CN208520502U

CN208520502U - 一种数字测力传感器放大器

Info

Publication number: CN208520502U
Application number: CN201821310908.2U
Authority: CN
Inventors: 吕华
Original assignee: Changzhou Measurement And Control System Co Ltd
Current assignee: Changzhou Measurement And Control System Co Ltd
Priority date: 2018-08-15
Filing date: 2018-08-15
Publication date: 2019-02-19
Anticipated expiration: 2028-08-15

Abstract

本实用新型公开了一种数字测力传感器放大器，包括应变桥、激励电源、放大器模块、模数转换模块、非易失储存器、UP模块、内部接口、通讯模块、电源稳压电路、直流电源和计算机，所述应变桥的前端连接有放大器模块，放大器模块的上方连接有激励电源，放大器模块的下方连接有模数转换模块，模数转换模块的一端连接有UP模块，UP模块的上方连接有非易失储存器，非易失储存器内部设置有产品识别码、数字滤波、测量采集速率、校准参数和接口参数，本实用新型一种数字测力传感器放大器，由于采用了电荷倍增放大，24bitΔΣ模数转换、数字滤波和RS485数字通讯，有效避免了由于模拟信号处理和传输易受干扰的缺点，使测量精度更高。

Description

一种数字测力传感器放大器

技术领域

本实用新型涉及测量技术领域，具体为一种数字测力传感器放大器。

背景技术

随着工业4.0的发展步伐，各种自动化、智能化系统得到广泛应用，而实时测量传感器是系统的关键部件，作为最常用的一种测量部件，测力传感器的测量精度直接影响系统性能。测力传感器由于输出信号微弱，输出信号必须经过放大、调理后才能被控制系统接收。然而，传统的做法是将模拟信号通过运算放大电路放大后，任以模拟型号输出给控制系统，由于放大电路会随温度及电源变化产生误差，再则模拟信号在传输过程中会衰减、吸收干扰，导致测量误差增大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种数字测力传感器放大器，具备使用方便，采用了电荷倍增放大，24bitΔΣ模数转换、数字滤波和RS485数字通讯，有效避免了由于模拟信号处理和传输易受干扰的缺点，使测量精度更高的特点，解决了现有技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种数字测力传感器放大器，包括应变桥、激励电源、放大器模块、模数转换模块、非易失储存器、UP模块、内部接口、通讯模块、电源稳压电路、直流电源和计算机，所述应变桥的前端连接有放大器模块，放大器模块的上方连接有激励电源，放大器模块的下方连接有模数转换模块，模数转换模块的一端连接有UP模块，UP模块的上方连接有非易失储存器，非易失储存器内部设置有产品识别码、数字滤波、测量采集速率、校准参数和接口参数，所述产品识别码的下方连接有数字滤波，数字滤波的下方连接有测量采集速率，测量采集速率的下方连接有校准参数，校准参数的下方连接有接口参数，非易失储存器的前端连接有电源稳压电路，电源稳压电路的前端连接有直流电源，所述UP模块的另一端连接有内部接口，内部接口的一端连接有通讯模块，通讯模块的前端连接有计算机。

优选的，所述放大器模块采用斩波电荷倍增放大电路，传感器信号放大128倍。

优选的，所述模数转换模块部分采用24bitΔΣ模数转换电路，传感器信号转换为高精度数字信号。

优选的，所述数字滤波采用 FIR、IIR和窗口滤波算法，通过软件选择不同的滤波模式、滤波频率和组合方式。

优选的，所述通讯模块采用控制系统RS485通讯接口。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

1、本实用新型数字测力传感器放大器，应变桥的前端连接有放大器模块，放大器模块采用斩波电荷倍增放大电路，传感器信号放大到128倍，采用电荷倍增的方式放大传感器信号，避免运放电路中的温度漂移。

2、本实用新型数字测力传感器放大器，放大器模块的下方连接有模数转换模块，模数转换模块部分采用24bitΔΣ模数转换电路，使传感器信号转换为高精度数字信号，采用了24bitΔΣ模数来转换电路，大大提高测量精度。

3、本实用新型数字测力传感器放大器，非易失储存器内部设置有产品识别码、数字滤波、测量采集速率、校准参数和接口参数，产品识别码的下方连接有数字滤波，数字滤波采用 FIR、IIR和窗口滤波算法，可通过软件选择不同的滤波模式、滤波频率和组合方式，数字滤波，由于滤波部分由软件完成，使用更灵活，适应不同的测量系统。

4、本实用新型数字测力传感器放大器，UP模块的另一端连接有内部接口，内部接口的一端连接有通讯模块，通讯模块采用控制系统最常见的RS485通讯接口，采用RS485数字信号通讯，稳定可靠，适应性强，避免传输过程中产生的误差。

5、本实用新型数字测力传感器放大器，由于采用了电荷倍增放大，24bitΔΣ模数转换、数字滤波和RS485数字通讯，有效避免了由于模拟信号处理和传输易受干扰的缺点，使测量精度更高。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的非易失储存器内部结构示意图。

图中：1、应变桥；2、激励电源；3、放大器模块；4、模数转换模块；5、非易失储存器；501、产品识别码；502、数字滤波；503、测量采集速率；504、校准参数；505、接口参数；6、UP模块；7、内部接口；8、通讯模块；9、电源稳压电路；10、直流电源；11、计算机。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-2，一种数字测力传感器放大器，包括应变桥1、激励电源2、放大器模块3、模数转换模块4、非易失储存器5、UP模块6、内部接口7、通讯模块8、电源稳压电路9、直流电源10和计算机11，应变桥1的前端连接有放大器模块3，放大器模块3采用斩波电荷倍增放大电路，传感器信号放大到128倍，采用电荷倍增的方式放大传感器信号，避免运放电路中的温度漂移；放大器模块3的上方连接有激励电源2，放大器模块3的下方连接有模数转换模块4，模数转换模块4部分采用24bitΔΣ模数转换电路，使传感器信号转换为高精度数字信号，采用了24bitΔΣ模数来转换电路，大大提高测量精度；模数转换模块4的一端连接有UP模块6，UP模块6的上方连接有非易失储存器5，非易失储存器5内部设置有产品识别码501、数字滤波502、测量采集速率503、校准参数504和接口参数505，产品识别码501的下方连接有数字滤波502，数字滤波502采用 FIR、IIR和窗口滤波算法，可通过软件选择不同的滤波模式、滤波频率和组合方式，数字滤波502，由于滤波部分由软件完成，使用更灵活，适应不同的测量系统；数字滤波502的下方连接有测量采集速率503，测量采集速率503的下方连接有校准参数504，校准参数504的下方连接有接口参数505，非易失储存器5的前端连接有电源稳压电路9，电源稳压电路9的前端连接有直流电源10，UP模块6的另一端连接有内部接口7，内部接口7的一端连接有通讯模块8，通讯模块8采用控制系统最常见的RS485通讯接口，采用RS485数字信号通讯，稳定可靠，适应性强，避免传输过程中产生的误差；通讯模块8的前端连接有计算机11，本实用新型一种数字测力传感器放大器，由于采用了电荷倍增放大，24bitΔΣ模数转换、数字滤波502和RS485数字通讯，有效避免了由于模拟信号处理和传输易受干扰的缺点，使测量精度更高。

综上所述：本实用新型数字测力传感器放大器，应变桥1的前端连接有放大器模块3，放大器模块3采用斩波电荷倍增放大电路，传感器信号放大到128倍，采用电荷倍增的方式放大传感器信号，避免运放电路中的温度漂移；放大器模块3的下方连接有模数转换模块4，模数转换模块4部分采用24bitΔΣ模数转换电路，使传感器信号转换为高精度数字信号，采用了24bitΔΣ模数来转换电路，大大提高测量精度；非易失储存器5内部设置有产品识别码501、数字滤波502、测量采集速率503、校准参数504和接口参数505，产品识别码501的下方连接有数字滤波502，数字滤波502采用 FIR、IIR和窗口滤波算法，可通过软件选择不同的滤波模式、滤波频率和组合方式，数字滤波502，由于滤波部分由软件完成，使用更灵活，适应不同的测量系统；UP模块6的另一端连接有内部接口7，内部接口7的一端连接有通讯模块8，通讯模块8采用控制系统最常见的RS485通讯接口，采用RS485数字信号通讯，稳定可靠，适应性强，避免传输过程中产生的误差；由于采用了电荷倍增放大，24bitΔΣ模数转换、数字滤波502和RS485数字通讯，有效避免了由于模拟信号处理和传输易受干扰的缺点，使测量精度更高。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种数字测力传感器放大器，包括应变桥（1）、激励电源（2）、放大器模块（3）、模数转换模块（4）、非易失储存器（5）、UP模块（6）、内部接口（7）、通讯模块（8）、电源稳压电路（9）、直流电源（10）和计算机（11），其特征在于：所述应变桥（1）的前端连接有放大器模块（3），放大器模块（3）的上方连接有激励电源（2），放大器模块（3）的下方连接有模数转换模块（4），模数转换模块（4）的一端连接有UP模块（6），UP模块（6）的上方连接有非易失储存器（5），非易失储存器（5）内部设置有产品识别码（501）、数字滤波（502）、测量采集速率（503）、校准参数（504）和接口参数（505），所述产品识别码（501）的下方连接有数字滤波（502），数字滤波（502）的下方连接有测量采集速率（503），测量采集速率（503）的下方连接有校准参数（504），校准参数（504）的下方连接有接口参数（505），非易失储存器（5）的前端连接有电源稳压电路（9），电源稳压电路（9）的前端连接有直流电源（10），所述UP模块（6）的另一端连接有内部接口（7），内部接口（7）的一端连接有通讯模块（8），通讯模块（8）的前端连接有计算机（11）。

2.根据权利要求1所述的一种数字测力传感器放大器，其特征在于：所述放大器模块（3）采用斩波电荷倍增放大电路，传感器信号放大128倍。

3.根据权利要求1所述的一种数字测力传感器放大器，其特征在于：所述模数转换模块（4）部分采用24bitΔΣ模数转换电路，传感器信号转换为高精度数字信号。

4.根据权利要求1所述的一种数字测力传感器放大器，其特征在于：所述数字滤波（502）采用 FIR、IIR和窗口滤波算法，通过软件选择不同的滤波模式、滤波频率和组合方式。

5.根据权利要求1所述的一种数字测力传感器放大器，其特征在于：所述通讯模块（8）采用控制系统RS485通讯接口。