本实用新型涉及一种信号采集装置，具体涉及一种张力值分段采集装置，属于传感器技术领域。
背景技术：
目前，纺织行业的张力传感器一般是模拟量电压输出0～10V，对应与0～100克或0～1千克(如BTSR TS44等)，而微控制单元(MCU)的模拟量输入都是在3.3V或5V之间。因此0～10V的电压往往无法被MCU直接采集。
因此，为解决上述技术问题，确有必要提供一种创新的张力值分段采集装置，以克服现有技术中的所述缺陷。
技术实现要素：
为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种张力值分段采集装置。
为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种张力值分段采集装置，其包括电源模块、接口模块、ADC1电压取样电路模块、ADC2电压取样电路模块、ADC3电压取样电路模块以及MCU；其中，所述电源模块电性连接至MCU，并为MCU供电；所述接口模块上设有检测节点I、检测节点II以及检测节点III；所述ADC1电压取样电路模块一端连接至检测节点I，另一端连接至MCU；所述ADC2电压取样电路模块一端连接至检测节点II，另一端连接至MCU；所述ADC3电压取样电路模块一端连接至检测节点III，另一端连接至MCU。
本实用新型的张力值分段采集装置进一步设置为：所述检测节点I、检测节点II和检测节点III呈串联设置。
本实用新型的张力值分段采集装置进一步设置为：所述电源模块中采用LM2575芯片。
本实用新型的张力值分段采集装置进一步设置为：所述ADC1电压取样电路模块中采用由LM393构成的钳位电路。
本实用新型的张力值分段采集装置还设置为：所述ADC2电压取样电路模块和ADC3电压取样电路模块中采用由LM358构成的电压跟随器。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型的张力值分段采集装置不仅可以全电压段采集张力值的模拟量，而且可以保持低张力值时的高精度采样，避免了简单分压采集在低张力时的缺陷。
【附图说明】
图1是本实用新型的张力值分段采集装置的电路图。
【具体实施方式】
请参阅说明书附图1所示，本实用新型为一种张力值分段采集装置，其由电源模块1、接口模块2、ADC1电压取样电路模块3、ADC2电压取样电路模块4、ADC3电压取样电路模块5以及MCU6等几部分组成。
其中，所述电源模块1电性连接至MCU6，并为MCU6供电。该电源模块1采用LM2575芯片，最大输入电压45V，最大输出电流1A，最大稳压误差4％，转换效率75％～88％。
所述接口模块2的张力反馈电压模拟量0～10V(对应与0～100克、0～1千克或0～5千克等)经过分段精密电阻R4～R7分压。该接口模块2上设有检测节点I21、检测节点II22以及检测节点III23，该检测节点I21、检测节点II22和检测节点III23呈串联设置。检测节点I21为直接检测点，电压值为张力传感器实际反馈电压，由ADC1电压取样电路模块取样电压值；检测节点II22为实际反馈电压1/2分压，由ADC2电压取样电路模块取样电压值；检测节点III23为1/3分压，由ADC3电压取样电路模块取样电压值。
所述ADC1电压取样电路模块3一端连接至检测节点I21，另一端连接至MCU6。该ADC1电压取样电路模块3中采用由LM393构成的钳位电路。由于是直接取样，电压值范围是0～10V，由LM393构成的钳位电路将最高输出电压ADC1控制在R2和R3决定的比较电压3.3V之内，确保MCU的模拟量输入口安全。当ADC1出的电压达到后者接近3.3V时，所以第一段ADC1电压值已经饱和，由MCU决定在ADC2取样张力电压值。
所述ADC2电压取样电路模块4一端连接至检测节点II22，另一端连接至MCU6。该ADC2电压取样电路模块采用由LM358构成的电压跟随器。经过1/2分压的Node2节点电压，范围是0～5V，经由LM358构成的电压跟随器后，张力电压值供给MCU6取样。
LM358电压跟随器其高输入阻抗使得分压电路的精度不受影响，其低输出阻抗使得MCU6得到一个稳定的电压值，即在分压电路和MCU6之间实现了“隔离”使得输入输出阻抗匹配，确保了分压取样精度。
由于ADC2电压取样电路模块4最高电压是5V，超出3.3V的MCU6取样电压范围，因此另外加了一个3.3V的稳压二极管BZG05C3V3，使ADC2电压取样电路模块4的最高限制在3.3V。
所述ADC3电压取样电路模块5一端连接至检测节点III23，另一端连接至MCU6，其亦采用由LM358构成的电压跟随器，经过1/3分压的检测节点III23电压，范围是0～3.33V。
本实用新型的张力值分段采集装置的设计原理如下：0～10V的张力电压值，在第一段0～3.3V电压范围时，经由ADC1电压取样电路模块3采样，按10位ADC计算，采样精度3.2mV即范围为100克的张力传感器张力分辨率为0.032克，范围为1千克张力传感器张力分辨率为0.32克，在低张力时能够得到很高的精度。
在第二段3.3～6.6V电压范围时，ADC1电压取样电路模块3的电压已经达到3.3V，因此MCU6可从ADC2电压取样电路模块4采样电压，采样电压值乘以2，即为实际电压值。100克的张力传感器在33～66克的张力范围分辨率为0.064克，1千克张力传感器张力分辨率为0.64克
同理，第三段6.6～9.9V电压范围时，ADC1电压取样电路模块3和ADC2电压取样电路模块4均达到3.3V，MCU6从ADC3电压取样电路模块5采样电压，100克的张力传感器在33～66克的张力范围分辨率为0.096克，1千克张力传感器张力分辨率为0.96克，具体结果如下：
以上的具体实施方式仅为本创作的较佳实施例，并不用以限制本创作，凡在本创作的精神及原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本创作的保护范围之内。