[發明專利]無共模電壓應變電橋信號檢測電路

有效

• 申請號: 200910091569.2
• 申請日: 2009-08-28
• 公開（公告）號: CN101655408A
• 公開（公告）日: 2010-02-24
• 發明（設計）人: 朱紀洪
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01M9/00
• 分類號: G01M9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

無共模電壓應變電橋信號檢測電路應用于風洞空氣動力學試驗中天平信號檢測以及力矩、拉壓力、加速度測量等工程技術領域，屬信號檢測技術領域。

背景技術

通常電橋檢測電路采用單電源供電，電橋輸出存在共模電壓，對測量信號產生不良影響，導致信號失真。而無共模電壓應變電橋信號檢測電路采用正負對稱激勵電源供電，以此消除加在后級儀表放大器上的共模電壓，可充分利用儀表放大器的高共模抑制比特性來提高信號測量精確度。

發明內容

無共模電壓應變電橋信號檢測電路的目的在于提供一種電橋輸出無共模電壓、信號檢測精確高的應變電橋信號檢測電路。

無共模電壓應變電橋信號檢測電路的特征是：包括對稱精密激勵電源，儀表放大器和應變電橋，其中：

對稱精密激勵電源給應變電橋提供正負對稱激勵電壓，輸入電源通過精密電壓源U1及三極管T11輸出精密電壓+V11，三極管T11用于擴大U1的輸出電流，精密電壓源U1輸出端接入三極管T11的基極，三極管T11的發射極輸出所需應變電橋精密電壓+V11；+V11接到增益為1的反相放大器OPA1的反相輸入端，再通過反相放大器OPA1及三極管T12輸出精密電壓-V11，三極管T12用于提高OPA1的驅動能力，反相放大器的輸出端與三極管T12的基極相接，三極管T12的發射極輸出精密電壓-V11，從而得到應變電橋對稱激勵電源，其中，R14＝R15＝R16＝R17；

無共模電壓應變電橋信號檢測電路采用對稱激勵電源供電，供電電壓分別是+V11和-V11，以此消除加在后級儀表放大器上的共模電壓，提高了信號測量精度；

儀表放大器主要由放大器OPA2、OPA3以及差動放大器OPA4組成，其中，R32＝R33，R34＝R35，R36＝R37，所述儀表放大器為高共模抑制比、高輸入阻抗的儀表放大器，應變電橋輸出信號通過儀表放大器差動放大后，便于測量。

本發明的優點是：電橋輸出無共模電壓，可充分利用儀表放大器高共模抑制比特性來提高信號測量精確度。

附圖說明

圖1是無共模電壓應變電橋電路原理圖。

具體實施方式

無共模電壓應變電橋信號檢測電路的目的在于提供一種電橋輸出無共模電壓、信號檢測精確高的應變電橋信號檢測電路。

無共模電壓應變電橋信號檢測電路的特征是：包括對稱精密激勵電源，儀表放大器和應變電橋，其中：

對稱精密激勵電源給應變電橋提供正負對稱激勵電壓，輸入電源通過精密電壓源U1及三極管T11輸出精密電壓+V11，三極管T11用于擴大U1的輸出電流，精密電壓源U1輸出端接入三極管T11的基極，三極管T11的發射極輸出所需應變電橋精密電壓+V11；+V11接到增益為1的反相放大器OPA1的反相輸入端，再通過反相放大器OPA1及三極管T12輸出精密電壓-V11，三極管T12用于提高OPA1的驅動能力，反相放大器的輸出端與三極管T12的基極相接，三極管T12的發射極輸出精密電壓-V11，從而得到應變電橋對稱激勵電源，其中，R14＝R15＝R16＝R17。在實際應用電路中，精密電壓源芯片可選用LM105，OPA1可選用602，T11和T12可分別選用9013和9012。

無共模電壓應變電橋信號檢測電路采用對稱激勵電源供電，供電電壓分別是+V11和-V11，以此消除加在后級儀表放大器上的共模電壓，提高了信號測量精度；在實際應用電路中，正負對稱激勵電壓源V11為10V。

儀表放大器主要由放大器OPA2、OPA3以及差動放大器OPA4組成，其中，R32＝R33，R34＝R35，R36＝R37，所述儀表放大器為高共模抑制比、高輸入阻抗的儀表放大器，應變電橋輸出信號通過儀表放大器差動放大后，便于測量。在實際應用電路中，儀表放大器可選用儀表放大器INA141。