[發(fā)明專利]實現(xiàn)應變橋路自動平衡的裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210091208.X
• 申請日: 2012-03-31
• 公開（公告）號: CN102620645A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發(fā)明（設計）人: 賀惠農(nóng);邱宏亮;秦巍
• 申請（專利權）人: 杭州億恒科技有限公司
• 主分類號: G01B7/16
• 分類號: G01B7/16
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

技術領域

本發(fā)明涉及一種動態(tài)應變測量裝置，具體涉及工程測試技術中一種實現(xiàn)應變橋路自動平衡的裝置。

背景技術

應變測量裝置目前已廣泛應用于工程測試中，大部分的測試裝置采用直流電橋的方式。但由于受被測試件表面形變、組成橋路電阻阻值不完全相等、直流電橋橋路電壓精度等的影響，使得測試開始前有一個初始不平衡電壓存在。在已知的結構裝置中，直流電橋初始不平衡的調節(jié)大多采用以下方法：一種方法是利用電容充放電的特性，在調節(jié)平衡之前，先通過開關對電容進行放電，然后利用不平衡電壓通過開關對電容進行充電，最終使得不平衡輸出逐漸回落到零；另一種方法是在橋壓端和接地端之間跨接一個電位器，通過調節(jié)電位器的方法使得初始輸出為零，最終達到平衡調節(jié)的目的。

上述方法裝置由于組成電路的器件本身參數(shù)的影響，存在平衡調節(jié)時間長、維持平衡狀態(tài)時間短、自動化程度低、調節(jié)精度低等缺點。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種實現(xiàn)應變橋路自動平衡的裝置，在每次應變信號測量之前能夠快速穩(wěn)定地自動調節(jié)應變橋路的初始不平衡電壓。

為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下：

包括信號濾波及放大電路、AD轉換電路、控制電路和DA轉換電路；信號濾波及放大電路的正相輸入端和反相輸入端分別接收應變橋路的輸出信號；信號濾波及放大電路的信號輸出端與AD轉換電路連接；AD轉換電路和DA轉換電路通過相應的信號線和控制線與控制電路連接；DA轉換電路的輸出端口與信號濾波及放大電路的參考電壓輸入端連接。

所述的信號濾波及放大電路，包括濾波電路和放大電路；其中，濾波電路由電阻和電容組成；放大電路由差動儀表放大器AD620、外部電阻和開關組成；信號濾波及放大電路的IA_out端口與AD轉換電路相連，輸出高增益放大信號。

所述的AD轉換電路，包括運算放大器和AD轉換器LTC2408；其中，運算放大器的輸入端與信號濾波及放大電路的IA_out端口相連；?AD轉換器的???????????????????????????????????????????????、AD_DIN、AD_CLK和AD_SDO端口與控制電路相連。

所述的控制電路，包括單片機MSP430F149，單片機的、AD_DIN、AD_CLK和AD_SDO端口與AD轉換電路相連；單片機的DA_CLK、DA_和DA_SDI端口與DA轉換電路相連。

所述的DA轉換電路，包括電流輸出型DA轉換器AD5545和2個運算放大器；其中，電流輸出型DA轉換器AD5545、運算放大器IC1和電容構成一級電流-電壓變換電路；運算放大器IC2、電阻和電容構成一級加法放大電路。電流輸出型DA轉換器的DA_CLK、DA_和DA_SDI端口以SPI通信方式與控制電路相連；電流輸出型DA轉換器的輸出端口IA_Bal與信號濾波及放大電路相連。

本發(fā)明與技術背景相比，具有的有益效果是：

1.避免了因電容、開關等器件本身參數(shù)的影響而導致的平衡時間長，不能長期保持平衡狀態(tài)等缺點。

2.避免了因調節(jié)電位器而產(chǎn)生的非線性誤差，且使用的AD轉換器、DA轉換器本身位數(shù)精度較高，提高了平衡調節(jié)的準確度。

3.避免了人工調節(jié)帶來的部件磨損，提高了自動化程度，延長了使用壽命。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的電路結構框圖。

圖2是本發(fā)明中信號濾波及放大電路的原理框圖。

圖3是本發(fā)明中AD轉換電路的原理框圖。

圖4是本發(fā)明中控制電路原理框圖。

圖5是本發(fā)明中DA轉換電路的原理框圖。

圖6是本發(fā)明的流程示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步的說明。

如圖1所示，本發(fā)明包括信號濾波及放大電路、AD轉換電路、控制電路和DA轉換電路；信號濾波及放大電路的正相輸入端和反相輸入端分別接收應變橋路的輸出信號；信號濾波及放大電路的信號輸出端與AD轉換電路連接；AD轉換電路和DA轉換電路通過相應的信號線和控制線與控制電路連接；DA轉換電路的輸出端口與信號濾波及放大電路的參考電壓輸入端連接。

如圖2所示，所述的信號濾波及放大電路，包括濾波電路和放大電路；其中，濾波電路由電阻和電容組成；放大電路由差動儀表放大器AD620、外部電阻和開關組成；信號濾波及放大電路的IA_out端口與AD轉換電路相連，輸出高增益放大信號。