一种新型灌浆数据采集电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种新型灌浆数据采集电路，包括依次连接的灌浆作业工地上的传感器、信号转换电路、滤波放大电路、模数转换电路和中央处理器。信号转换电路由采样电阻Rs与瞬态电压抑制器TVS1并联而成，滤波放大电路由两节开关电容滤波电路和同相比例放大电路级联而成。在信号转换回路中添加了瞬态电压抑制器TVS1，可防止传感器损坏或误接给控制芯片造成过压冲击，在滤波放大电路中，采用开关电容滤波放大电路，可以获得精确的大时间常数，抑制二次及多次谐波，极大的提高了采集数据的精确度，同时可以很好的放大传感器送过来的微弱的模拟信号，有效的抑制噪声，系统简单，成本低。
【专利说明】一种新型灌浆数据采集电路
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种新型灌浆数据采集电路，属于电子电路领域。
【背景技术】
[0002] 在灌浆施工中，为了提高工作效率和工程质量，需要测量记录控制灌浆压力、流 量、密度等数据。在测量数据过程中，（压力、流量、密度）传感器输出的信号往往较弱，而 且其中还包含工频、静电和电磁耦合等共模干扰，因而必须对传感器输出的模拟信号进行 放大滤波，使模拟量适合于模数转换器的电压转换范围，再送给中央处理器记录处理控制。 因此要求放大电路具有很高的共模抑制比以及高增益、低噪声和高输入阻抗，滤波电路具 有精确的大时间常数，抑制二次及多次谐波，以获得准确有效的数据。 实用新型内容
[0003] 本实用新型要解决的技术问题是提供一种新型灌浆数据采集电路，在信号转换回 路中添加了瞬态电压抑制器TVS1，可防止传感器损坏或误接给控制芯片造成过压冲击，在 滤波放大电路中，采用开关电容滤波放大电路，可以获得精确的大时间常数，抑制二次及多 次谐波，极大的提高了采集数据的精确度，同时可以很好的放大传感器送过来的微弱的模 拟信号，有效的抑制噪声，系统简单，成本低。
[0004] 本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
[0005] -种新型灌浆数据采集电路，包括依次连接的灌浆作业工地上的传感器、信号转 换电路、滤波放大电路、模数转换电路和中央处理器。信号转换电路由采样电阻Rs与瞬 态电压抑制器TVS1并联而成，信号转换电路的输入端与传感器信号输出端连接，输出端接 地。滤波放大电路由两节开关电容滤波电路和同相比例放大电路级联而成，滤波放大电路 输入端接信号转换电路输入端（即传感器信号输出端），滤波放大电路输出端接模数转换 电路的输入端。两节开关电容滤波电路，包括四个用作开关的漏源两极可互换的增强型 M0SFET T1、T2、T3、T4，三个接地电容C1、C2、C3，一个反馈电容C4，M0SFETT1、接地电容C1、 MOSFET T2、M0SFET T3、接地电容C2、M0SFET T4、接地电容C3依次连接，反馈电容C4接于 MOSFET T2输出端与同相比例放大电路的输出端之间。
[0006] 有益效果
[0007] 本实用新型的新型灌浆数据采集电路，在信号转换回路中添加了瞬态电压抑制器 TVS1，可防止传感器损坏或误接给控制芯片造成过压冲击，在滤波放大电路中，采用开关电 容滤波放大电路，可以获得精确的大时间常数，抑制二次及多次谐波，极大的提高了采集数 据的精确度，同时可以很好的放大传感器送过来的微弱的模拟信号，有效的抑制噪声，系统 简单，成本低。
【专利附图】
【附图说明】
[0008] 图1为本实用新型灌浆数据采集电路的总体原理框图。
【具体实施方式】
[0009] 下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
[0010] 实施例1 :
[0011] 如图1所示，一种新型灌浆数据采集电路，包括依次连接的灌浆作业工地上的传 感器、信号转换电路、滤波放大电路、模数转换电路和中央处理器。信号转换电路由采样电 阻Rs与瞬态电压抑制器TVS1并联而成，信号转换电路的输入端与传感器信号输出端连接， 输出端接地。滤波放大电路由两节开关电容滤波电路和同相比例放大电路级联而成，滤波 放大电路输入端接信号转换电路输入端（即传感器信号输出端），滤波放大电路输出端接 模数转换电路的输入端。两节开关电容滤波电路，包括四个用作开关的漏源两极可互换的 增强型M0SFETT1、T2、T3、T4，三个接地电容C1、C2、C3，一个反馈电容C4，M0SFETT1、接地 电容C1、M0SFET T2、M0SFET T3、接地电容C2、M0SFET T4、接地电容C3依次连接，反馈电 容C4接于MOSFET T2输出端与同相比例放大电路的输出端之间。
[0012] 其中，在电源至传感器通路中添加了自恢复电阻FUSE，用以限制流经回路的电流 以防因电流串扰造成电流冲击，系统中所采用的（流量、压力、密度）传感器都统一选用具 有标准4 一 20ma的电流输出接口形式。信号转换电路中，Rs为采样电阻，用于将4 一 20ma 的电流信号转换为1 一 5V电压信号，TVS1为瞬态电压抑制器，可防止传感器损坏或误接给 控制芯片造成过压冲击。
[0013] 滤波放大电路采用二阶开关电容滤波放大电路，在典型的RC二阶有源低通滤波 放大电路（具体可见高等学校开设的电子类课程的教材《电子技术基础》）中，用一个接地 电容C1和用作开关的漏源两极可互换的增强型MOSFET ΤΙ、T2代替一个输入电阻R，用另 一个接地电容C2和用作开关的漏源两极可互换的增强型MOSFET T3、T4代替另一个输入电 阻R。开关电容滤波电路在每个时钟周期对输入信号取样一次。影响滤波器频率响应的时 间常数取决于时钟周期和电容比值，在RC滤波电路中，要求有较大的电容和精确的RC时间 常数，在芯片上制造集成组件难度较大，甚至不可能，在M0S工艺中，电容比值的精度可以 控制在0. 1 %以内，因而，利用M0S器件在速度、集成度、相对精度控制和微功耗等方面的独 特优势，可以减少模块尺寸，同时获得精确的大时间常数，抑制二次及多次谐波，极大的提 高了采集数据的精确度。同时，该开关电容滤波放大电路具有典型的RC二阶有源低通滤波 放大电路的所有优点，输入阻抗高，输出阻抗低，可以很好的放大传感器送过来的微弱的模 拟信号，有效的抑制噪声，系统简单，成本低。
【权利要求】
1. 一种新型灌浆数据采集电路，其特征为，包括依次连接的灌浆作业工地上的传感器、 信号转换电路、滤波放大电路、模数转换电路和中央处理器； 所述信号转换电路由采样电阻Rs与瞬态电压抑制器TVS1并联而成，信号转换电路的 输入端与传感器信号输出端连接，输出端接地； 所述滤波放大电路由两节开关电容滤波电路和同相比例放大电路级联而成，滤波放大 电路输入端接信号转换电路输入端，滤波放大电路输出端接模数转换电路的输入端； 所述两节开关电容滤波电路，包括四个用作开关的漏源两极可互换的增强型 M0SFETT1、T2、T3、T4,三个接地电容Cl、C2、C3, 一个反馈电容C4 ; MOSFET T1、接地电容 C1、M0SFET T2、M0SFET T3、接地电容 C2、M0SFET T4、接地电容 C3 依次连接； 反馈电容C4接于MOSFET T2输出端与同相比例放大电路的输出端之间。
【文档编号】G01D21/02GK203869735SQ201420282186
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年5月29日 优先权日:2014年5月29日
【发明者】张刚林, 刘光灿, 朱新杰 申请人:长沙学院