一种力传感器信号放大调理器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种力传感器信号放大调理器，属于电子电路领域。本实用新型包括AD694电流环芯片、上限电位器、下限电位器、信号电位器、INA126信号放大芯片、增益电位器、力传感器、L7808电源芯片、滤波电容、极性二极管、外部负载、电路板、环氧树脂填料、不锈钢筒体、端盖、信号电源引线、传感器引线。本实用新型可通过调节增益电位器的阻值获得很宽的信号放大范围，通过调节信号电位器的阻值调节进入AD694电流环芯片信号强度，从而适应不同力传感器的信号要求；能适用于大多数力传感器的信号放大处理，提供4-20mA的输出电流信号，可供电子皮带秤、计算机、控制器等利用。
【专利说明】—种力传感器信号放大调理器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种力传感器信号放大调理器，属于电子电路领域。
【背景技术】
[0002]在工业生产现场中，经常采用力传感器进行各种力的测量，然后由计算机系统进行数据处理。由于力传感器距离计算机系统比较远，并且力传感器的信号比较弱，传感器信号很容易受到现场的电磁干扰，常常导致计算机系统无法正常使用。这样就需要一种力传感器信号放大调理器，能将力传感器的微弱信号转换成较强的电流信号，从而增大信号的传输距离和提高信号的抗干扰能力。另外，由于现场安装空间有限，多水、潮湿和强震，这就要求信号放大调理装置能够方便地直接安装在各种现场，具有防水、防震的功能。目前，市面上虽然有各种类似的电子装置，但往往存在调节范围太小，防水、防震能力差，在进行多个传感器信号线并联时，电子装置的放大调理能力大大减弱，即便将变送器的放大倍数调到最大值也无法满足要求，需要更换电子装置的型号才能适用，从而给应用带来诸多不便。
【发明内容】
[0003]本实用新型提供了一种力传感器信号放大调理器，以用于解决工业现场安装力传感器时，对力传感器信号进行线性放大和调理、提高对力传感器并联的承载能力、增强防水、防震和便于安装的问题。
[0004]本实用新型的技术方案是:一种力传感器信号放大调理器，包括AD694电流环芯片1、上限电位器2、下限电位器3、信号电位器4、INA126信号放大芯片5、增益电位器6、力传感器7、L7808电源芯片8、滤波电容9、极性二极管10、外部负载11、电路板12、环氧树脂填料13、不锈钢筒体14、端盖15、信号电源引线16、传感器引线17 ;其中力传感器7的输出信号连接到INA126信号放大芯片5的输入端，INA126信号放大芯片5输出信号连接AD694电流环芯片I的输入端，AD694电流环芯片I输出4-20mA的信号供外部负载11使用，INA126信号放大芯片5的信号放大倍数由增益电位器6调节，AD694电流环芯片I输出电流的上、下限分别通过上限电位器2、下限电位器3调节，INA126信号放大芯片5和AD694电流环芯片I之间有信号电位器4调节信号强度,输入电源正负极之间有一个滤波电容9,输入电源的负极串接一个极性二极管10，AD694电流环芯片I直接由外部电源供电，L7808电源芯片8为力传感器7、INA126信号放大芯片5供电，电路板12安装在不锈钢筒体14的中间并且在周围浇注环氧树脂填料13，信号电源引线16和传感器引线17分别通过两边端盖15的过孔引出。
[0005]具体连接为:所述力传感器7的传感器引线17中的电源线和信号线分别连接L7808电源芯片8和INA126信号放大芯片5的3、2引脚，INA126信号放大芯片5的7引脚连接L7808电源芯片8的正极，INA126信号放大芯片5的4、5引脚连接电源地，INA126信号放大芯片5的1、8引脚连接增益电位器6,由INA126信号放大芯片5的6引脚输出的信号首先连接到信号电位器4，然后连接到AD694电流环芯片I的3引脚，下限电位器3的一端和中心抽头分别连接AD694电流环芯片I的6引脚和8引脚，下限电位器3的另一端连接电源地，上限电位器2的一端和中心抽头分别连接AD694电流环芯片I的1、2引脚，上限电位器2的另一端连接电源地，AD694电流环芯片I的11、9引脚连接外部负载11，AD694电流环芯片I的13引脚连接外部电源正极，AD694电流环芯片I的5、9引脚连接到电源地，输入电源正负极之间有一个滤波电容9，输入电源的负极串接一个极性二极管10。
[0006]所述上限电位器2、下限电位器3、信号电位器4的最大阻值为4.3K。
[0007]所述增益电位器6的最大阻值为10K。
[0008]所述滤波电容9的容值为0.1 μ。
[0009]本实用新型的工作原理是:
[0010]针对现有力传感器信号放大调理器存在的传感器承载能力差、信号放大范围较小、防水防震不好的问题，本实用新型不仅能对力传感器信号进行线性放大和调理成4-20mA输出电流，在进行多个传感器信号线并联时，其放大调理能力仍保持不变，安装在潮湿的地方而不会进水，并且提供4-20mA的输出电流信号，可供电子皮带秤、计算机、控制器等利用。
[0011]力传感器7在受到力作用时，其输出信号与作用力成正比，信号首先经INA126信号放大芯片5进行线性放大，放大倍数由增益电位器6设定，放大输出信号经过信号电位器4进行限制，以便将信号限制在AD694电流环芯片I要求的范围内，AD694电流环芯片I对信号进行处理，最后调理成4-20mA的电流信号，当输出电流上限不为20mA时，可以通过上限电位器2调节，当输出电流上限不为4mA时，可以通过下限电位器3调节。
[0012]信号电源引线16由两根电源线和两根信号线组成。电源线的内部一端连接L7808电源芯片8的I引脚和极性二极管10的阴极，电源线的外部一端连接外部24VDC电源；信号线的内部一端连接AD694电流环芯片I的11、9引脚，信号线的外部一端连接外部负载的4-20mA信号端。
[0013]传感器引线17由两根电源线和两根信号线组成。电源线的内部一端连接L7808电源芯片8的3、2引脚，电源线的外部一端连接力传感器7的激励端。信号线的内部一端连接INA126信号放大芯片5的2、3引脚，信号线的外部一端连接力传感器7的mV信号端。
[0014]力传感器7和INA126信号放大芯片5由L7808电源芯片8供电，而AD694电流环芯片I则直接由外部供电。滤波电容9用作对输入电源滤波、极性二极管10用于防止电源极性接反时毁坏电路。
[0015]当外部负载11的电阻值小于750 Ω时，力传感器信号放大调理器能正常输出4-20mA的电流信号，当外部负载11电阻很大时，输出电流为零。
[0016]本实用新型的电路板12安装在一个不锈钢筒体14内，然后注入环氧树脂填料13，最后装上端盖5，浇注成的整体器件具有防水和防震的效果。
[0017]本实用新型所述构成元件均为市售元件。
[0018]本实用新型的有益效果是:
[0019]1、可通过调节增益电位器的阻值获得很宽的信号放大范围，通过调节信号电位器的阻值调节进入AD694电流环芯片信号强度，从而适应不同力传感器的信号要求。
[0020]2、能适用于大多数力传感器的信号放大处理，提供4_20mA的输出电流信号，可供电子皮带秤、计算机、控制器等利用。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型的电路原理图；
[0022]图2为本实用新型的结构图；
[0023]图中各标号:1_AD694电流环芯片、2_上限电位器、3_下限电位器、4_信号电位器、5-1NA126信号放大芯片、6-增益电位器、7-力传感器、8-L7808电源芯片、9-滤波电容、10-极性二极管、11-外部负载、12-电路板、13-环氧树脂填料、14-不锈钢筒体、15-端盖、16-信号电源引线、17-传感器引线。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图和实施例，对本实用新型作进一步说明。
[0025]实施例1:如图1-2所示，一种力传感器信号放大调理器，包括AD694电流环芯片1、上限电位器2、下限电位器3、信号电位器4、INA126信号放大芯片5、增益电位器6、力传感器7、L7808电源芯片8、滤波电容9、极性二极管10、外部负载11、电路板12、环氧树脂填料13、不锈钢筒体14、端盖15、信号电源引线16、传感器引线17 ;其中力传感器7的输出信号连接到INA126信号放大芯片5的输入端，INA126信号放大芯片5输出信号连接AD694电流环芯片I的输入端，AD694电流环芯片I输出4-20mA的信号供外部负载11使用，INA126信号放大芯片5的信号放大倍数由增益电位器6调节，AD694电流环芯片I输出电流的上、下限分别通过上限电位器2、下限电位器3调节，INA126信号放大芯片5和AD694电流环芯片I之间有信号电位器4调节信号强度,输入电源正负极之间有一个滤波电容9,输入电源的负极串接一个极性二极管10，AD694电流环芯片I直接由外部电源供电，L7808电源芯片8为力传感器7、INA126信号放大芯片5供电，电路板12安装在不锈钢筒体14的中间并且在周围浇注环氧树脂填料13，信号电源引线16和传感器引线17分别通过两边端盖15的过孔引出。
[0026]具体连接为:所述力传感器7的传感器引线17中的电源线和信号线分别连接L7808电源芯片8和INA126信号放大芯片5的3、2引脚，INA126信号放大芯片5的7引脚连接L7808电源芯片8的正极，INA126信号放大芯片5的4、5引脚连接电源地，INA126信号放大芯片5的1、8引脚连接增益电位器6,由INA126信号放大芯片5的6引脚输出的信号首先连接到信号电位器4，然后连接到AD694电流环芯片I的3引脚，下限电位器3的一端和中心抽头分别连接AD694电流环芯片I的6引脚和8引脚，下限电位器3的另一端连接电源地，上限电位器2的一端和中心抽头分别连接AD694电流环芯片I的1、2引脚，上限电位器2的另一端连接电源地，AD694电流环芯片I的11、9引脚连接外部负载11，AD694电流环芯片I的13引脚连接外部电源正极，AD694电流环芯片I的5、9引脚连接到电源地，输入电源正负极之间有一个滤波电容9，输入电源的负极串接一个极性二极管10。
[0027]所述上限电位器2、下限电位器3、信号电位器4的最大阻值为4.3K。
[0028]所述增益电位器6的最大阻值为10K。
[0029]所述滤波电容9的容值为0.1 μ。
[0030]所述力传感器7的型号为:TSB-200kg。
[0031]实施例2:如图1-2所示，一种力传感器信号放大调理器，包括AD694电流环芯片1、上限电位器2、下限电位器3、信号电位器4、INA126信号放大芯片5、增益电位器6、力传感器7、L7808电源芯片8、滤波电容9、极性二极管10、外部负载11、电路板12、环氧树脂填料13、不锈钢筒体14、端盖15、信号电源引线16、传感器引线17 ;其中力传感器7的输出信号连接到INA126信号放大芯片5的输入端，INA126信号放大芯片5输出信号连接AD694电流环芯片I的输入端，AD694电流环芯片I输出4-20mA的信号供外部负载11使用，INA126信号放大芯片5的信号放大倍数由增益电位器6调节，AD694电流环芯片I输出电流的上、下限分别通过上限电位器2、下限电位器3调节，INA126信号放大芯片5和AD694电流环芯片I之间有信号电位器4调节信号强度,输入电源正负极之间有一个滤波电容9,输入电源的负极串接一个极性二极管10，AD694电流环芯片I直接由外部电源供电，L7808电源芯片8为力传感器7、INA126信号放大芯片5供电，电路板12安装在不锈钢筒体14的中间并且在周围浇注环氧树脂填料13，信号电源引线16和传感器引线17分别通过两边端盖15的过孔引出。
[0032]其中，极性二极管10为了防止接错极性而毁坏电路元件而设计，不锈钢筒体14为Φ30，信号电源引线16为4线(信号和电源各为2线)，传感器引线17为4线(信号和电源各为2线)。
[0033]具体连接为:所述力传感器7的传感器引线17中的电源线和信号线分别连接L7808电源芯片8和INA126信号放大芯片5的3、2引脚，INA126信号放大芯片5的7引脚连接L7808电源芯片8的正极，INA126信号放大芯片5的4、5引脚连接电源地，INA126信号放大芯片5的1、8引脚连接增益电位器6,由INA126信号放大芯片5的6引脚输出的信号首先连接到信号电位器4，然后连接到AD694电流环芯片I的3引脚，下限电位器3的一端和中心抽头分别连接AD694电流环芯片I的6引脚和8引脚，下限电位器3的另一端连接电源地，上限电位器2的一端和中心抽头分别连接AD694电流环芯片I的1、2引脚，上限电位器2的另一端连接电源地，AD694电流环芯片I的11、9引脚连接外部负载11，AD694电流环芯片I的13引脚连接外部电源正极，AD694电流环芯片I的5、9引脚连接到电源地，输入电源正负极之间有一个滤波电容9，输入电源的负极串接一个极性二极管10。
[0034]所述上限电位器2、下限电位器3、信号电位器4的最大阻值为4.3K。
[0035]所述增益电位器6的最大阻值为10K。
[0036]所述滤波电容9的容值为0.1 μ。
[0037]所述力传感器7的型号为:JHBL-11-50kg。
[0038]实施例3:如图1-2所示，一种力传感器信号放大调理器，包括AD694电流环芯片1、上限电位器2、下限电位器3、信号电位器4、INA126信号放大芯片5、增益电位器6、力传感器7、L7808电源芯片8、滤波电容9、极性二极管10、外部负载11、电路板12、环氧树脂填料13、不锈钢筒体14、端盖15、信号电源引线16、传感器引线17 ;其中力传感器7的输出信号连接到INA126信号放大芯片5的输入端，INA126信号放大芯片5输出信号连接AD694电流环芯片I的输入端，AD694电流环芯片I输出4-20mA的信号供外部负载11使用，INA126信号放大芯片5的信号放大倍数由增益电位器6调节，AD694电流环芯片I输出电流的上、下限分别通过上限电位器2、下限电位器3调节，INA126信号放大芯片5和AD694电流环芯片I之间有信号电位器4调节信号强度,输入电源正负极之间有一个滤波电容9,输入电源的负极串接一个极性二极管10，AD694电流环芯片I直接由外部电源供电，L7808电源芯片8为力传感器7、INA126信号放大芯片5供电，电路板12安装在不锈钢筒体14的中间并且在周围浇注环氧树脂填料13，信号电源引线16和传感器引线17分别通过两边端盖15的过孔引出。
[0039]所述力传感器7的型号为:Celtron CSB-1Ot0
[0040]上面结合附图对本实用新型的具体实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
【权利要求】
1.一种力传感器信号放大调理器，其特征在于:包括仙694电流环芯片(丨)、上限电位器0、下限电位器0、信号电位器“)、I嫩126信号放大芯片0、增益电位器(已)、力传感器(了)、17808电源芯片(8).滤波电容(幻、极性二极管(川)、外部负载〔10、电路板(12^环氧树脂填料(口)、不锈钢筒体(“)、端盖(巧)、信号电源引线(…)、传感器引线(17)；其中力传感器(7)的输出信号连接到I嫩126信号放大芯片(5)的输入端，I嫩126信号放大芯片(5)输出信号连接八0694电流环芯片(1)的输入端，八0694电流环芯片(1)输出4-20-的信号供外部负载(11)使用，I嫩126信号放大芯片(5)的信号放大倍数由增益电位器(6)调节，仙694电流环芯片(1)输出电流的上、下限分别通过上限电位器0、下限电位器(3)调节，I嫩126信号放大芯片(5)和八0694电流环芯片(1)之间有信号电位器(4)调节信号强度，输入电源正负极之间有一个滤波电容(9 )，输入电源的负极串接一个极性二极管(10),虹)694电流环芯片(1)直接由外部电源供电，17808电源芯片(8)为力传感器(了)、I嫩126信号放大芯片(5)供电，电路板(12)安装在不锈钢筒体(14)的中间并且在周围浇注环氧树脂填料(13),信号电源引线(16)和传感器引线(17)分别通过两边端盖(15)的过孔引出。
2.根据权利要求1所述的力传感器信号放大调理器，其特征在于:具体连接为:所述力传感器(7)的传感器引线(17)中的电源线和信号线分别连接17808电源芯片(8)和I嫩126信号放大芯片(5)的3、2引脚，I嫩126信号放大芯片(5)的7引脚连接17808电源芯片(8)的正极，I嫩126信号放大芯片(5)的4、5引脚连接电源地，I嫩126信号放大芯片(5)的1、8引脚连接增益电位器(6),由I嫩126信号放大芯片(5)的6引脚输出的信号首先连接到信号电位器(4),然后连接到仙694电流环芯片(1)的3引脚，下限电位器(3)的一端和中心抽头分别连接仙694电流环芯片(1)的6引脚和8引脚，下限电位器(3)的另一端连接电源地，上限电位器(2)的一端和中心抽头分别连接仙694电流环芯片(1)的1、2引脚，上限电位器(2)的另一端连接电源地，仙694电流环芯片(1)的11、9引脚连接外部负载(11),八0694电流环芯片(1)的13引脚连接外部电源正极，八0694电流环芯片(1)的5、9引脚连接到电源地，输入电源正负极之间有一个滤波电容(9 )，输入电源的负极串接一个极性二极管⑶)。
3.根据权利要求1或2所述的力传感器信号放大调理器，其特征在于:所述上限电位器(2).下限电位器(3).信号电位器(4)的最大阻值为4.31
4.根据权利要求1或2所述的力传感器信号放大调理器，其特征在于:所述增益电位器(6)的最大阻值为101
5.根据权利要求1或2所述的力传感器信号放大调理器，其特征在于:所述滤波电容(9)的容值为0.。
【文档编号】H03G3/20GK204206120SQ201420661319
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月7日 优先权日:2014年11月7日
【发明者】黄宋魏, 葛鹏, 童雄, 夏正一, 于桂明 申请人:昆明理工大学