DAC的B通道码值NB
令DAC的A通道码值NA为0，根据设定的VoP，用KP计算出VSP的理想值(24bit分辨率)，
再根据理想的VSP用GBP计算出B通道的理想码值NB′(16bit分辨率)，
VSP＝GBPNB′KP
令DAC的B通道实际设置码值NB为理想码值NB′基础上增加一个常数(如10)，从而使VSP的实际输出值略高于VSP的理想值。
NB＝NB′+10
3、确定DAC的A通道码值NA
ADC监测VSP的实际输出值，根据VSP的实测值与理想值之差ΔVSP,用GAP计算出A通道的理想码值NA′(16bit分辨率)，令DAC的A通道实际设置码值NA等于该理想码值NA′，从而使VSP的输出达到理想值，且分辨率不低于24bit。由于VSP达到了理想值，也就等于VOP达到了理想值。
ΔVSP＝NA′*GAP
NA＝NA′
(二)差分输出模拟方法：
信号输出端为VOP对VON，模拟器选择外部驱动电压规格、信号模拟量程、实时监测工作温度，设置VOP与VON差分输出电压值。定义工作温度变化超过阈值(如0.5℃或更低)、或修改了VOP与VON差分设定值，程序需启动算法过程，以重新确定双通道DAC的码值，方法如下：
1、标定参数的温度补偿
选择在该温度T0上下两种标定温度T1、T2下、特定驱动电压规格、特定信号模拟量程下的GBP、KPi、GAP的两组标定参数，按照线性插值方法，计算出当前温度条件下的等效GBP、KPi、GBN、KNi、GAP参数，计算方法与单端差分方法相同。
Vo1＝(GBP1KP1+GBN1KN1)NB1+GAP1NA1
Vo2＝(GBP2KP2+GBN2KN2)NB2+GAP2NA2
则当前温度T0,由线性插值公式
Vo＝(GBPKP+GBNKN)NB+GAPNA
2、确定DAC的B通道码值NB
令DAC的A通道码值NA为0，根据设定的输出值的一半，取KPi和KNi中较小者计算出中间值VS,
再用中间值VS以及GBP和GBN中较小者计算出B通道的实际码(16bit分辨率)，这样就使B通道输出产生的VOP和VON之差大于设定值。
3、确定VSP的理论值
第一步ADC监测VSN的实际输出值VSN，
第二步用KN精确计算VON的实际输出，
VON＝KN*VSN
第三步根据设定VOP与VON的差分值(VOP-VON)精确计算VOP的理想输出值，
VOP＝(VOP-VON)+VON
第四步根据GBP精确计算VSP的理想值。
4、确定DAC的A通道码值NA
ADC监测VSP的实际输出值VSP′,根据VSP的实测值与理想值之差用GAP计算出A通道的理想码值(16bit分辨率)，
VSP′-VSP-GAP*NA
令DAC的A通道实际设置码值为该理想码值，从而使VSP的输出达到理想值，且分辨率不低于24bit。由于VSP达到了理想值，也就等于VOP达到了理想值，进而使VOP与VON的差分值达到了设定值。

Claims (9)

1.一种程控称重直流信号模拟器，其特征在于，由DC-DC变换、隔离DC-DC变换、基准变换单元、双路16bit串行DAC、叠加电路、衰减电路、无源衰减网络、选择电路、24bit串行ADC监测单元、磁耦合隔离、微处理器系统、键盘显示、USB接口和温度传感器组成；
所述的基准变换单元依次与双路16bit串行DAC、叠加电路、衰减电路、无源衰减网络串联连接；双路16bit串行DAC、24bit串行ADC监测单元与微处理器系统通过磁耦合芯片进行隔离；微处理器系统通过温度传感器实时监测模拟器温度，并通过键盘显示，程控设置和显示输出信号电压的幅值。
2.根据权利要求1所述的一种程控称重直流信号模拟器，其特征在于，所述基准变换单元包括型号为LT5400-1的精准电阻器网络U1芯片、双运算放大器U2芯片和D1，所述双运算放大器U2芯片包括两个运算放大器U2A和U2B，所述U1芯片的1引脚通过电阻R1连接模拟地AGND，通过电阻R1和电阻R2串联连接U1芯片的4引脚，U1芯片的2引脚连接U2B的同相输入端，U1芯片的2引脚还通过电容C2与电容E1并联结构连接模拟地AGND，U1芯片的3引脚连接模拟地AGND，U1芯片的5引脚连接U1芯片的6引脚，同时连接U2A的同相输入端，U1芯片的7引脚连接U1芯片的8引脚，同时连接U2A的反相输入端；U2A的反相输入端通过电容C1连接U2A的输出端，通过电容C1、电阻R3和电容C2与电容E1并联结构连接模拟地AGND；U2B的反相输入端通过电阻R6连接模拟地AGND，通过电容C3连接U2B的输出端，通过电阻R5和电容C4与电容E2的并联结构连接模拟地AGND，通过电阻R5连接VREF；U2B的输出端通过电阻R4和电容C4与电容E2的并联结构连接模拟地AGND；所述D1包括两个同向连接的二极管，两个二极管连接处为VREF，正极连接模拟地AGND，负极连接AVDD；
所述双运算放大器U2芯片的型号为OPA2277或AD706。
3.根据权利要求1所述的一种程控称重直流信号模拟器，其特征在于，所述双路16bit串行DAC、叠加电路和衰减电路组成模拟电压设置单元，具体包括双路16bit串行DAC U3芯片、双运算放大器U4芯片，双运算放大器U5芯片，三极管Q1，三极管Q2和多个电容电阻，所述双运算放大器U4芯片包括两个运算放大器U4A和U4B，所述双运算放大器U5芯片包括两个运算放大器U5A和U5B；所述U3芯片的1引脚连接U4A的输出端，通过电容C5连接U4A的反相输入端，U3芯片的2引脚连接U3芯片的7引脚并连接VREF，U3芯片的3引脚连接U4A的反相输入端，U3芯片的4引脚连接U4A的同相输入端，同时连接模拟地AGND，U3芯片的5引脚连接U4B的同相输入端，同时连接模拟地AGND；
U3芯片的6引脚连接U4B的反相输入端，通过电容C5连接U3芯片的8引脚，U3芯片的8引脚连接三极管Q1的发射极，U3芯片的9引脚连接SDI，U3芯片的10引脚连接AVDD，U3芯片的11引脚连接DACS，
U3芯片的12引脚连接模拟地AGND，U3芯片的13引脚连接AVDD，U3芯片的14引脚连接模拟地AGND，U3芯片的15引脚连接LDAC，U3芯片的16引脚连接SCK；U4A的输出端通过电阻R7连接U5A的反相输入端；U4B的输出端通过电阻R12连接三极管Q1的基极，负电源端通过电阻R13连接三极管Q1的集电极，三极管Q1的发射极通过电容C7与电容E3的并联结构连接U5B的同相输入端，通过电阻R10连接U5B的反相输入端；U5A的反相输入端通过电阻R8连接U5A的输出端，U5A的同相输入端连接模拟地AGND，U5A的输出端通过电阻R20和电阻R9的串联结构连接U5B的反相输入端；U5B的反相输入端通过电阻R11和电容C8与电容EB4的并联结构连接模拟地AGND，通过电容R11连接三极管Q2的发射极，U5B的输出端连接三极管Q2的基极，三极管Q2的集电极通过电阻R14连接U4B的正电源端；
所述双路16bit串行DAC U3芯片的型号为AD5445；所述双运算放大器U4芯片和双运算放大器U5芯片的型号为OPA2277或AD706。
4.根据权利要求1所述的一种程控称重直流信号模拟器，其特征在于，所述选择电路和24bit串行ADC监测单元组成信号监测单元，具体包括双运算放大器U6芯片、二选一模拟开关U7芯片和24bit串行ADCU8芯片；所述U6芯片包括两个运算放大器U6A和U6B，U6A的同相输入端连接模拟地AGND，U6A的反相输入端通过电阻R16连接U7芯片的S1引脚，通过电阻R17连接U6A的输出端，U6A的输出端还连接U7芯片的S2引脚；U6B的同相输入端连接U7芯片的D引脚，U6B的反相输入端通过电容C9连接U6B的输出端，通过电阻R19连接U8芯片的VIN引脚，通过电阻R19和电容E5连接模拟地AGND，U6B的输出端通过电阻R18连接U8芯片的VIN引脚，通过电阻R18和电容C10连接模拟地AGND；
所述U7芯片的GND引脚接模拟地AGND，VDD引脚接-9V电压源，VLG引脚接AVDD，LIN引脚接KSET2，VSS引脚接-9V电压源；
所述U8芯片的VCC引脚连接AVDD，VREF引脚连接VREF，GND引脚连接模拟地AGND，CSL引脚连接ADCS，SDO引脚连接SDO，SCK引脚连接SCK，F0引脚连接模拟地AGND；
所述双运算放大器U6芯片的型号为OPA2277或AD706；所述二选一模拟开关U7芯片的型号为ADG419；所述24bit串行ADCU8芯片的型号为LTC2400。
5.根据权利要求1所述的一种程控称重直流信号模拟器，其特征在于，所述无源衰减网络包括单刀双掷开关RLP0和双刀双掷开关RLP1，在单刀双掷开关RLP0中，包括一个动端和两个不动端，在双刀双掷开关RLP1中，包括两个动端和四个不动端；单刀双掷开关RLP0的动端连接VSP或VSN，单刀双掷开关RLP0的两个不动端分别连接双刀双掷开关RLP1的两个动端，双刀双掷开关RLP1的第一不动端通过电阻RP4连接双刀双掷开关RLP1的第二不动端，双刀双掷开关RLP1的第一不动端通过电阻RP4和电阻RP3串联连接双刀双掷开关RLP1的第三不动端，双刀双掷开关RLP1的第一不动端，电阻RP4、电阻RP3和电阻RP2串联连接双刀双掷开关RLP1的第四不动端，双刀双掷开关RLP1的第四不动端通过电阻RP1和电阻RP0串联接模拟地AGND。
6.一种用于程控称重直流信号模拟器的基准变换单元电路，其特征在于，包括型号为LT5400-1的精准电阻器网络U1芯片、双运算放大器U2芯片和D1，所述双运算放大器U2芯片包括两个运算放大器U2A和U2B，所述U1芯片的1引脚通过电阻R1连接模拟地AGND，通过电阻R1和电阻R2串联连接U1芯片的4引脚，U1芯片的2引脚连接U2B的同相输入端，U1芯片的2引脚还通过电容C2与电容E1并联结构连接模拟地AGND，U1芯片的3引脚连接模拟地AGND，U1芯片的5引脚连接U1芯片的6引脚，同时连接U2A的同相输入端，U1芯片的7引脚连接U1芯片的8引脚，同时连接U2A的反相输入端；U2A的反相输入端通过电容C1连接U2A的输出端，通过电容C1、电阻R3和电容C2与电容E1并联结构连接模拟地AGND；U2B的反相输入端通过电阻R6连接模拟地AGND，通过电容C3连接U2B的输出端，通过电阻R5和电容C4与电容E2的并联结构连接模拟地AGND，通过电阻R5连接VREF；U2B的输出端通过电阻R4和电容C4与电容E2的并联结构连接模拟地AGND；所述D1包括两个同向连接的二极管，两个二极管连接处为VREF，正极连接模拟地AGND，负极连接AVDD；
所述双运算放大器U2芯片的型号为OPA2277或AD706。
7.一种用于程控称重直流信号模拟器的模拟电压设置单元电路，其特征在于，包括双路16bit串行DAC、叠加电路和衰减电路；具体包括双路16bit串行DAC U3芯片、双运算放大器U4芯片，双运算放大器U5芯片，三极管Q1，三极管Q2和多个电容电阻，所述双运算放大器U4芯片包括两个运算放大器U4A和U4B，所述双运算放大器U5芯片包括两个运算放大器U5A和U5B；所述U3芯片的1引脚连接U4A的输出端，通过电容C5连接U4A的反相输入端，U3芯片的2引脚连接U3芯片的7引脚并连接VREF，U3芯片的3引脚连接U4A的反相输入端，U3芯片的4引脚连接U4A的同相输入端，同时连接模拟地AGND，U3芯片的5引脚连接U4B的同相输入端，同时连接模拟地AGND；
U3芯片的6引脚连接U4B的反相输入端，通过电容C5连接U3芯片的8引脚，U3芯片的8引脚连接三极管Q1的发射极，U3芯片的9引脚连接SDI，U3芯片的10引脚连接AVDD，U3芯片的11引脚连接DACS，
U3芯片的12引脚连接模拟地AGND，U3芯片的13引脚连接AVDD，U3芯片的14引脚连接模拟地AGND，U3芯片的15引脚连接LDAC，U3芯片的16引脚连接SCK；U4A的输出端通过电阻R7连接U5A的反相输入端；U4B的输出端通过电阻R12连接三极管Q1的基极，负电源端通过电阻R13连接三极管Q1的集电极，三极管Q1的发射极通过电容C7与电容E3的并联结构连接U5B的同相输入端，通过电阻R10连接U5B的反相输入端；U5A的反相输入端通过电阻R8连接U5A的输出端，U5A的同相输入端连接模拟地AGND，U5A的输出端通过电阻R20和电阻R9的串联结构连接U5B的反相输入端；U5B的反相输入端通过电阻R11和电容C8与电容EB4的并联结构连接模拟地AGND，通过电容R11连接三极管Q2的发射极，U5B的输出端连接三极管Q2的基极，三极管Q2的集电极通过电阻R14连接U4B的正电源端；
所述双路16bit串行DAC U3芯片的型号为AD5445；所述双运算放大器U4芯片和双运算放大器U5芯片的型号为OPA2277或AD706。
8.一种用于程控称重直流信号模拟器的信号监测单元电路，其特征在于，包括选择电路和24bit串行ADC监测单元，具体包括双运算放大器U6芯片、二选一模拟开关U7芯片和24bit串行ADCU8芯片；所述U6芯片包括两个运算放大器U6A和U6B，U6A的同相输入端连接模拟地AGND，U6A的反相输入端通过电阻R16连接U7芯片的S1引脚，通过电阻R17连接U6A的输出端，U6A的输出端还连接U7芯片的S2引脚；U6B的同相输入端连接U7芯片的D引脚，U6B的反相输入端通过电容C9连接U6B的输出端，通过电阻R19连接U8芯片的VIN引脚，通过电阻R19和电容E5连接模拟地AGND，U6B的输出端通过电阻R18连接U8芯片的VIN引脚，通过电阻R18和电容C10连接模拟地AGND；
所述U7芯片的GND引脚接模拟地AGND，VDD引脚接-9V电压源，VLG引脚接AVDD，LIN引脚接KSET2，VSS引脚接-9V电压源；
所述U8芯片的VCC引脚连接AVDD，VREF引脚连接VREF，GND引脚连接模拟地AGND，CSL引脚连接ADCS，SDO引脚连接SDO，SCK引脚连接SCK，F0引脚连接模拟地AGND；
所述双运算放大器U6芯片的型号为OPA2277或AD706；所述二选一模拟开关U7芯片的型号为ADG419；所述24bit串行ADCU8芯片的型号为LTC2400。
9.一种用于程控称重直流信号模拟器的无源衰减网络，其特征在于，包括单刀双掷开关RLP0和双刀双掷开关RLP1，在单刀双掷开关RLP0中，包括一个动端和两个不动端，在双刀双掷开关RLP1中，包括两个动端和四个不动端；单刀双掷开关RLP0的动端连接VSP或VSN，单刀双掷开关RLP0的两个不动端分别连接双刀双掷开关RLP1的两个动端，双刀双掷开关RLP1的第一不动端通过电阻RP4连接双刀双掷开关RLP1的第二不动端，双刀双掷开关RLP1的第一不动端通过电阻RP4和电阻RP3串联连接双刀双掷开关RLP1的第三不动端，双刀双掷开关RLP1的第一不动端，电阻RP4、电阻RP3和电阻RP2串联连接双刀双掷开关RLP1的第四不动端，双刀双掷开关RLP1的第四不动端通过电阻RP1和电阻RP0串联接模拟地AGND。
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