一种用于压力检测的单通道吨位模块电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于压力检测的单通道吨位模块电路，包括电源电路；用来给外部传感器提供工作电压的传感器激励电路；通过外部时间周期信号控制吨位模块实时采样传感器信号，并控制瞬时电压输出信号和峰值电压输出信号归零的控制电路；用来归零瞬时电压输出信号和峰值电压输出信号，以及在单位时间周期内实时比较并锁存输出峰值电压的第一信号处理电路；根据传感器的反馈信号实现瞬时电压输出信号的零点可调以及幅值可调的第二信号处理电路。本实用新型简化了传统吨位模块结构，并能够在在检测周期内精确准确记录传感器检测最大值。
【专利说明】—种用于压力检测的单通道吨位模块电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种压力值检测设备，尤其是一种纯硬件电路设计的单通道吨位模块电路。
【背景技术】
[0002]吨位模块适配于全桥传感器或者负荷单元，用于实现压力值检测。现有吨位模块存在以下缺点:
[0003](I)调试使用不方便，零点校准、放大增益调整困难，且输出电压不能在每个时间信号开始时自动归零；(2)输入电源及信号抗干扰性能弱；(3)存在软件主频的限制，输出反应速度慢；(4)存在实时采样偏差，输出电压精度不高；(5)在单位时间周期内，不能自动比较并锁存峰值电压。
【发明内容】
[0004]发明目的:针对上述现有技术，提供一种用于压力检测的单通道吨位模块电路，简化传统吨位模块结构，并能够在在检测周期内精确准确记录传感器检测最大值。
[0005]技术方案:一种用于压力检测的单通道吨位模块电路，包括:
[0006]用来给吨位模块电路提供工作电压的电源电路；
[0007]用来给外部传感器提供正负幅值可调的工作电压的传感器激励电路；
[0008]通过外部时间周期信号控制吨位模块实时采样传感器信号，并通过外部时间周期信号的上升沿来触发瞬时电压输出信号和峰值电压输出信号归零的控制电路；
[0009]用来归零瞬时电压输出信号和峰值电压输出信号，以及在单位时间周期内实时比较瞬时电压输出信号，并将得到的峰值电压输出信号锁存并输出的第一信号处理电路；
[0010]根据传感器的反馈信号实现瞬时电压输出信号的零点可调以及瞬时电压输出信号幅值可调的第二信号处理电路。
[0011]作为本发明的优选方案，所述控制电路包括第一信号滤波电路、第一信号放大电路、CMOS模拟开关芯片控制电路；
[0012]其中，外部时间周期信号经所述信号滤波电路滤波后，经所述信号放大电路放大后传输至所述CMOS模拟开关芯片控制电路；所述CMOS模拟开关芯片控制电路输出基准地信号至所述第二信号处理电路来控制吨位模块实时采样传感器信号，并在外部时间周期信号的上升沿时，输出归零触发信号至所述第一信号处理电路。
[0013]作为本发明的优选方案，所述第一信号处理电路包括第二信号放大电路，以及用作峰值电压归零、比较及锁存的单稳态多谐振荡器控制电路；
[0014]其中，所述单稳态多谐振荡器控制电路根据所述控制电路发出的输出信号归零触发信号，将瞬时电压输出信号和峰值电压输出信号归零；并根据所述第二信号处理电路发出的瞬时电压输出信号，在单位时间周期内实时比较瞬时电压值，并将峰值电压锁存并输出。[0015]有益效果:本实用新型的控制电路能够根据外部输入的时间周期信号，经过放大电路来控制CMOS模拟开关芯片，用来控制吨位模块是否正常工作以及能过外部是时间周期信号的上升沿来触发PEAK峰值锁存信号的清零。第一信号处理电路能够根据实时输出瞬时电压的轨迹电压值，在单位时间周期内不断比较，得到最大的峰值输出电压并通过单稳态多谐振荡器锁存输出。第二信号处理电路能够根据传感器的反馈信号，经过多级运放电路以及外部各种开关、电位器，来实现输出瞬时电压的零点可调，输出幅值可调的输出效果O
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是一种用于压力检测的单通道吨位模块电路结构示意图；
[0017]图2是电源电路关系图；
[0018]图3是传感器激励电路关系图；
[0019]图4是控制电路关系图；
[0020]图5是第一信号处理电路关系图；
[0021]图6是第二信号处理电路关系图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图对本实用新型做更进一步的解释。
[0023]如图1所示，一种用于压力检测的单通道吨位模块电路，包括用来给吨位模块电路提供±12V工作电压的电源电路I ;用来给外部传感器提供正负幅值可调的±4V工作电压的传感器激励电路2 ;通过外部时间周期信号控制吨位模块采样传感器信号并通过外部时间信号的上升沿来触发瞬时电压输出信号和峰值电压输出信号归零的控制电路3 ;用来归零瞬时电压输出信号和峰值电压输出信号，以及在单位时间周期内实时比较瞬时电压输出信号，并将峰值电压锁存至信号输出端的第一信号处理电路4;以及根据传感器的反馈信号实现瞬时电压输出信号的电压值零点可调以及瞬时电压输出信号幅值可调的第二信号处理电路5。其中，电源电路I的具体电路如图2所示；传感器激励电路3的具体电路如图3所示。定义瞬时电压输出信号其TRACK信号，峰值电压输出信号为PEAK信号。
[0024]控制电路3为外部时间信号控制模拟开关电路，包括第一信号滤波电路、第一信号放大电路、CMOS模拟开关芯片控制电路；其中，外部时间周期信号经信号滤波电路滤波后，经信号放大电路放大后传输至CMOS模拟开关芯片控制电路；CM0S模拟开关芯片控制电路输出基准地信号至第二信号处理电路5，并在外部时间周期信号的上升沿时，输出信号归零触发信号至第一信号处理电路4。具体电路如图4所不,包括两个型号为2N4401的NPN型三极管，以及型号为MAX318ESA的CMOS模拟开关芯片。根据外部输入的时间周期信号，经过三极管驱动放大来控制CMOS模拟开关芯片MAX318，主要用来控制使能采样电路是否正常工作以及能在外部时间周期信号的上升沿来触发峰值电压锁存信号的清零。
[0025]第一信号处理电路4为峰值电压归零、比较及锁存电路，包括第二信号放大电路，以及用作峰值电压归零、比较及锁存的单稳态多谐振荡器控制电路；其中，单稳态多谐振荡器控制电路根据控制电路3发出的输出信号归零触发信号，将瞬时电压输出信号和峰值电压输出信号归零；并根据第二信号处理电路5发出的峰值电压输出信号实时轨迹电压值，在单位时间周期内实时比较瞬时电压输出信号，并将瞬时电压输出信号最大电压锁存至峰值电压信号输出端。具体电路如图5所示，包括三个型号为2N4401的NPN型三极管、型号为LF412C的JFET双通道输入运算放大器，以及型号为HCF4047的单稳态多谐振荡器。
[0026]第二信号处理电路5包括输出增益高/低档切换开关、阻值为O?100K的调零点电位器、工作模式选择开关、阻值为O?100K的调增益电位器，以及型号为LF412C的JFET双通道输入运算放大器，具体电路如图6所示。第二信号处理电路5为传感器输入信号放大、调零、调增益模块电路，根据传感器的反馈信号，经过多级运放电路以及外部开关、电位器，来实现输出瞬时电压的零点可调，输出幅值可调的输出效果。
[0027]其中，J3为输出增益高/低档切换开关。当拨至高档位时，内部选中1ΜΩ电阻，经LF412C运放芯片放大传感器线反馈信号，实现高倍档电压输出；当拨至低档位时，内部选中140ΚΩ电阻，经LF412C运放芯片放大传感器线反馈信号，实现低倍档电压输出。
[0028]J4为外部传感器接口。本接口共包含:传感器反馈信号输入J4.1及J4.3，经RC滤波电路后直接连接运放芯片LF412C ;传感器工作电压输出J4.4及J4.5，本电压由模块内部土 12V通过LM317及LM337调节得到
[0029]J5为工作模块选择开关。当拨至J5.1时，可用于调节模块输出增益GAIN，GAIN调节得越大，输出的电压幅值也越大；当拨至J5.2时，可用于调节模块输出电压零点，主要用于运放电路的参考零点设置；当拨至J5.3时，即选择正常工作状态，模块进入实时采样工作状态。
[0030]R5为零点调节电位器。本电位器接入运放电路中，可通过改变阻值大小，实现参考零点的设置。
[0031]R7为增益调节电位器。本电位器接入运放电路中，可通过改变阻值大小，实现输出电压放大倍数的设置。
[0032]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种用于压力检测的单通道吨位模块电路，其特征在于:包括 用来给吨位模块电路提供工作电压的电源电路(I)； 用来给外部传感器提供正负幅值可调的工作电压的传感器激励电路(2); 通过外部时间周期信号控制吨位模块实时采样传感器信号，并通过外部时间周期信号的上升沿来触发瞬时电压输出信号和峰值电压输出信号归零的控制电路(3)； 用来归零瞬时电压输出信号和峰值电压输出信号，以及在单位时间周期内实时比较瞬时电压输出信号，并将得到的峰值电压输出信号锁存并输出的第一信号处理电路(4)；根据传感器的反馈信号实现瞬时电压输出信号的零点可调以及瞬时电压输出信号幅值可调的第二信号处理电路(5)。
2.根据权利要求1所述的一种用于压力检测的单通道吨位模块电路，其特征在于: 所述控制电路(3)包括第一信号滤波电路、第一信号放大电路、CMOS模拟开关芯片控制电路； 其中，外部时间周期信号经所述信号滤波电路滤波后，经所述信号放大电路放大后传输至所述CMOS模拟开关芯片控制电路；所述CMOS模拟开关芯片控制电路输出基准地信号至所述第二信号处理电路(5)来控制吨位模块实时采样传感器信号，并在外部时间周期信号的上升沿时，输出归零触发信号至所述第一信号处理电路(4)。
3.根据权利要求2所述的一种用于压力检测的单通道吨位模块电路，其特征在于: 所述第一信号处理电路(4)包括第二信号放大电路，以及用作峰值电压归零、比较及锁存的单稳态多谐振荡器控制电路； 其中，所述单稳态多谐振荡器控制电路根据所述控制电路(3)发出的输出信号归零触发信号，将瞬时电压输出信号和峰值电压输出信号归零；并根据所述第二信号处理电路(5)发出的瞬时电压输出信号，在单位时间周期内实时比较瞬时电压值，并将峰值电压锁存并输出。
【文档编号】H03K3/023GK203617977SQ201320775316
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2013年11月29日 优先权日:2013年11月29日
【发明者】郭俊 申请人:南京众辉鼎自动化科技有限公司