CN110554646A - 一种传感器信号变送装置 - Google Patents

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彭雯
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Abstract

本案为一种传感器信号变送装置，包括：传感器接入端口、I/O接口，连接于所述传感器接入端口与I/O接口之间的信号变送模块，信号变送模块包括连接传感器接入端口的传感器接入电路，还包括连接传感器接入电路的MCU控制电路，MCU控制电路包括内置的数字滤波电路、高精度数字信号输出电路、数据更新信号电路以及为传感器提供电力的高精度激励电压单元，其中，传感器接入端口的输入端连接传感器、输出端连接所述MCU控制电路的输入端，所述数字滤波电路用于去除传感器接入端口的输入端的噪声干扰，MCU控制电路的输出端连接至I/O接口。本案可以实现PCB多功能且尺寸小的优点，使PCB可以在更多的场合使用。在工作温度范围内，非线性误差小于0.07%；可非满量程标定。

Description

一种传感器信号变送装置
技术领域
本发明涉及一种衡器设备领域，特别是一种传感器信号变送装置。
背景技术
目前传感器的信号变送器输出信号主要有两种：数字信号和模拟信号，随着工业技术的发展，对传感器变送器的输出信号精度及标定方法，信号变送器的尺寸，成本有着更严苛的要求。目前技术缺点：1.无法在小于5V的供电电压下输出高精度（优于0.1%）的信号；2.高温及低温环境下的精度远差于常温环境下的精度；3.测量信号输出零点偏移大；4. 具有上述优点的产品尺寸较大，不方便客户端安装应用。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于目前的模拟信号输出技术及市场上现有的标定技术，实现更精密更实用的传感器信号变送装置。
为了实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种传感器信号变送装置，包括：传感器接入端口、I/O接口，连接于所述传感器接入端口与I/O接口之间的信号变送模块，所述信号变送模块包括连接传感器接入端口的传感器接入电路，还包括连接传感器接入电路的MCU控制电路，MCU控制电路包括内置的数字滤波电路、高精度数字信号输出电路、数据更新信号电路以及为传感器提供电力的高精度激励电压单元，其中，所述传感器接入端口的输入端连接传感器、输出端连接所述MCU控制电路的输入端，所述数字滤波电路用于去除传感器接入端口的输入端的噪声干扰，MCU控制电路的输出端连接至I/O接口。
优选的是，所述传感器信号变送装置，其中，所述数字滤波电路内置高精度ADC集成电路。
优选的是，所述传感器信号变送装置，其中，所述传感器信号变送装置的尺寸为24mm*10mm、其嵌入到所述传感器腔体中。
优选的是，所述传感器信号变送装置，其中，还包括与所述MCU控制电路连接的标定电路，所述标定电路用于根据所述传感器接入端口采集的传感器信号调整所述信号变送装置的量程。
优选的是，所述传感器信号变送装置，其中，所述MCU控制电路通过抗干扰电路连接至I/O接口。
本发明的优势为：本案的MCU控制电路自带高精度激励电压，用于给传感器提供电力，可以避免零点信号的不稳定，高精度的数字滤波电路（ADC）具有抑制噪声的功能，MCU控制电路采用数字滤波，去除输入端的噪声干扰；数据更新信号电路实现数据更新信号输出功能，使信号采集设备及时高效采取新数据；将数字滤波电路、高精度数字信号输出电路、数据更新信号电路以及高精度激励电压单元都集成在MCU控制电路，使PCB尺寸大大的减小，可以实现PCB多功能且尺寸小的优点，使PCB可以在更多的场合使用。在工作温度范围内，非线性误差小于0.07%；可非满量程标定。
具体还包含以下优点：
1. 本案可以在3V左右的供电电压下正常工作；
2. 本案MCU控制电路有内部去噪技术，且输出信号线性及精度不会因外界温度变化而变差；
3.本案MCU控制电路有精密数字滤波器，输出信号稳定且不会出现零点偏移现象；
4.本产品尺寸仅为24mm*10mm，尺寸小，成本低；可很容易嵌入在各种传感器腔体内，适应更多使用场合。
附图说明
图1为本发明一实施例所述传感器信号变送装置的示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
如图1所示，一种传感器信号变送装置，包括：传感器接入端口1、I/O接口4，连接于所述传感器接入端口1与I/O接口4之间的信号变送模块2，所述信号变送模块2包括连接传感器接入端口1的传感器接入电路21，还包括连接传感器接入电路21的MCU控制电路22，MCU控制电路22包括内置的数字滤波电路224、高精度数字信号输出电路222、数据更新信号电路223以及为传感器提供电力的高精度激励电压单元221，其中，所述传感器接入端口1的输入端连接传感器21、输出端连接所述MCU控制电路22的输入端，所述数字滤波电路224用于去除传感器接入端口1的输入端的噪声干扰，MCU控制电路22的输出端连接至I/O接口4。MCU控制电路22的输出端与I/O接口4之间还可以包含抗干扰电路3，抗干扰电路3用于防止一些外界因素产生的对传感器信号的电磁干扰，使干扰减少到最小。
MCU控制电路22采用BH66F系列芯片。高精度激励电压单元221给传感器的激励电压温漂是＜200ppm。
MCU控制电路22自带高精度激励电压，用于给传感器提供电力，可以避免零点信号的不稳定，高精度的数字滤波电路224（ADC）具有抑制噪声的功能，MCU控制电路22采用数字滤波，去除输入端的噪声干扰；数据更新信号电路223实现数据更新信号输出功能，使信号采集设备及时高效采取新数据；将数字滤波电路224、高精度数字信号输出电路222、数据更新信号电路223以及高精度激励电压单元221都集成在MCU控制电路22，使PCB尺寸大大的减小，可以实现PCB多功能且尺寸小的优点，更利于应用在复杂要求下的使用场合，使PCB可以在更多的场合使用。在工作温度范围内，非线性误差小于0.07%；可非满量程标定。
本案具体还包含以下优点：
1. 本案可以在3V左右的供电电压下正常工作；
2. 本案MCU控制电路有内部去噪技术，且输出信号线性及精度不会因外界温度变化而变差；
3.本案MCU控制电路有精密数字滤波器，输出信号稳定且不会出现零点偏移现象；
4.本产品尺寸仅为24mm*10mm，尺寸小，成本低；可很容易嵌入在各种传感器腔体内，适应更多使用场合。
数字滤波电路224内置高精度ADC集成电路。通过使用高度集成的ADC集成电路，可以实现PCB多功能且尺寸小的优点。
传感器信号变送装置的尺寸为24mm*10mm、其嵌入到所述传感器腔体中。
还包括与所述MCU控制电路22连接的标定电路，所述标定电路用于根据所述传感器接入端口1采集的传感器信号调整所述信号变送装置的量程。
MCU控制电路22通过抗干扰电路3连接至I/O接口4。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (5)

1.一种传感器信号变送装置，其特征在于，包括：传感器接入端口、I/O接口，连接于所述传感器接入端口与I/O接口之间的信号变送模块，所述信号变送模块包括连接传感器接入端口的传感器接入电路，还包括连接传感器接入电路的MCU控制电路，MCU控制电路包括内置的数字滤波电路、高精度数字信号输出电路、数据更新信号电路以及为传感器提供电力的高精度激励电压单元，其中，所述传感器接入端口的输入端连接传感器、输出端连接所述MCU控制电路的输入端，所述数字滤波电路用于去除传感器接入端口的输入端的噪声干扰，MCU控制电路的输出端连接至I/O接口。
2.如权利要求1所述的传感器信号变送装置，其特征在于，所述数字滤波电路内置高精度ADC集成电路。
3.如权利要求2所述的传感器信号变送装置，其特征在于，所述传感器信号变送装置的尺寸为24mm*10mm、其嵌入到所述传感器腔体中。
4.如权利要求1-3任一项所述的传感器信号变送装置，其特征在于，还包括与所述MCU控制电路连接的标定电路，所述标定电路用于根据所述传感器接入端口采集的传感器信号调整所述信号变送装置的量程。
5.如权利要求4所述的传感器信号变送装置，其特征在于，所述MCU控制电路通过抗干扰电路连接至I/O接口。
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