[发明专利]同时支持电压及电流激励的电阻桥传感器测量装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及传感器测量技术，具体地说是一种同时支持电压及电流激 励的电阻桥传感器测量装置及方法。

背景技术

目前，电阻桥式传感器的测量方法繁多，其中激励方式可归纳为电压 激励方式与电流激励方式两种，虽然两种激励方式在配合各自测量算法基 础上都可达到满意的测量精度，但未见可同时使用两种激励方式的测量方 法，给电阻桥传感器的应用带了不便。

发明内容

针对现有技术中电阻桥式传感器应用不便的缺陷，本发明要解决的技 术问题是提供一种同时支持电压及电流激励的电阻桥传感器测量装置及方 法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明一种同时支持电压及电流激励的电阻桥传感器测量装置包括：

数据放大电路，输入端接有电阻桥式传感器，输出满足A/D转换电路 要求的电压信号；A/D转换电路，将数据放大电路输出的电压信号、流过 电阻桥的电流信号进行模数转换；主控电路，执行主控制程序，将A/D转 换电路输出的数字信号进行处理，经修正的测量值按通讯协议输出至处于 上一级的主板。

所述数据放大电路包括：

第1集成运算放大器，正输入端通过第1采样电阻接有传感器的一个 输出脚，输出端接至A/D转换电路；第2集成运算放大器，正输入端通过 第2采样电阻接有传感器的另一个输出脚，输出端接至A/D转换电路；第 5采样电阻，设于传感器第4输出脚与参考地之间，传感器第4输出脚还与 A/D转换电路的高阻抗输入端相连。

本发明一种同时支持电压及电流激励的电阻桥传感器测量方法包括以 下步骤：

开始，对装置初始化；

判断更新温度时限是否到；

如果上述时限到，则读温度传感器数据，更新温度值；

判断更新采集值时限到否；

如果上述时限到，则读A/D转换器，更新采集值，切换到A/D输入；

判断命令帧回答结束否；

如结束，则判断是否取数据命令；

如果不是取数据命令，则判断是否写标定参数命令；

如是，则存储标定参数；

更新看门狗记数值，转至判断更新温度时限是否到步骤，循环进行。

如是取数据命令，则组织并发送数据；

更新看门狗记数值，转至判断更新温度时限是否到步骤。

所述标定参数包括以下步骤：

保持电阻桥传感器的零点，采集已知温度点环境中流经电阻桥的电流 信号以及电阻桥测量电压信号的数字量；

运算出上述电流信号和电阻桥测量电压信号的数字量的商；

采集另一个温度点环境中流经电阻桥的电流信号以及电阻桥测量电压 信号的数字量，得到另一个商；

利用两个商及已知温度点，得出温度系数并存储在存储器中。

本发明具有以下有益效果及优点：

1.具有电压激励与电流激励兼容的特点。本发明装置中的A/D转换器 在主控制程序的控制下，于电阻桥输出的电压信号和流经电阻桥的电流信 号之间切换选择，定时读取A/D转换电路中的模数转换值，兼有电流激励 方式和电压激励方式，使电阻桥式传感器的应用变的更加灵活、简单；

2.集成度高、功耗低。本发明装置中的A/D转换功能使用单通道22 位模数转换器，测温功能使用单片集成电路；整体工作电源为3.3VDC，最 大工作电流2.5mA。

3.应用广泛、社会效益显著。本发明适用于各种测量现场，使用本发 明的产品可适用于绝大多数电阻桥传感器。

附图说明

图1为本发明装置电路结构图；

图2为本发明装置中的数据放大电路原理图；

图3为本发明装置中的A/D转换电路原理图；

图4为本发明装置中的主控电路原理图；

图5为本发明主控制程序流程图；

图6为本发明串口接收中断服务程序流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。