[实用新型]基于ADS1255的高精度扭矩采集系统

说明书

本实用新型公开了一种基于ADS1255的高精度扭矩采集系统，包括供电部分、电压基准部分以及依次连接的用于采集扳手扭矩精度信号的传感器部分、用于将传感器部分采集的信号进行放大的运放部分、用于将放大后的信号进行模数转换的A/D采集部分、用于将模数转换后的信号进行读取的控制CPU、用于将读取后的信号进行存储记录的EEPROM，控制CPU还分别连接有用于将读取信号向主机发送的通信接口、用于将读取的信号于目标值进行比较的光耦隔离部分。本实用新型采样精度和稳定性由INA128和ADS1255保证，满足采样精度和稳定性要求，同时芯片价格低，易于实际使用。

技术领域

本实用新型属于扭矩采集检测技术领域，涉及一种基于ADS1255的高精度扭矩采集系统。

背景技术

扭矩采集是对手持式电动拧紧扳手控制系统中必不可少的一部分，手持式电动拧紧扳手一般都为采集反馈的半闭环控制。因此采集系统的好坏往往决定着一个控制系统的精度等级，高精度的采集系统可以提供高精度的反馈，可以提高手持式电动拧紧扳手的精度等级。在国内市场上，手持式电动拧紧扳手稳定性不好，采集精度等级低。

实用新型内容

为了达到上述目的，本实用新型提供一种基于ADS1255的高精度扭矩采集系统，解决了现有扭矩采集系统精度低、稳定性不高的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，基于ADS1255的高精度扭矩采集系统，包括供电部分、电压基准部分以及依次连接的用于采集扳手扭矩精度信号的传感器部分、用于将传感器部分采集的信号进行放大的运放部分、用于将放大后的信号进行模数转换的A/D采集部分、用于将模数转换后的信号进行读取的控制CPU、用于将读取后的信号进行存储记录的EEPROM，控制CPU还分别连接有用于将读取信号向主机发送的通信接口、用于将读取的信号于目标值进行比较的光耦隔离部分，控制CPU通过I/O接口与光耦隔离部分连接，控制CPU通过USART串口与通信接口连接，控制CPU通过IIC接口与EEPROM连接，控制CPU通过SPI接口与A/D采集部分连接。

本实用新型的特征还在于，

进一步地，供电部分包括±5V电源、5V电源、3.3V电源，传感器部分由稳压后的±5V电源供电，运放部分由5V电源供电，5V电源为电压基准部分供电，A/D采集部分由3.3V电源为其提供数字供电，A/D采集部分由5V电源为其提供模拟供电，A/D采集部分由电压基准部分为其提供2.5V基准电压，控制CPU、通信接口和光耦隔离部分由3.3V电源为其供电。

进一步地，控制CPU采用STM32F103C8T6单片机，运放部分采用INA128仪表运算放大器，A/D采集部分采用ADS1255模数转换器，电压基准部分采用ADR431芯片，EEPROM采用24LC02芯片，光耦隔离部分采用TLP291-1光耦隔离。

运放部分包括INA128U、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻14；电容C1一端接模拟地AGND另一端接传感器部分5的SENSOR-端并与INA128U的2引脚连接；电容C2一端接模拟地AGND另一端接传感器部分5的SENSOR+端并与INA128U的3引脚连接；INA128U的1引脚和8引脚提供电阻R1连接；INA128U的4引脚接模拟地AGND；INA128U的7引脚接电容C3，电容C3一端接模拟地AGND另一端接5V的VCC电压；INA128U的5引脚与电阻R14一端连接，电阻R14另一端接模拟地；INA128U的6引脚通过电阻R3与A/D采集部分7的引脚6AIN0连接，电阻R3与电阻R14之间并联由电阻R2和电容C4，电阻R3一端通过电容C5接模拟地。

本实用新型的有益效果是，采样精度和稳定性由INA128和ADS1255保证，满足采样精度和稳定性要求，同时芯片价格低，易于实际使用；运放芯片INA128功耗低稳定性好；ADS1255为24位转换芯片，内部增益、滤波参数、转换速率可以通过SPI进行配置。

附图说明