CN110597118A - 一种传感器信号变送器 - Google Patents

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苏浩
杨朴
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Hottinger Bruel and Kjaer Co Ltd
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Abstract

本案为一种传感器信号变送器，包括：数字通讯接口、连接数字通讯接口的MCU控制电路，MCU控制电路的另一端连接高精度ADC集成电路的一端，高精度ADC集成电路的另一端分别连接至少两组应变片，MCU控制电路包括内置的数字滤波电路，高精度ADC集成电路接收来自至少两组应变片的模拟信号并将该模拟信号转换为数字信号，MCU控制电路通过与高精度ADC集成电路之间的通讯能够接收来自ADC集成电路的数字信号和/或设定高精度ADC集成电路的相关工作参数，通讯接口通过与MCU控制电路之间的通讯设定数字滤波电路的工作频段和/或接收数字滤波电路输出的数字信号。本案具有更好的环境适应性、使用简易性和可靠性，更利于在多种不同使用环境和不同要求下的应用。

Description

一种传感器信号变送器
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器。
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及标定方法有着更多和更高的要求。目前技术缺点：1.不同使用环境的信号频率和噪声频率不同，对信号采样率和信号噪声过滤的需求不同，同一款传感器无法在多个不同环境下使用； 2.客户无法自行将传感器固件升级；3.传感器中,应变片因贴片质量等因素，存在失效风险，将导致整个传感器模块彻底失效且无法维修。4.模块输出信号容易受外部电磁环境影响，导致噪声过大，无法满足长距离信号传输。
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数字信号处理技术、数字输出技术的传感器信号变送器，旨在使用环境适应性、使用简易性和可靠性上实现技术改进。
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器，包括：数字通讯接口、连接数字通讯接口的MCU控制电路，MCU控制电路的另一端连接高精度ADC集成电路的一端，高精度ADC集成电路的另一端分别连接至少两组应变片，MCU控制电路包括内置的数字滤波电路，其中，所述高精度ADC集成电路接收来自至少两组应变片的模拟信号并将该模拟信号转换为数字信号，所述MCU控制电路通过与高精度ADC集成电路之间的通讯能够接收来自ADC集成电路的数字信号和/或设定高精度ADC集成电路的相关工作参数，所述通讯接口通过与MCU控制电路之间的通讯设定数字滤波电路的工作频段和/或接收数字滤波电路输出的数字信号。
优选的是，所述传感器信号变送器，其中，所述高精度ADC集成电路支持多采样率和多频率段，所述高精度ADC集成电路的相关工作参数包括高精度ADC集成电路的工作采样率和工作频率段。
优选的是，所述传感器信号变送器，其中，所述MCU控制电路固件设计支持多频率段的数字滤波电路。
优选的是，所述传感器信号变送器，其中，所述数字通讯接口支持CAN-BUS、RS485两种数字信号通讯输出信号。
优选的是，所述传感器信号变送器，其中，所述数字通讯接口具有不低于20米的信号传输距离。
优选的是，所述传感器信号变送器，其中，所述MCU控制电路中的FLASH闪存预留存储空间并支持在线应用编程，通过数字通讯接口从外部读取更新的固件并实现固件升级。
优选的是，所述传感器信号变送器，其中，还包括用于给上述至少两组应变片提供电力的低噪声电源电路。
本发明的优势为：本案的传感器信号变送器具有更好的环境适应性、使用简易性和可靠性，更利于传感器信号变送器在多种不同使用环境和不同要求下的应用，满足更多用户使用需求；并且具有更强的可靠性，更长的使用寿命。
具体还包含以下优点：
1. 本案提供多组信号采样频率和滤波器频率设计，用户可根据需求自由选择；MCU控制电路通过与高精度ADC集成电路之间的通讯能够设定高精度ADC集成电路的相关工作参数，以实现不同使用环境的适应性；
2.传感器设计预留多组应变片，如果其中一组发生质量问题，仍然可以正常使用；
3.本案采用数字信号输出，抗干扰能力强；在工业电磁环境下，满足长距离信号传输下高精度信号传输，非线性误差小于0.05%，高于现有模拟信号传输产品；
4.固件设计预留可升级功能，客户可以自行将固件升级至最新版本。
附图说明
图1为本发明一实施例所述传感器信号变送器的示意图。
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，本案提供了一种传感器信号变送器，包括：数字通讯接口10、连接数字通讯接口10的MCU控制电路20，MCU控制电路20的另一端连接高精度ADC集成电路30的一端，高精度ADC集成电路30的另一端分别连接至少两组应变片40，MCU控制电路20包括内置的数字滤波电路21，其中，所述高精度ADC集成电路30接收来自至少两组应变片40的模拟信号并将该模拟信号转换为数字信号，所述MCU控制电路20通过与高精度ADC集成电路30之间的通讯能够接收来自ADC集成电路的数字信号和/或设定高精度ADC集成电路30的相关工作参数，所述通讯接口通过与MCU控制电路20之间的通讯设定数字滤波电路21的工作频段和/或接收数字滤波电路21输出的数字信号。
MCU控制电路20通过与高精度ADC集成电路30之间的通讯能够设定高精度ADC集成电路30的相关工作参数，以实现不同使用环境的适应性。本案提供多组信号采样频率和滤波器频率设计，用户可根据需求自由选择；MCU控制电路20通过与高精度ADC集成电路30之间的通讯能够设定高精度ADC集成电路30的相关工作参数，以实现不同使用环境的适应性；
传感器中设计了多组应变片40，同时向ADC传送数据，用户端可同时看到多组相同精度的传感器数据，如其中一组失效，传感器仍可正常使用。本案采用数字信号输出，抗干扰能力强；在工业电磁环境下，满足长距离信号传输下高精度信号传输，非线性误差小于0.05%，高于现有模拟信号传输产品；
高精度ADC集成电路30支持多采样率和多频率段，所述高精度ADC集成电路30的相关工作参数包括高精度ADC集成电路30的工作采样率和工作频率段。
MCU控制电路20固件设计支持多频率段的数字滤波电路21，以配合高精度ADC集成电路30的多采样率和多频率段。使得其采样率、频率段可自定义设计。
数字通讯接口10支持CAN-BUS、RS485两种数字信号通讯输出信号。数字通讯接口10具有不低于20米的信号传输距离。
MCU控制电路20中的FLASH闪存预留存储空间并支持在线应用编程，通过数字通讯接口10从外部读取更新的固件并实现固件升级。固件设计预留可升级功能，客户可以自行将固件升级至最新版本；可以便利的从外部读取更新的固件并完成固件升级。
还包括用于给上述至少两组应变片40提供电力的低噪声电源电路。
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 (7)

1.一种传感器信号变送器，其特征在于，包括：数字通讯接口、连接数字通讯接口的MCU控制电路，MCU控制电路的另一端连接高精度ADC集成电路的一端，高精度ADC集成电路的另一端分别连接至少两组应变片，MCU控制电路包括内置的数字滤波电路，其中，所述高精度ADC集成电路接收来自至少两组应变片的模拟信号并将该模拟信号转换为数字信号，所述MCU控制电路通过与高精度ADC集成电路之间的通讯能够接收来自ADC集成电路的数字信号和/或设定高精度ADC集成电路的相关工作参数，所述通讯接口通过与MCU控制电路之间的通讯设定数字滤波电路的工作频段和/或接收数字滤波电路输出的数字信号。
2.如权利要求1所述的传感器信号变送器，其特征在于，所述高精度ADC集成电路支持多采样率和多频率段，所述高精度ADC集成电路的相关工作参数包括高精度ADC集成电路的工作采样率和工作频率段。
3.如权利要求2所述的传感器信号变送器，其特征在于，所述MCU控制电路固件设计支持多频率段的数字滤波电路。
4.如权利要求1-3任一项所述的传感器信号变送器，其特征在于，所述数字通讯接口支持CAN-BUS、RS485两种数字信号通讯输出信号。
5.如权利要求4所述的传感器信号变送器，其特征在于，所述数字通讯接口具有不低于20米的信号传输距离。
6.如权利要求1所述的传感器信号变送器，其特征在于，所述MCU控制电路中的FLASH闪存预留存储空间并支持在线应用编程，通过数字通讯接口从外部读取更新的固件并实现固件升级。
7.如权利要求1所述的传感器信号变送器，其特征在于，还包括用于给上述至少两组应变片提供电力的低噪声电源电路。
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Applicant after: Huodinggebikai (Suzhou) Electronic Measurement Technology Co., Ltd

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Applicant before: HOTTINGER BALDWIN (SUZHOU) ELECTRONIC MEASUREMENT TECHNOLOGY Co.,Ltd.