CN117664316A - 信号采集电路以及称重系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种信号采集电路，其中，该信号采集电路包括：参考电源，用于提供跟随电压信号；采集模块，用于采集并输出振动原始信号，其中，振动原始信号包括直流电压成分和交流电压成分；差分模块，与采集模块以及参考电源电连接，接收振动原始信号以及跟随电压信号，对振动原始信号和跟随电压信号进行差分运算，以消除振动原始信号中的直流电压成分，得到差分信号；数据处理模块，与差分模块电连接，用于接收差分信号，根据差分信号确定振动信号，并输出振动信号，从而提高了采集到的振动信号的精准度，解决了相关技术中因无法有效滤除低频交流信号中的直流噪声而导致的无法准确测量的技术问题。

Description

信号采集电路以及称重系统

技术领域

本申请涉及称重技术领域，具体而言，涉及一种信号采集电路以及称重系统。

背景技术

反馈振动信息的有效信号是交流信号，而一些道路或者建筑的振动信号的信号频率比较低(十分接近直流信号)；针对结果而言，采集到的信号中的直流信号是无用信号，所以往往需要对采集到的信号进行交直流分离处理。

相关技术中利用滤波原理，利用“通交隔直”进行信号分离，导致极低频的信号被滤除，无法采集到真实的振动信号(交流信号)。

由此可见，相关技术中的信号采集电路，存在因无法有效滤除低频交流信号中的直流噪声而导致的无法准确测量的技术问题。

发明内容

本申请实施例提供了一种信号采集电路，以至少解决相关技术中因无法有效滤除低频交流信号中的直流噪声而导致的无法准确测量的技术问题。

根据本申请的一个实施例，提供了一种信号采集电路，包括：参考电源，用于提供跟随电压信号；采集模块，用于采集并输出振动原始信号，其中，所述振动原始信号包括直流电压成分和交流电压成分；差分模块，与所述采集模块以及所述参考电源电连接，接收所述振动原始信号以及所述跟随电压信号，对所述振动原始信号和所述跟随电压信号进行差分运算，以消除所述振动原始信号中的直流电压成分，得到差分信号；数据处理模块，与所述差分模块电连接，用于接收所述差分信号，根据所述差分信号确定振动信号，并输出所述振动信号。

作为一种可选的方案，所述数据处理模块，分别与所述差分模块和所述参考电源电连接，还用于根据所述振动信号中的直流成分，生成电压调整指令，并将所述电压调整指令发送给所述参考电源；所述参考电源，还用于根据所述电压调整指令调整所述跟随电压信号的大小，以使调整后的所述跟随电压信号与所述振动原始信号中的直流电压成分大小相同。

作为一种可选的方案，所述数据处理模块包括：模数转换器，用于对所述差分模块输出的所述差分信号进行模数转换，并输出转换后的数字信号；和处理器，用于基于所述转换后的数字信号对所述参考电源输出的所述跟随电压信号进行控制。

作为一种可选的方案，所述差分模块的输出端连接到所述模数转换器的差分输入端，所述模数转换器，还用于通过差分输入模式采集所述差分模块输出的差分信号的交流电压值和直流电压值，以将所述差分模块输出的差分信号转换为数字信号。

作为一种可选的方案，所述信号采集电路还包括：电压转换器，所述电压转换器的输入端与所述采集模块的输出端相连，所述电压转换器的输出端与所述差分模块的输入端连接，用于对所述采集模块输出的所述振动原始信号进行电压调制，以使降幅后的所述振动原始信号的幅值大小在所述差分模块的工作电压范围内。

作为一种可选的方案，所述电压转换器等比降低所述振动原始信号的幅值至所述振动原始信号的幅值的1/5。

作为一种可选的方案，所述信号采集电路还包括：多重反馈MFB滤波电路，所述MFB滤波电路的两个输入端分别与所述电压转换器的输出端和所述参考电源的输出端相连，所述MFB滤波电路的输出端与所述差分模块的输入端相连，用于滤除所述电压转换器输出的电压信号和所述参考电源输出的所述跟随电压信号的共模干扰。

作为一种可选的方案，所述采集模块，包括：压电集成电路IEPE传感器，所述IEPE传感器输出的电压信号包括12V的直流电压信号和幅值为±5V的交流电压信号。

作为一种可选的方案，所述信号采集电路还包括：恒流源，所述恒流源的输出端与所采集模块连接，用于为所述采集模块提供恒流激励。

根据本申请的另一个实施例，提供了一种称重系统，包括上述任一项信号采集电路。

通过本申请提供的实施例，信号采集电路包括参考电源、采集模块、差分模块以及数据处理模块，其中，通过差分模块接收由参考电源提供的跟随电压信号以及由采集模块提供的振动原始信号(包括直流电压成分和交流电压成分)，并对振动原始信号和跟随电压信号进行差分运算，以消除振动原始信号中的直流电压成分，得到差分信号；再通过与差分模块电连接的数据处理模块，接收差分信号并根据差分信号确定振动信号(交流信号)，提高了采集到的振动信号的精准度了，进而解决了相关技术中因无法有效滤除低频交流信号中的直流噪声而导致的无法准确测量的技术问题。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种可选的信号采集电路的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的另一种可选的信号采集电路的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的又一种可选的信号采集电路的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的又一种可选的信号采集电路的结构示意图；

图5是本申请实施例提供的又一种可选的信号采集电路的结构示意图；

图6是本申请实施例提供的又一种可选的信号采集电路的结构示意图；

图7是本申请实施例提供的一种信号采集电路的逻辑电路结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种信号采集电路，该信号采集电路可以作为前置信号调理电路(例如，应用于称重系统中)，用于将模拟信号变换为用于数据采集、控制过程、执行计算显示读出或其他目的的数字信号。

IEPE传感器(采集模块)输出信号既携带交流电压，也携带直流电压，其中，与振动相关的交流电压被直流转换到介于7V和13V之间的某个电压电平。对于任何给定的传感器，它都有相对于时间、温度和励磁电流的漂移分量。针对一些道路或者建筑的振动信号频率比较低，十分接近直流信号，而反馈振动的有用信号是交流信号，针对结果而言直流信号是无用信号，所以往往需要对电压信号进行交直流分离处理。

相关技术中，大多数与压电传感器接口的技术方案都是交流耦合式传感器，在滤除掉直流信号的同时，会导致部分低频率的交流信号(有用信号)也会被滤除，缺乏对直流(信号)和极低赫兹(信号)的测量能力，而直流信号因为时间、温度和励磁电流的影响会在实际使用的时候产生漂移，从而影响振动信号的采集和后续的处理。

本申请实施例提供了一种信号采集电路，针对IEPE传感器应用在低频振动领域中，可以利用驱动电路方法实现极低频率的交流信号(振动信号)的采集，而滤除掉直流信号。

在一个示例性实施例中，本申请实施例提供了一种信号采集电路，如图1所示，该信号采集电路包括参考电源101、采集模块102、差分模块103以及数据处理模块104。

参考电源101，用于提供跟随电压信号；

采集模块102，用于采集并输出振动原始信号，其中，振动原始信号包括直流电压成分和交流电压成分；

差分模块103，与采集模块102以及参考电源101电连接，接收振动原始信号以及跟随电压信号，对振动原始信号和跟随电压信号进行差分运算，以消除振动原始信号中的直流电压成分，得到差分信号；

数据处理模块104，与差分模块103电连接，用于接收差分信号，根据差分信号确定振动信号，并输出振动信号。

在这里，参考电源101可以实施为数模转换器，用于基于接收到的数字信号提供对应数值的跟随电压信号(直流电压信号)；采集模块102可以实施为压电集成电路传感器(Integral Electronic Piezoelectric，简称为IEPE)；差分模块103可以实施为差分放大器。

压电集成电路传感器(Integral Electronic Piezoelectric，简称为IEPE)指的是一种自带电量放大器或电压放大器的加速度传感器；因为由加速度传感器产生的电量是很小的，因此传感器产生的电信号很容易受到噪声干扰，需要用灵敏的电子器件对其进行放大和信号调理。

相关技术中利用滤波原理，利用“通交隔直”进行信号分离，即在直流电路中，电容元件对直流呈现的容抗为无穷大，阻碍直流电通过，称隔直作用；在交流电路中，电容元件对交流呈现的容抗很小，有利于交流电流通过，称通交作用；但是，此类方案会导致极低频的信号被滤除，无法采集到真实的振动信号。并且传感器在采集振动信号的时候往往伴随着零点漂移的问题(即当放大电路的输入信号为零时，因受温度变化、电源电压不稳等因素影响，静态工作点发生变化，并被逐级放大和传输，导致电路输出端电压偏离原固定值而上下漂动的现象)，严重影响振动信号的采集和处理。

由于采集模块102输入至差分模块103的电压信号(振动原始信号)是具有直流信号的偏置电压且伴有低频的交流信号输出(直流电压成分和交流电压成分)，为了采集到携带有效信息的交流信号，本申请实施例通过参考电源101输出预设数值的跟随电压信号，以通过差分模块103对采集模块102输出的振动原始信号和参考电源101输出的跟随电压信号进行差分处理，过滤掉采集模块102输出的振动原始信号中的直流电压成分，得到差分模块103输出的差分信号。

在这里，由于采集模块102输出的振动原始信号中的直流信号与参考电源101输出预设数值的跟随电压信号相抵消，由差分模块103输出的差分信号为采集模块102输出的振动原始信号中的交流电压成分。

需要说明的是，采集模块102(例如，IEPE传感器)的输出信号是预先设定的数值或可测量的，例如，IEPE传感器的输出信号通常为12V左右的直流信号并伴有低频的幅值为±5V的交流信号，因此，参考电源101可以设置预设数值的参考信号(直流信号)以用于与IEPE传感器输出的直流信号相抵消(部分抵消或全部抵消)。

数据处理模块104在接收到由差分模块103输出的差分信号后，根据差分信号确定振动信号，并输出振动信号。

通过本申请提供的信号采集电路，参考电源，用于提供跟随电压信号；采集模块，用于采集并输出振动原始信号，其中，振动原始信号包括直流电压成分和交流电压成分；差分模块，与采集模块以及参考电源电连接，接收振动原始信号以及跟随电压信号，对振动原始信号和跟随电压信号进行差分运算，以消除振动原始信号中的直流电压成分，得到差分信号；数据处理模块，与差分模块电连接，用于接收差分信号，根据差分信号确定振动信号，并输出振动信号，从而提高了采集到的振动信号的精准度，解决了相关技术中因无法有效滤除低频交流信号中的直流噪声而导致的无法准确测量的技术问题。

在一个示例性实施例中，数据处理模块104，分别与差分模块103和参考电源101电连接，还用于根据振动信号中的直流成分，生成电压调整指令，并将电压调整指令发送给参考电源101；

参考电源101，还用于根据电压调整指令调整跟随电压信号的大小，以使调整后的跟随电压信号与振动原始信号中的直流电压成分大小相同。

通过数据处理模块104对差分模块103输出的差分信号进行模数转换，确定振动信号；并根据振动信号中的直流成分，生成电压调整指令，在这里，电压调整指令用于控制参考电源101输出的跟随电压信号的信号电压，以不断校准由参考电源101输出的跟随电压信号，使得参考电源101输出的跟随电压信号与采集模块102的输出的振动原始信号中的直流电压成分相抵消。

由于振动信号中的直流电压分量(直流电压成分)等于振动信号的平均值(信号的直流电压分量等于信号的平均值)，通过数据处理模块104生成的电压调整指令，在这里，电压调制指令所指示的跟随电压信号的电压数值等于当前振动信号的平均值，以矫正跟随电压信号的数值，参考电源101根据电压调整指令调整跟随电压信号的大小，以使调整后的跟随电压信号与振动原始信号中的直流电压成分大小相同，以抵消采集模块102输出的振动原始信号中的直流电压成分。

通过本申请提供的实施例，通过数据处理模块基于振动信号中的直流成分生成电压调整指令，不断校准由参考电源提供的跟随电压信号，以抵消采集模块的输出的振动原始信号中的直流电压成分，持续输出准确的振动信号。

在一个示例性实施例中，参考图2，数据处理模块104包括：

模数转换器，与差分模块的输出端连接，用于对差分模块输出的差分信号进行模数转换，并输出转换后的数字信号；和

处理器，与模数转换器和参考电源分别连接，用于基于转换后的数字信号确定振动信号，并输出；以及，基于振动信号中的直流成分生成电压调整指令，并将电压调整指令发送给参考电源。

模数转换器(Analog to Digital Converter，简称为ADC)分别与差分模块103以及处理器电性连接，用于对差分模块输出的差分信号进行模数转换，并输出转换后的数字信号；

处理器可以实施为微控制单元MCU处理器，分别与参考电源101和模数转换器电性连接，用于基于转换后的数字信号确定振动信号，并输出；以及，基于振动信号中的直流成分生成电压调整指令，并将电压调整指令发送给参考电源。

在一些实施例中，模数转换器可以通过差分输入模式来采集差分模块输出的交流电压和直流电压值；差分输入模式是指模数转换器同时采集两个输入信号之间的差异，而不是单独采集每个信号的数值；这种方式可以提高信号的抗干扰能力，同时减少共模干扰的影响。

例如，采集差分模块输出的交流电压和直流电压，可以将差分模块的输出连接到，模数转换器的差分输入端口。模数转换器会对差分输入信号进行采样和转换，将其转换为数字信号。在数据处理过程中，可以根据需要对采集到的差分信号进行处理，提取出交流电压和直流电压的信息。

在这里，通过差分输入模式相较于单端信号走线的方法，提高了抗干扰能力且能有效抑制电磁干扰。

处理器在采集到数字信号之后，基于数字信号确定振动信号并输出，同时，基于振动信号中的直流成分生成电压调整指令以对参考电源101输出的跟随电压信号进行控制，以使参考电源101输出的跟随电压信号的直流电压量等于采集模块输出的电压信号的直流电压量。

模数转换器采集差分模块103输出的差分信号并对差分信号进行模数转换以输出数字信号，并将数字信号的平均值输出至处理器，处理器基于数字信号的平均值，确定参考电源101下一次输出的跟随电压信号的直流电压量。

通过本申请提供的实施例，能够基于振动信号中的直流成分生成电压调整指令，以便于后续对参考电源的输出跟随电压信号的直流电压量进行调整，以准确抵消采集模块(或电压转换器)输出电压信号的直流电压量。

在一个示例性实施例中，参考电源为数模转换器，数模转换器用于根据电压调整指令生成跟随电压信号。

当参考电源实施为数模转换器时，数模转换器与处理器以及差分模块分别电性连接，数模转换器用于接收由处理器发送的电压调整指令，并根据电压调整指令生成跟随电压信号以输出至差分模块。

在一个示例性实施例中，参考图3，上述的信号采集电路还包括：

电压转换器301，电压转换器301的输入端与采集模块102的输出端相连，电压转换器301的输出端与差分模块103的输入端连接，用于对采集模块102输出的振动原始信号进行电压调制，以使降幅后的振动原始信号的幅值大小在差分模块的工作电压范围内。

电压转换器301用于接收采集模块102输出的电压信号，并对电压信号的信号电压进行电压调制，等比降低采集模块102输出的振动原始信号的幅值，即按照采集模块102输出的振动原始信号中直流信号与交流信号的比例，对振动原始信号进行等比降幅，以使降幅后的振动原始信号的幅值大小在差分模块103的工作电压范围内。

在一个示例性实施例中，所述电压转换器等比降低所述振动原始信号的幅值至所述振动原始信号的幅值的1/5。

例如，通过电压转换器301将采集模块102输出的振动原始信号等比降低至初始值的五分之一，其中，电压信号中的直流信号与交流信号的比值不变；

例如，IEPE传感器输出的电压信号包括12V的直流电压信号和幅值为±5V的交流电压信号，通过电压转换器301将电压信号等比降低至0至5V之内，此时，降低后得到的电压信号包括2.4V的直流电压信号与幅值为±1V的交流电压信号。

通过本申请提供的实施例，在采集模块输出的振动原始信号传输至差分模块之前，通过电压转换器对信号电压进行调制，能够有效将信号电压降低至差分模块的承受范围并稳定电压。

在一个示例性实施例中，参考图4，上述的信号采集电路还包括：

多重反馈MFB滤波电路401，MFB滤波电路401的两个输入端分别与电压转换器301的输出端和参考电源101的输出端相连，MFB滤波电路401的输出端与差分模块103的输入端相连，用于滤除电压转换器301输出的电压信号和参考电源101输出的跟随电压信号的共模干扰。

多重反馈(Multiple Feedback，简称为MFB)滤波电路是一种常用的电子滤波器，它具有频率选择性，可以滤除特定频率范围的信号。

MFB滤波电路的工作原理是利用运算放大器的反馈机制来实现滤波功能。具体来说，它通过电容和电阻的组合来控制运放的反馈路径和放大倍数，从而确定滤波器的频率响应。在MFB滤波电路中，电容和电阻的数值可以根据需要进行调整，以实现不同的滤波效果。

MFB滤波电路可以实现低通、高通、带通和带阻等多种滤波功能。在低通滤波器中，只有低频信号能够通过，高频信号被滤除；而在高通滤波器中，只有高频信号能够通过，低频信号被滤除。带通滤波器可以选择某个频率范围内的信号通过，而带阻滤波器则可以选择某个频率范围内的信号被滤除。

通过本申请实施例，采用MFB滤波电路对差分模块的输入进行调整，可以根据需要调整滤波器的频率响应，此外，MFB滤波电路还具有较好的抗干扰能力和较低的噪声水平。

在一个示例性实施例中，参考图5，上述的采集模块，包括：

压电集成电路IEPE传感器，IEPE传感器输出的电压信号包括12V的直流电压信号和幅值为±5V的交流电压信号。

在一些实施例中，IEPE传感器将包括12V的直流电压信号和幅值为±5V的交流电压信号的输出电压信号输出至电压转换器或差分模块。

因为由加速度传感器产生的电量是很小的，因此传感器产生的电信号很容易受到噪声干扰，需要用灵敏的电子器件对其进行放大和信号调理。IEPE传感器中集成了灵敏的电子器件使其尽量靠近传感器以保证更好的抗噪声性并更容易封装。

IEPE加速度传感器带有内部电荷放大器。外部电流源将电流引入加速度传感器。加速度传感器内部的电路使它对外表现的像一个电阻。传感器的加速度和它对外表现出的电阻成正比。因此传感器返回的信号电压和加速度也成正比。放大器允许设置输入范围以充分利用输入信号。

在一个示例性实施例中，参考图6，上述的信号采集电路还包括：

恒流源601，恒流源的输出端与所采集模块连接，用于为采集模块提供恒流激励。

恒流源601，其中，恒流源601的输出端与采集模块102连接，用于为采集模块102提供恒流激励。

恒流源601在功率范围内，对采集模块102输出的电流基本是恒定的，不因负载(输出电压)变化而改变；不因环境温度变化而改变；内阻为无限大(以使其电流可以全部流出到外面)。

在这里，当恒流源601为采集模块102提供的恒定电流为10毫安之内，例如，可以为4毫安。

通过本申请提供的实施例，利用恒流源为IEPE提供恒定的电流，能够精确输出电流，避免因电流波动导致的误差。

在一个示例性实施例中，参考图7，图7是本申请实施例提供的一种信号采集电路的逻辑电路结构示意图；包括恒流源、IEPE传感器、电压转换器、数模转换器、MFB滤波电路、差分放大电路、模数转换器、MCU处理单元。

恒流源用于对IEPE传感器提供恒定电流；

IEPE传感器，用于输出的电压信号包括12V的直流电压信号和幅值为±5V的交流电压信号；

电压转换器，用于将IEPE传感器输出的电压信号的幅值减小至五分之一；

数模转换器，用于根据模数转换器输出的信号平均值输出零点参考电压；

MFB滤波电路，用于滤除共模干扰。

差分放大电路(差分放大器)用于实现单端转差分，并差除直流信号、调整交流信号；

模数转换器，用于采集差分放大电路的单端转差分信号；

MCU处理单元，用于采集模数转换器数据并调整数模转换器输出。

上述各个模块的具体电路结构可参考上文或图7，在此不再赘述。

通过本申请提供的信号采集电路可用于采集IEPE传感器有用信号前置处理。

根据本申请实施例的另一个方面，提供了一种称重系统，该称重系统可以用前述实施例中任一项所示的信号采集电路。

在一个示例性实施例中，本申请提供了一种称重系统，包括：

信号采集电路，其中，信号采集电路包括参考电源、采集模块、差分模块以及数据处理模块；

参考电源，用于提供跟随电压信号；

采集模块，用于采集并输出振动原始信号，其中，振动原始信号包括直流电压成分和交流电压成分；

差分模块，与采集模块以及参考电源电连接，接收振动原始信号以及跟随电压信号，对振动原始信号和跟随电压信号进行差分运算，以消除振动原始信号中的直流电压成分，得到差分信号；

数据处理模块，与差分模块电连接，用于接收差分信号，根据差分信号确定振动信号，并输出振动信号。

作为一个可选的实施方案，数据处理模块，分别与差分模块和参考电源电连接，还用于根据振动信号中的直流成分，生成电压调整指令，并将电压调整指令发送给参考电源；参考电源，还用于根据电压调整指令调整跟随电压信号的大小，以使调整后的跟随电压信号与振动原始信号中的直流电压成分大小相同。

作为一个可选的实施方案，数据处理模块包括：模数转换器，与差分模块的输出端连接，用于对差分模块输出的差分信号进行模数转换，并输出转换后的数字信号；处理器，与模数转换器和参考电源分别连接，用于基于转换后的数字信号确定振动信号，并输出；以及，基于振动信号中的直流成分生成电压调整指令，并将电压调整指令发送给参考电源。

作为一个可选的实施方案，参考电源为数模转换器，数模转换器用于根据电压调整指令生成跟随电压信号。

作为一个可选的实施方案，上述的信号采集电路还包括：电压转换器，电压转换器的输入端与采集模块的输出端相连，电压转换器的输出端与差分模块的输入端连接，用于对采集模块输出的振动原始信号进行电压调制，以使降幅后的振动原始信号的幅值大小在差分模块的工作电压范围内。

作为一个可选的实施方案，上述的电压转换器等比降低振动原始信号的幅值至振动原始信号的幅值的1/5。

作为一个可选的实施方案，上述的信号采集电路还包括：多重反馈MFB滤波电路，MFB滤波电路的两个输入端分别与电压转换器的输出端和参考电源的输出端相连，MFB滤波电路的输出端与差分模块的输入端相连，用于滤除电压转换器输出的电压信号和参考电源输出的跟随电压信号的共模干扰。

作为一个可选的实施方案，上述的采集模块，包括：压电集成电路IEPE传感器，IEPE传感器输出的电压信号包括12V的直流电压信号和幅值为±5V的交流电压信号。

作为一个可选的实施方案，上述的信号采集电路还包括：

恒流源，恒流源的输出端与所采集模块连接，用于为采集模块提供恒流激励。

通过本申请提供的实施例，信号采集电路包括参考电源、采集模块、差分模块以及数据处理模块，其中，通过差分模块接收由参考电源提供的跟随电压信号以及由采集模块提供的振动原始信号(包括直流电压成分和交流电压成分)，并对振动原始信号和跟随电压信号进行差分运算，以消除振动原始信号中的直流电压成分，得到差分信号；再通过与差分模块电连接的数据处理模块，接收差分信号并根据差分信号确定振动信号(交流信号)，从而提高了采集到的振动信号的精准度了，解决了相关技术中因无法有效滤除低频交流信号中的直流噪声而导致的无法准确测量的技术问题。

在本申请的描述中，需要理解的是，所使用的术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“顶端”、“底端”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”“轴向”、“周向”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或原件必须具有特定的方位、以特定的构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成为一体；可以是机械连接，也可以是电连接或者可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以使两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请实施例，对于本领域的技术人员来说，本申请实施例可以有各种更改和变化。凡在本申请实施例的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请实施例的保护范围之内。本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及示例性实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本申请实施例的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本申请实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请实施例，对于本领域的技术人员来说，本申请实施例可以有各种更改和变化。凡在本申请实施例的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请实施例的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种信号采集电路，其特征在于，包括：

参考电源，用于提供跟随电压信号；

采集模块，用于采集并输出振动原始信号，其中，所述振动原始信号包括直流电压成分和交流电压成分；

差分模块，与所述采集模块以及所述参考电源电连接，接收所述振动原始信号以及所述跟随电压信号，对所述振动原始信号和所述跟随电压信号进行差分运算，以消除所述振动原始信号中的直流电压成分，得到差分信号；

数据处理模块，与所述差分模块电连接，用于接收所述差分信号，根据所述差分信号确定振动信号，并输出所述振动信号。

2.根据权利要求1所述的信号采集电路，其特征在于，

所述数据处理模块，分别与所述差分模块和所述参考电源电连接，还用于根据所述振动信号中的直流成分，生成电压调整指令，并将所述电压调整指令发送给所述参考电源；

所述参考电源，还用于根据所述电压调整指令调整所述跟随电压信号的大小，以使调整后的所述跟随电压信号与所述振动原始信号中的直流电压成分大小相同。

3.根据权利要求2所述的信号采集电路，其特征在于，所述数据处理模块包括：

模数转换器，与所述差分模块的输出端连接，用于对所述差分模块输出的所述差分信号进行模数转换，并输出转换后的数字信号；和

处理器，与所述模数转换器和所述参考电源分别连接，用于基于所述转换后的数字信号确定振动信号，并输出；以及，基于所述振动信号中的直流成分生成所述电压调整指令，并将所述电压调整指令发送给所述参考电源。

4.根据权利要求1所述的信号采集电路，其特征在于，所述参考电源为数模转换器，所述数模转换器用于根据所述电压调整指令生成所述跟随电压信号。

5.根据权利要求1所述的信号采集电路，其特征在于，所述信号采集电路还包括：

电压转换器，所述电压转换器的输入端与所述采集模块的输出端相连，所述电压转换器的输出端与所述差分模块的输入端连接，用于对所述采集模块输出的所述振动原始信号进行电压调制，以使降幅后的所述振动原始信号的幅值大小在所述差分模块的工作电压范围内。

6.根据权利要求5所述的信号采集电路，其特征在于，所述电压转换器等比降低所述振动原始信号的幅值至所述振动原始信号的幅值的1/5。

7.根据权利要求5所述的信号采集电路，其特征在于，所述信号采集电路还包括：

多重反馈MFB滤波电路，所述MFB滤波电路的两个输入端分别与所述电压转换器的输出端和所述参考电源的输出端相连，所述MFB滤波电路的输出端与所述差分模块的输入端相连，用于滤除所述电压转换器输出的电压信号和所述参考电源输出的所述跟随电压信号的共模干扰。

8.根据权利要求1所述的信号采集电路，所述采集模块，包括：

压电集成电路IEPE传感器，所述IEPE传感器输出的电压信号包括12V的直流电压信号和幅值为±5V的交流电压信号。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的信号采集电路，其特征在于，所述信号采集电路还包括：

恒流源，所述恒流源的输出端与所采集模块连接，用于为所述采集模块提供恒流激励。

10.一种称重系统，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的信号采集电路。