一种力传感器信号调理电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种信号调理电路，具体是一种力传感器信号调理电路。
【背景技术】
[0002] 汽车制动性能台试检验是检测汽车制动系统技术状况、保障汽车运行安全的主 要技术手段。滚筒反力式制动检验台相比平板检验台，更节省试验空间、重复性更好，目前 国内外汽车检测线的制动检测设备绝大部分采用滚筒反力式制动检验台，依据标准GB 21861-2014《机动车安全技术检验项目和方法》和GB 7258-2012《机动车运行安全技术条 件》进行判别。制动力信号的调理是汽车制动力测试系统的关键环节，在检测系统中，力传 感器的输出信号较弱，工作环境比较恶劣，干扰信号较多。目前，汽车反力式制动检验台大 多直接用运算放大器放大力信号，再利用单片机的A/D进行采集，由于测试现场反托电机功 率较大，大电流干扰引起力信号波动，另一方面，测试过程中台体的振动也引起力信号波 动，降低了测试系统的精度，使检测结果准确度下降。
【发明内容】
[0003] 本实用新型的目的在于提供一种力传感器信号调理电路，以解决上述【背景技术】中 提出的问题。
[0004] 为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
[0005] -种力传感器信号调理电路，包括接口 JP1、芯片IC1、电阻R1、电容C1、运放IC2和 电阻R6,所述接口 JP1引脚1通过电阻R1连接-12V电源，接口 JP1引脚2通过电阻R2连接+12V 电源，接口 JP1引脚3连接芯片IC1引脚1，接口 JP1引脚4连接芯片IC1引脚2,芯片IC1引脚3连 接芯片IC1引脚12,芯片IC1引脚8连接+12V电源，芯片IC1引脚7连接-12V电源，芯片IC1引脚 4通过电位器R6连接芯片IC1引脚5，电位器R6滑片连接+12V电源，芯片IC1引脚6连接电阻 R5，电阻R5另一端连接电位器R7滑片，电位器R7-端连接-12V电源，电位器R7另一端连接+ 12V电源，所述芯片IC1引脚10连接电阻R3,电阻R3另一端分别连接芯片IC1引脚9和电阻R4， 电阻R4另一端分别连接接地电容C1和电阻R8，电阻R8另一端分别连接接地电容C2和运放 IC2同相端，运放IC2反相端分别连接电容C3和电阻R11，电阻R11另一端分别连接运放IC2输 出端、电容C3另一端和接口 TorqueOutl，所述芯片IC1采用AD524。
[0006] 作为本实用新型进一步的方案:所述运放IC2采用LM358。
[0007] 作为本实用新型再进一步的方案:所述接口 JP1连接力传感器。
[0008] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:本实用新型力传感器信号调理电路 可有效避免干扰信号，具有较小的温漂系数，有效保障制动力检测结果的准确性。
【附图说明】
[0009] 图1为力传感器信号调理电路的电路图。
【具体实施方式】
[0010]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。
[0011]请参阅图1，本实用新型实施例中，一种力传感器信号调理电路，包括接口 JP1、芯 片IC1、电阻R1、电容C1、运放IC2和电阻R6，所述接口 JP1引脚1通过电阻R1连接-12V电源，接 口 JP1引脚2通过电阻R2连接+12 V电源，接口 JP1引脚3连接芯片IC1引脚1，接口 JP1引脚4连 接芯片IC1引脚2,芯片IC1引脚3连接芯片IC1引脚12,芯片IC1引脚8连接+12V电源，芯片IC1 引脚7连接-12V电源，芯片IC1引脚4通过电位器R6连接芯片IC1引脚5,电位器R6滑片连接+ 12V电源，芯片IC1引脚6连接电阻R5，电阻R5另一端连接电位器R7滑片，电位器R7-端连接-12V电源，电位器R7另一端连接+12V电源，所述芯片IC1引脚10连接电阻R3,电阻R3另一端分 别连接芯片IC1引脚9和电阻R4,电阻R4另一端分别连接接地电容C1和电阻R8,电阻R8另一 端分别连接接地电容C2和运放IC2同相端，运放IC2反相端分别连接电容C3和电阻R11，电阻 R11另一端分别连接运放IC2输出端、电容C3另一端和接口 TorqueOutl，所述芯片IC1采用 AD524;所述运放IC2采用LM358;所述接口 JP1连接力传感器。
[0012] 本实用新型的工作原理是:请参阅图1，为有效避免干扰信号，提高检测精度，采用 AD524精密仪表放大器，具有高线性度、高共模抑制、低失调电压漂移等特性，直接利用 AD524精密仪表放大器对力传感器信号进行放大，有效防止传感器信号在传输过程中衰减， 提高力传感器的信号传输能力。考虑到制动力信号为低频信号，将ADAD524的输出信号经过 R4、C1、R8和C2组成的二阶RC低通滤波器进行滤波，有效滤除大电流和台体振动引进的高频 干扰信号。IC2、C3和R11组成一阶有源低通滤波器，滤除制动力信号在放大和传输过程中引 入的噪声和干扰，确保制动力信号真实可靠。
[0013] JP1接口直接连接力传感器，R1和R2为限流电阻，防止传感器过流烧坏，JP1的3脚 和4脚连接传感器的力输出信号，力传感器输出信号通过差分输入形式连接到IC1的同相输 入端2脚和反相输入端1脚。IC1的4脚、5脚和8脚连接可变电阻R6,可变电阻R6调整输入失调 电压，可变电阻固定端连接到4脚和5脚，中心抽头端连接到8脚。IC1的14脚、15脚和7脚连接 可变电阻可对输出失调电压调零。调理电路采用AD524内部预置的固定增益，将IC1 12脚 G100和3脚RG2连接，设定放大倍数为100。IC1的7脚连接负电源，设定为-12V; IC1的8脚连接 正电源，设定为+12V;IC1的6脚为参考端，用来补偿输出电平，通过在输出端连接电阻R5和 可变电阻R7来补偿误差，可变电阻R7的固定端分别连接-12V和+12V，中心抽头端通过电阻 R5连接到IC1的6脚，这样通过可变电阻R7调整电压施加到参考端，改变IC1输出级运放同相 端电位，从而改变输出电压。IC1的10脚为检测端，是放大器输出放大部分的反馈点，通过电 阻R3与输出端9脚连接，通过调整电阻R3的阻值，可进一步调整放大倍数。
[0014] IC1的9脚的输出电压值，经R4和C1组成的低通滤波器进行滤波，让频率低于;^ r 45W''' 的低频率信号通过，而将高频率信号加以抑制或使其急剧衰减。当干扰信号与低频力信号 不在同一频率范围内时，可使用滤波器有效的抑制干扰。
[0015] 经R4和Cl滤波输出的信号再经R8和C2组成的低通滤波器进行进一步滤波，用集成 运放IC2和R11、C3组成的有源滤波器比较适用于低频信号，IC2的4脚接-12V电源，8脚接+ 12V电源，IC2的同相端接经无源滤波后的力传感器信号，反相端经电容C3和电阻R11连接到 IC2的输出端，有源滤波器除滤波外，它还具有一定的增益，克服了无源滤波电路的滤波参 数随负载变化，且因输入与输出之间有良好的隔离而便于级联。由于力传感器信号具有频 率低、幅值小、易受干扰等特点，因而无源和有源低通滤波器结合，可确保制动力信号的真 实性，接口 TorqueOutl为力传感器信号调理输出端，可直接接单片机AD接口进行信号采集。
[0016] 对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而 且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新 型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新 型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含 义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制 所涉及的权利要求。
[0017] 此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包 含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当 将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员 可以理解的其他实施方式。
【主权项】
1. 一种力传感器信号调理电路，包括接口 JP1、芯片IC1、电阻R1、电容C1、运放IC2和电 阻R6,其特征在于，所述接口 JP1引脚1通过电阻R1连接-12V电源，接口 JP1引脚2通过电阻R2 连接+12V电源，接口 JP1引脚3连接芯片IC1引脚1，接口 JP1引脚4连接芯片IC1引脚2,芯片 IC1引脚3连接芯片IC1引脚12，芯片IC1引脚8连接+12V电源，芯片IC1引脚7连接-12V电源， 芯片IC1引脚4通过电位器R6连接芯片IC1引脚5，电位器R6滑片连接+12V电源，芯片IC1引脚 6连接电阻R5，电阻R5另一端连接电位器R7滑片，电位器R7-端连接-12V电源，电位器R7另 一端连接+12V电源，所述芯片IC1引脚10连接电阻R3,电阻R3另一端分别连接芯片IC1引脚9 和电阻R4，电阻R4另一端分别连接接地电容C1和电阻R8，电阻R8另一端分别连接接地电容 C2和运放IC2同相端，运放IC2反相端分别连接电容C3和电阻R11，电阻R11另一端分别连接 运放IC2输出端、电容C3另一端和接口 TorqueOutl，所述芯片IC1采用AD524。2. 根据权利要求1所述的力传感器信号调理电路，其特征在于，所述运放IC2采用 LM358〇3. 根据权利要求1所述的力传感器信号调理电路，其特征在于，所述接口 JP1连接力传 感器。
【专利摘要】本实用新型公开了一种力传感器信号调理电路，包括接口JP1、芯片IC1、电阻R1、电容C1、运放IC2和电阻R6，所述接口JP1引脚1通过电阻R1连接-12V电源，接口JP1引脚2通过电阻R2连接+12V电源，接口JP1引脚3连接芯片IC1引脚1，接口JP1引脚4连接芯片IC1引脚2，芯片IC1引脚3连接芯片IC1引脚12，芯片IC1引脚8连接+12V电源，芯片IC1引脚7连接-12V电源，芯片IC1引脚4通过电位器R6连接芯片IC1引脚5，电位器R6滑片连接+12V电源。本实用新型力传感器信号调理电路可有效避免干扰信号，具有较小的温漂系数，有效保障制动力检测结果的准确性。
【IPC分类】G01L5/22
【公开号】CN205262662
【申请号】CN201521060629
【发明人】黄万友, 范艳艳, 田雪松
【申请人】山东交通学院
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2015年12月17日