CN215524776U - 一种灵敏度可在线补偿的模拟传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型揭示了一种灵敏度可在线补偿的模拟传感器，包括惠斯顿电桥、串联在所述惠斯顿电桥激励正端的第一电阻以及串联在所述惠斯顿电桥激励负端的第二电阻，所述第一电阻上并联有第一数字电位器。本实用新型的数字电位器代替现有的灵敏度补偿电阻，从而实现传感器在加载测试过程中在线灵敏度补偿，补偿精度高，补偿步骤简单，生产效率高，产品生产周期短。
Description
技术领域
本实用新型涉及测力称重技术领域，特别涉及一种灵敏度可在线补偿的模拟传感器。
背景技术
测力称重传感器普遍利用压阻敏感元件组成惠斯顿电桥，在惠斯顿电桥臂一端加激励电压，在外载荷的作用下，敏感元件阻值发生变化，测量惠斯顿电桥的另外一端的电压差大小，推算外载荷的大小。相同容量的传感器，由于元器件之间的差异，在相同电压激励下，信号大小不一样，因此在应用中，需要对灵敏度进行补偿。
在实际应用中，在桥路激励端串连一个电阻，从而影响惠斯顿电桥的激励电压，对输出信号进行相应的调整。实际的补偿过程：测试控制电脑通过控制力发生装置(力机)对传感器施加额定载荷，传感器的输出信号发生相应的改变，测试控制电脑记录下传感器在额定载荷下的信号大小。然后将传感器从测试工位拿下来，根据测试数值计算在桥路中需要补偿的电阻阻值大小，如果在桥路中实际串联相应的电阻，再放入测试工位进行测试校验。
现有的方案存在以下缺点：
传感器在测试设备进行测试后，需要转移到焊接工位在桥路中串入电阻，然后再转移到补偿工位进行测试校核，受电阻精度的影响，以及焊接过程中接触电阻的影响，补偿后的灵敏度离散型较大，只能满足在一个较大的范围内，甚至需要重新补偿。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种灵敏度可在线补偿的模拟传感器，可在加载测试过程中在线灵敏补偿，提高补偿精度。
为了实现上述实用新型目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种灵敏度可在线补偿的模拟传感器，包括惠斯顿电桥、串联在所述惠斯顿电桥激励正端的第一电阻以及串联在所述惠斯顿电桥激励负端的第二电阻，所述第一电阻上并联有第一数字电位器。
此外，本实用新型还包括如下附属技术方案：
所述第一电阻和第一数字电位器并联后的阻值为RC，所述惠斯顿电桥的阻值为Rb，所述第一数字电位器的初始电阻阻值满足0≤RC/(RC+Rb)≤0.12。
所述第一数字电位器包括第一数字电位器芯片，所述第一数字电位器芯片的A端和W端分别连接至所述第一电阻的两端，所述第一数字电位器芯片的SDA端和SLC端通过I2C串口输入设置阻值。
所述第一数字电位器芯片的RESET端连接有第一上拉电阻，所述第一数字电位器芯片的RESET端与地之间连接有两针接头P1，短接可对第一数字电位器存储器进行编程。所述第一数字电位器芯片的VSS端接地，所述第一数字电位器芯片的EXT_CAP端通过第一电容接地，所述第一数字电位器芯片的GND端接地。
所述第二电阻上并联有第二数字电位器，所述第一电阻和第一数字电位器并联后的阻值为RC，所述第二电阻和第二数字电位器并联后的阻值为RC，所述惠斯顿电桥的阻值为Rb，所述第一数字电位器和第二数字电位器的初始电阻阻值满足0≤2RC/(2RC+Rb)≤0.12。
所述第二数字电位器包括第二数字电位器芯片，所述第二数字电位器芯片的A端和W端分别连接至所述第二电阻的两端，所述第二数字电位器芯片的SDA端和SLC端通过I2C串口输入设置阻值。
所述第二数字电位器芯片的RESET端连接有第二上拉电阻，所述第二数字电位器芯片的RESET端与地之间连接有两针接头P2，短接可对第二数字电位器存储器进行编程。
所述第二数字电位器芯片的VSS端接地，所述第二数字电位器芯片的EXT_CAP端通过第二电容接地，所述第二数字电位器芯片的GND端接地。
所述第二数字电位器芯片的VDD端与ADDR端相连。
相比于现有技术，本实用新型的优点在于：
本实用新型采用非易失性的数字电位器代替现有的灵敏度补偿电阻，从而实现传感器在加载测试过程中在线灵敏度补偿，补偿精度高，补偿步骤简单，生产效率高，产品生产周期短；
在一种优选的方案中，采用两个数字电位器，灵敏度补偿精度可轻松达到万分之五，这是普通用焊接补偿方式无法比拟的。
附图说明
图1是本实用新型中惠斯顿电桥的电路图；
图2是本实用新型中第一数字电位器的电路图；
图3是本实用新型中第二数字电位器的电路图。
具体实施方式
以下结合较佳实施例及其附图对本实用新型技术方案作进一步非限制性的详细说明。
如图1至图3所示，对应于本实用新型一种较佳实施例的灵敏度可在线补偿的模拟传感器，包括惠斯顿电桥1、串联在惠斯顿电桥1激励正端VDD的第一电阻R1以及串联在惠斯顿电桥1激励负端的第二电阻R2。
惠斯顿电桥1包括由第一应变片R3、第二应变片R4、第三应变片R5以及第四应变片R6，惠斯顿电桥1的一对节点形成激励正端VDD和激励负端GND，惠斯顿电桥1的另一对节点形成信号输出正端+SIG和信号输出负端-SIG。在本实施例中，第一应变片R3和第二应变片R4的节点形成信号输出正端+SIG，第三应变片R5和第四应变片R6的节点形成信号输出负端-SIG，第一应变片R3和第四应变片R6的节点形成激励正端VDD，第二应变片R4和第三应变片R5的节点形成激励负端GND。
进一步的，第一电阻R1上并联有第一数字电位器。第一数字电位器包括第一数字电位器芯片2，第一数字电位器芯片2的A端和W端分别连接至第一电阻R1的两端，第一数字电位器芯片2的SDA端和SLC端通过I2C串口输入设置阻值，具体可根据选用的数字电位器芯片型号进行连接。第一数字电位器芯片2的RESET端连接有第一上拉电阻R7，第一数字电位器芯片2的RESET端与地之间连接有两针接头P1，短接可对第一数字电位器存储器进行编程，用于设置数字电位器地址。第一数字电位器芯片2的VSS端接地，第一数字电位器芯片2的EXT_CAP端通过第一电容C1接地，第一数字电位器芯片2的GND端接地。
当只在激励正端VDD并联第一数字电位器，则第一电阻R1和第一数字电位器并联后的阻值为RC，惠斯顿电桥1的阻值为Rb，第一数字电位器的初始电阻阻值满足0≤RC/(RC+Rb)≤0.12。
第二电阻R2上并联有第二数字电位器。第二数字电位器包括第二数字电位器芯片3，第二数字电位器芯片3的A端和W端分别连接至第二电阻R2的两端，第二数字电位器芯片3的SDA端和SLC端通过I2C串口输入设置阻值，具体可根据选用的数字电位器芯片型号进行连接。第二数字电位器芯片3的RESET端连接有第二上拉电阻R8，第二数字电位器芯片3的RESET端与地之间连接有两针接头P2，短接可对第二数字电位器存储器进行编程，用于设置数字电位器地址。第二数字电位器芯片3的VSS端接地，第二数字电位器芯片3的EXT_CAP端通过第二电容C2接地，第二数字电位器芯片3的GND端接地。第二数字电位器芯片3的VDD端与ADDR端相连。
第一电阻R1和第一数字电位器并联后的阻值为RC，第二电阻R2和第二数字电位器并联后的阻值为RC，惠斯顿电桥1的阻值为Rb，第一数字电位器和第二数字电位器的初始电阻阻值满足0≤2RC/(2RC+Rb)≤0.12。
当激励正端VDD和激励负端GND都并联有数字电位器时，第一电阻R1和第一数字电位器并联后的阻值为RC，第二电阻R2和第二数字电位器并联后的阻值为RC，惠斯顿电桥1的阻值为Rb，第一数字电位器和第二数字电位器的初始电阻阻值满足0≤2RC/(2RC+Rb)≤0.12。
在实际补偿过程中，测试控制电脑通过控制力发生装置(力机)对灵敏度可在线补偿的模拟传感器的激励正端VDD和激励负端GND施加额定载荷，传感器的信号输出正端+SIG和信号输出负端-SIG发生相应的改变，测试控制电脑记录下根据传感器在额定载荷下的信号大小，计算出相应的阻值，通过I2C接口来设置第一数字电位器和第二数字电位器的阻值，测试控制电脑可实时检测传感器信号大小，再做适当的微调，待传感器在额定载荷下的信号输出满足允差范围后，可将传感器从力发生装置拿下来进入下一道工序。
本实用新型的灵敏度可在线补偿的模拟传感器，采用非易失性的数字电位器代替现有的灵敏度补偿电阻，从而实现传感器在加载测试过程中在线灵敏度补偿，补偿精度高，补偿步骤简单，生产效率高，产品生产周期短；采用两个数字电位器，灵敏度补偿精度可轻松达到万分之五，这是普通用焊接补偿方式无法比拟的。
需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种灵敏度可在线补偿的模拟传感器，包括惠斯顿电桥、串联在所述惠斯顿电桥激励正端的第一电阻以及串联在所述惠斯顿电桥激励负端的第二电阻，其特征在于，所述第一电阻上并联有第一数字电位器。
2.根据权利要求1所述的灵敏度可在线补偿的模拟传感器，其特征在于，所述第一电阻和第一数字电位器并联后的阻值为RC，所述惠斯顿电桥的阻值为Rb，所述第一数字电位器的初始电阻阻值满足0≤RC/(RC+Rb)≤0.12。
3.根据权利要求2所述的灵敏度可在线补偿的模拟传感器，其特征在于，所述第一数字电位器包括第一数字电位器芯片，所述第一数字电位器芯片的A端和W端分别连接至所述第一电阻的两端，所述第一数字电位器芯片的SDA端和SLC端通过I2C串口输入设置阻值。
4.根据权利要求3所述的灵敏度可在线补偿的模拟传感器，其特征在于，所述第一数字电位器芯片的RESET端连接有第一上拉电阻，所述第一数字电位器芯片的RESET端与地之间连接有两针接头P1，短接可对第一数字电位器存储器进行编程。
5.根据权利要求4所述的灵敏度可在线补偿的模拟传感器，其特征在于，所述第一数字电位器芯片的VSS端接地，所述第一数字电位器芯片的EXT_CAP端通过第一电容接地，所述第一数字电位器芯片的GND端接地。
6.根据权利要求1所述的灵敏度可在线补偿的模拟传感器，其特征在于，所述第二电阻上并联有第二数字电位器，所述第一电阻和第一数字电位器并联后的阻值为RC，所述第二电阻和第二数字电位器并联后的阻值为RC，所述惠斯顿电桥的阻值为Rb，所述第一数字电位器和第二数字电位器的初始电阻阻值满足0≤2RC/(2RC+Rb)≤0.12。
7.根据权利要求6所述的灵敏度可在线补偿的模拟传感器，其特征在于，所述第二数字电位器包括第二数字电位器芯片，所述第二数字电位器芯片的A端和W端分别连接至所述第二电阻的两端，所述第二数字电位器芯片的SDA端和SLC端通过I2C串口输入设置阻值。
8.根据权利要求7所述的灵敏度可在线补偿的模拟传感器，其特征在于，所述第二数字电位器芯片的RESET端连接有第二上拉电阻，所述第二数字电位器芯片的RESET端与地之间连接有两针接头P2，短接可对第二数字电位器存储器进行编程。
9.根据权利要求7所述的灵敏度可在线补偿的模拟传感器，其特征在于，所述第二数字电位器芯片的VSS端接地，所述第二数字电位器芯片的EXT_CAP端通过第二电容接地，所述第二数字电位器芯片的GND端接地。
10.根据权利要求7所述的灵敏度可在线补偿的模拟传感器，其特征在于，所述第二数字电位器芯片的VDD端与ADDR端相连。
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| CN202121720356.4U CN215524776U (zh) | 2021-07-27 | 2021-07-27 | 一种灵敏度可在线补偿的模拟传感器 |
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Family Applications (1)
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- 2021-07-27 CN CN202121720356.4U patent/CN215524776U/zh active Active
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