一种传感器信号调理装置及其高精度清零信号采集芯片的制作方法

本实用新型涉及一种传感器信号调整装置的高精度清零信号采集芯片，并且涉及一种具有高精度清零信号采集芯片的传感器信号调理装置。

背景技术：

传感器信号调理装置一般包括传感器、信号采集芯片、输出协议和显示/控制装置，能够将压力、温度、力、流量、位置、超声波等被测量物理量，通过转换成模拟信号、模拟信号预处理、输出协议输出为可直接用于工业系统的状态显示或控制的信号。为了提高信号调理装置的稳定性及克服零漂问题，通常会在信号采集芯片中设置清零电路，清零电路每次清零使信号采集芯片采样时把此前的状态重置、电荷清零，使检测采样时的初始条件一致。

但是目前市面上的信号采集芯片，在某个应用场合，只能固定时间周期(如1秒、2秒)定时清零一次，会出现信号采集芯片堆积的信号偏低或偏高的现象，造成信号采集芯片线性度差、芯片易损坏的问题。

因此，本实用新型的目的在于提供一种高精度清零信号采集芯片和一种具有高精度清零信号采集芯片的传感器信号调理装置，使电荷清零与传感器参数匹配、高精度的不定时电荷清零，并且可以不同型号传感器多场合切换，具有信号采集芯片线性度好、不易损坏且多场合切换应用的优点。

技术实现要素：

本实用新型提供一种传感器信号调理装置的高精度清零信号采集芯片，并且提供一种具有高精度清零信号采集芯片的传感器信号调理装置，能够根据电容式传感器的型号、参数，高精度的不定时电荷清零，使得所述信号采集芯片线性度好、不易损坏，提高信号采集芯片性能，并且一个所述信号采集芯片可以满足不同型号电容式传感器的切换使用，具有多场合切换应用的巨大实用价值。

在本实用新型的一方面中，提供了一种传感器信号调理装置，所述装置包括：电容式传感器、高精度清零信号采集芯片、转换器、显示/控制器；信号采集芯片的输入端与电容式传感器的输出端连接、输出端与转换器的输入端连接，转换器的输出端与显示/控制器的输入端连接；电容式传感器将被测量信息转换成电模拟信号输出到信号采集芯片，信号采集芯片将输入的信号进行放大、修正和补偿等预处理后输出到转换器，转换器将输入的信号转换成数字信号、电压信号或电流信号等信号后输出到显示/控制装置，显示/控制装置对输入的信号进行状态显示和控制；其特征在于，所述信号采集芯片包括集成放大器、清零电路和比较器，电容式传感器的输出端与集成放大器和清零电路连接，转换器的输出端还与比较器输入端连接，比较器的输出端与清零电路连接，所述集成放大器对电容式传感器输入的信号进行预处理，预处理后的信号通过转换器转换后输出到比较器，根据电容式传感器的型号对应设置好比较器的阈值，当转换器输入比较器的信号值达到比较器阈值时，与比较器连接的清零电路开启接地开关、进行电荷清零。

解决了现有技术中信号采集芯片固定时间周期、定时电荷清零，精度低、线性度差、芯片易损坏的技术问题，实现信号采集芯片的输出信号有反馈性的、高精度的不定时电荷清零，使信号采集芯片线性度好、不易损坏，提高信号采集芯片性能。

在一些实施方式中，所述传感器信号调理装置还包括单片机，所述单片机的输入端与显示/控制器连接、输出端与信号采集芯片的比较器输入端连接，当切换电容式传感器时，依据切换后的电容式传感器的参数，通过显示/控制器采用软件或人工方式对应的实时设置比较器的阈值，当转换器输入比较器的信号值达到比较器阈值时，与比较器连接的清零电路开启接地开关、进行电荷清零。实现一个信号采集芯片满足不同型号电容式传感器的切换使用。

在一些实施方式中，所述集成放大器包括信号放大电路、滤波电路，对电容式传感器输入的信号进行放大、修正、补偿等预处理。

在一些实施方式中，所述转换器包括数字输出装换器、电压输出装换器、电流输出装换器，所述数字输出装换器包括a/d装换器。

在一些实施方式中，所述电容式传感器包括压力传感器、红外传感器。

在本实用新型的另一方面中，提供了一种传感器信号调理装置的高精度清零信号采集芯片，所述信号采集芯片包括：包括集成放大器、清零电路和比较器；集成放大器的输入端和清零电路与电容式传感器的输出端连接，集成放大器的输出端与转换器输入端连接，转换器的输出端与显示/控制器和比较器输入端连接，比较器的输出端与清零电路连接；电容式传感器将被测量信息转换成电模拟信号输出，集成放大器将输入的信号进行预处理后输出到转换器，转换器将输入的信号转换成数字信号、电压信号或电流信号输出到显示/控制装置和比较器，比较器根据电容式传感器的型号对应设置好比较器的阈值，当转换器输入比较器的信号值达到比较器阈值时，与比较器连接的清零电路开启接地开关、进行电荷清零。

在一些实施方式中，所述信号采集芯片的比较器的输入端还可与外接单片机连接，所述单片机的输入端与显示/控制器连接，当切换电容式传感器时，依据切换后的电容式传感器的参数，通过显示/控制器软件或人工对应的实时设置比较器的阈值，当转换器输入比较器的信号值达到比较器阈值时，与比较器连接的清零电路开启接地开关、进行电荷清零。实现一个信号采集芯片满足不同型号电容式传感器的切换使用。

在一些实施方式中，所述集成放大器包括信号放大电路、滤波电路，对电容式传感器输入的信号进行放大、修正、补偿等预处理。

应理解，在本实用新型范围内中，本实用新型的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。

附图说明

通过下面说明书和所附的权利要求书并与附图结合，将会更加充分地描述本申请内容的上述和其他特征。可以理解，这些附图仅描绘了本申请内容的若干实施方式，因此不应认为是对本申请内容范围的限定。通过采用附图，本申请内容将会得到更加明确和详细地说明。

图1为信号调理装置结构图。

图2为另一信号调理装置结构图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图，对本实用新型做进一步阐述。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，下列实施例中未注明具体条件的操作方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件，所用的材料如无特别说明，均为市售产品。

实施例1：

一种传感器信号调理装置，所述装置包括：压力传感器、高精度清零信号采集芯片、a/d转换器、控制器，所述信号采集芯片包括集成放大器、清零电路和比较器。

所述压力传感器的输出端与集成放大器和清零电路连接，压力传感器将被测量信息转换成电模拟信号输出到集成放大器，集成放大器的输出端与a/d转换器的输入端连接，集成放大器将输入的信号进行预处理后输出到a/d转换器，a/d转换器的输出端与控制器和比较器输入端连接，a/d转换器将输入的信号转换成数字信号后输出，控制装置对输入的信号进行状态控制，比较器的输出端与清零电路连接，压力传感器的型号为s15-45n，设置比较器的阈值为1mv，当a/d转换器输入比较器的信号值达到330h时，与比较器连接的清零电路开启接地开关、进行电荷清零。

所述集成放大器包括信号放大电路、滤波电路，对电容式传感器输入的信号进行放大、修正、补偿等预处理。

实施例2：

一种传感器信号调理装置，所述装置包括：压力传感器、高精度清零信号采集芯片、a/d转换器、控制器、单片机，所述信号采集芯片包括集成放大器、清零电路和比较器。

所述压力传感器的输出端与集成放大器和清零电路连接，压力传感器将被测量信息转换成电模拟信号输出到集成放大器，集成放大器的输出端与a/d转换器的输入端连接，集成放大器将输入的信号进行预处理后输出到a/d转换器，a/d转换器的输出端与控制器和比较器输入端连接，a/d转换器将输入的信号转换成数字信号后输出，控制装置对输入的信号进行状态控制，控制器还与单片机输入端连接，单片机的输出端与比较器输入端连接，比较器的输出端与清零电路连接，压力传感器的型号为s15-45n，设置比较器的阈值为1mv，当a/d转换器输入比较器的信号值达到330h时，与比较器连接的清零电路开启接地开关、进行电荷清零，将压力传感器切换为型号为s15-450n的压力传感器，通过控制器利用软件将比较器的阈值设置为5mv，当a/d转换器输入比较器的信号值达到660h时，与比较器连接的清零电路开启接地开关、进行电荷清零，实现一个信号采集芯片满足不同型号电容式传感器的切换使用。

所述集成放大器包括信号放大电路、滤波电路，对电容式传感器输入的信号进行放大、修正、补偿等预处理。

尽管本实用新型已公开了多个方面和实施方式，但是其它方面和实施方式对本领域技术人员而言将是显而易见的。本实用新型公开的多个方面和实施方式仅用于举例说明，其并非旨在限制，在阅读了上述讲授内容之后，本领域技术人员可以作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。