一种传感器动态响应自适应补偿的实现电路的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种传感器动态响应自适应补偿的实现电路，涉及一种仪器仪表，电子测量，自动控制领域，具体为一种传感器动态响应自适应补偿的硬件实现方法，主要用于解决使用动态补偿器存在的时间延迟以及噪声干扰，数据处理复杂等技术问题。本发明采用该动态补偿电路，能有效避免使用复杂的软件处理算法和高端的DSP处理芯片，数据处理复杂响应速度快，并且生产成本较低。
【专利说明】一种传感器动态响应自适应补偿的实现电路
【技术领域】
[0001] 本发明涉及传感器动态响应【技术领域】，尤其涉及一种传感器动态响应自适应补偿 的实现电路。
【背景技术】
[0002] 传感器动态响应特性会直接影响到后端测试系统的测试性能，尤其是具备振荡特 性的动态响应特性会影响测试精度和测试速度。例如：称重传感器输出响应除了受到传感 器本身重量影响外，还受到被测物体重量的影响。称重传感器由应变计和弹性体组成，由于 弹性体的阻尼比过小，传感器到达稳态的时间较长，动态特性较差，难以满足快速测量的要 求。提高传感器动态响应的快速性，可从两方面入手：一是改变其结构、参数和设计，减少 中间传递环节，从而提高快速性；二是设计动态补偿器，串接在传感器之后，以缩短整个测 量系统到达稳态的时间（吴忠强.称重传感器自适应补偿器的设计[J].电机与控制学报， 2002,6 (3):261-264)。目前采用比较多的方法是设计动态补偿器，且采用软件方法实现较 多，如基于遗传算法优化的函数联接型神经网络（FLANN)的称重传感器动态补偿方法。但 是软件方法依然存在时间延迟以及噪声干扰，数据处理复杂等问题。
【发明内容】
[0003] 本发明主要是解决现有技术中所存在的技术问题，从而提供一种避免使用复杂的 软件处理算法和高端的DSP处理芯片，响应速度快，成本低的传感器动态响应自适应补偿 的实现电路。
[0004] 本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的： 本发明提供的传感器动态响应自适应补偿的实现电路，其特征在于：包括第一至第五 运算放大器、三极管、第一至十三电阻、第一、第二光耦、第一、第二电容，所述第一运算放大 器的反相输入端与所述第三电阻的一端、第一电容的一端相连接，其同相输入端接地，其输 出端与第一电容的另一端、第五电阻的一端、第二电阻的一端相连接，所述第三电阻的另一 端与所述第四电阻的一端、第一电阻的一端、第二电阻的另一端、第二电容的一端相连接， 以及所述第一电阻的另一端与输入信号电压相连接；所述第二运算放大器的反相输入端与 所述第二电容的另一端、第二光耦的第1脚相连接，其同相输入端接地，其输出端与所述第 二光耦的第2脚、第六电阻的一端相连接；所述第三运算放大器的反相输入端与所述第五 电阻的另一端、第六电阻的另一端，第八电阻的一端相连接，其同相输入端与所述第四电阻 的另一端相连接，其输出端与所述第八电阻的另一端、第七电阻的一端相连接；所述第四运 算放大器的反相输入端与所述第一光耦的第1脚、第十电阻的一端相连接，其同相输入端 接地，其输出端与所述第十电阻的另一端、第十一电阻的一端相连接，所述第一光耦的第2 脚与所述参考电压相连接，所述第一光耦的第3脚经所述第九电阻与电源正极相连接，所 述第一光耦的第4脚与所述第二光耦的第3脚相连接；所述第五运算放大器的反相输入端 与所述第七电阻的另一端、第十一电阻的另一端、第三电容的一端相连接，其同相输入端接 地，其输出端与所述第三电容的另一端、第十二电阻的一端相连接；所述三极管的基极与所 述第十二电阻的另一端相连接，其集电极经第十三电阻与所述电源负极相连接，其发射机 与所述第二光耦的第4脚相连接。
[0005] 进一步地，所述第一光耦包括第一光耦电阻、第二光耦包括第二光耦电阻，所述 第一光耦电阻与所述第二光耦电阻大小相等。
[0006] 本发明的有益效果在于：采用该动态补偿电路，能有效避免使用复杂的软件处理 算法和高端的DSP处理芯片，数据处理复杂响应速度快，并且生产成本较低。
【专利附图】
【附图说明】
[0007] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。
[0008] 图1是本发明的传感器动态响应自适应补偿的实现电路的电路图； 图2是本发明的传感器动态响应自适应补偿的被测物体质量 m = ：l电时补偿前后动态特性响应曲线图； 图3是本发明的传感器动态响应自适应补偿的被测物体质量m = 0_5吃时补偿前后动 态特性响应曲线图。
【具体实施方式】
[0009] 下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能 更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0010] 参阅图1所示，本发明的传感器动态响应自适应补偿的实现电路，其特征在于：包 括第一至第五运算放大器（IC1-IC5)、三极管Q1、第一至十三电阻（R1-R13)、第一、第二光 奉禹（0C1、0C2)、第一、第二电容（Cl、C2)，第一运算放大器IC1的反相输入端与第三电阻R3 的一端、第一电容C1的一端相连接，其同相输入端接地，其输出端与第一电容C1的另一端、 第五电阻R5的一端、第二电阻R2的一端相连接，第三电阻R3的另一端与第四电阻R4的一 端、第一电阻R1的一端、第二电阻R2的另一端、第二电容C2的一端相连接，以及第一电阻 R1的另一端与输入信号电压Vi相连接；第二运算放大器IC2的反相输入端与第二电容C2 的另一端、第二光耦0C2的第1脚相连接，其同相输入端接地，其输出端与第二光耦0C2的 第2脚、第六电阻R6的一端相连接；第三运算放大器IC3的反相输入端与第五电阻R5的另 一端、第六电阻R6的另一端，第八电阻R8的一端相连接，其同相输入端与第四电阻R4的另 一端相连接，其输出端与第八电阻R8的另一端、第七电阻R7的一端相连接；第四运算放大 器IC4的反相输入端与第一光稱0C1的第1脚、第十电阻R10的一端相连接，其同相输入端 接地，其输出端与第十电阻R10的另一端、第i 电阻R11的一端相连接，第一光稱0C1的 第2脚与参考电压Vr相连接，第一光耦0C1的第3脚经第九电阻R9与电源正极相连接，第 一光稱0C1的第4脚与第二光稱0C2的第3脚相连接；第五运算放大器IC5的反相输入端 与第七电阻R7的另一端、第i 电阻R11的另一端、第三电容C3的一端相连接，其同相输 入端接地，其输出端与第三电容C3的另一端、第十二电阻R12的一端相连接；三极管Q1的 基极与第十二电阻R12的另一端相连接，其集电极经第十三电阻R13与电源负极相连接，其 发射极与第二光稱0C2的第4脚相连接。优选的，第一光稱0C1包括第一光稱电阻Rpl、第 二光耦0C2包括第二光耦电阻（Rp2)，第一光耦电阻Rpl与第二光耦电阻Rp2大小相等。 [0011] 下面针对传感器动态响应自适应补偿的实现电路的工作原理，来对本发明作进一 步的介绍： 称重传感器模型为二阶系统模型，并可表示为（吴忠强.称重传感器自适应补偿器的 设计[J].电机与控制学报，2002,6 (3):261-264):
【权利要求】
1. 一种传感器动态响应自适应补偿的实现电路，其特征在于：包括第一至第五运算放 大器（IC1-IC5)、三极管（Q1)、第一至十三电阻（R1-R13)、第一、第二光耦（0C1、0C2)、第一、 第二电容（C1、C2)，所述第一运算放大器（IC1)的反相输入端与所述第三电阻（R3)的一端、 第一电容（C1)的一端相连接，其同相输入端接地，其输出端与第一电容（C1)的另一端、第 五电阻（R5)的一端、第二电阻（R2)的一端相连接，所述第三电阻（R3)的另一端与所述第四 电阻（R4)的一端、第一电阻（R1)的一端、第二电阻（R2)的另一端、第二电容（C2)的一端相 连接，以及所述第一电阻（R1)的另一端与输入信号电压（Vi)相连接；所述第二运算放大器 (IC2)的反相输入端与所述第二电容（C2)的另一端、第二光耦（0C2)的第1脚相连接，其同 相输入端接地，其输出端与所述第二光耦（0C2)的第2脚、第六电阻（R6)的一端相连接；所 述第三运算放大器（IC3)的反相输入端与所述第五电阻（R5)的另一端、第六电阻（R6)的另 一端，第八电阻（R8)的一端相连接，其同相输入端与所述第四电阻（R4)的另一端相连接， 其输出端与所述第八电阻（R8)的另一端、第七电阻（R7)的一端相连接；所述第四运算放大 器（IC4)的反相输入端与所述第一光耦（0C1)的第1脚、第十电阻（R10)的一端相连接，其 同相输入端接地，其输出端与所述第十电阻（R10)的另一端、第十一电阻（R11)的一端相连 接，所述第一光耦（0C1)的第2脚与所述参考电压（Vr)相连接，所述第一光耦（0C1)的第3 脚经所述第九电阻（R9)与电源正极相连接，所述第一光耦（0C1)的第4脚与所述第二光耦 (0C2)的第3脚相连接；所述第五运算放大器（IC5)的反相输入端与所述第七电阻（R7)的 另一端、第十一电阻（R11)的另一端、第三电容（C3)的一端相连接，其同相输入端接地，其 输出端与所述第三电容（C3)的另一端、第十二电阻（R12)的一端相连接；所述三极管（Q1) 的基极与所述第十二电阻（R12)的另一端相连接，其集电极经第十三电阻（R13)与所述电 源负极相连接，其发射极与所述第二光耦（0C2)的第4脚相连接。
2. 如权利要求1所述的传感器动态响应自适应补偿的实现电路，其特征在于：所述第 一光稱（0C1)包括第一光稱电阻（Rpl)、第二光稱（0C2)包括第二光稱电阻（Rp2)，所述第 一光耦电阻（Rpl)与所述第二光耦电阻（Rp2)大小相等。
【文档编号】G01G23/00GK104111081SQ201410279171
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年6月21日 优先权日:2014年6月21日
【发明者】陈希, 刘洋, 陈赵江, 余水宝, 褚佳春 申请人:浙江师范大学