[发明专利]一种多维力传感器用信号处理电路

说明书

本发明公开了一种多维力传感器用信号处理电路，将变送器模块、组桥板模块等各功能模块内嵌到传感器主体的内部，实现传感器轻量化的同时，可以微弱的电压信号在传输过程中受到干扰。将现有技术中需要粘贴在弹性体上的组桥端子焊接在组桥板上，增加弹性体上可供应变片粘贴的面积以及提供粘贴的成功率。变送器模块包括仪表放大器电路、多通道高速A/D转换模块、MCU和CAN通讯模块。仪表放大器电路可以将电压信号放大至50或200倍，经过A/D转换模块转换为数字量后再通过MCU的模块，最后可以由CAN模块发送到其他控制器。

技术领域

本发明涉及一种用于多维力传感器信号处理电路，主要用于多维力传感器的研发制造，属于传感器电子领域。

背景技术

多维力传感器信号处理电路作为传感器信号调理以及数字处理的核心部件，有着非常重要的作用。信号处理电路的稳定性以及体积直接关系到多维力传感器的应用范围和作用效果。现有技术中多维力传感器直接输出原始的电桥电压值。通过较长的线缆将原始的原始电桥电压值输入到信号调理模块，电压信号经过放大处理之后再通过电缆输送给A/D转换模块，模拟信号被转换到数字信号之后接入MCU模块对数据进行解耦数据。在这信号输送的过程中，微弱的电压信号容易受到干扰。电源供电模块和传感器信号调理以及MCU数据解耦分别外置于传感器的外部。所以模块较为独立，相应的成本也会提高。不利于传感器的便携式应用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种多维力传感器用信号处理电路。包括组桥板模块和变送器模块。所有的模块均可以内嵌到传感器主体的内部，且将原本需要和应变片一起粘贴在弹性体上的组桥端子焊接在组桥板上，增加了弹性体上可以粘贴应变片的面积。提供了一种简化的多维力传感器内部电路的方案，实现多维力传感器的轻量化。

一种多维力传感器用信号处理电路包括变送器模块和组桥板模块。

所述变送器模块包括仪表放大器电路、多通道高速A/D转换模块、MCU和CAN通讯模块。

所述的仪表放大器电路包括第一运算放大器U1、第二运算放大器U2、第三运算放大器U3，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6。

所述第一运算放大器U1、第二运算放大器U2、第三运算放大器U3的芯片型号为AD8426；所述第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3的阻值为80.6Ω，第四电阻R4、第五电阻R5的阻值为1000Ω，第六电阻R6的阻值为200Ω。

第一运算放大器U1的5脚、16脚接+7.6V电压，8脚、13脚接-2.5V电压。2脚与第一电阻R1的一端相连，3脚与第一电阻R1的另一端相连。10脚接第二电阻R2的一端相连，11脚与第二电阻R2的另一端相连。第二运算放大器U2的5脚、16脚接+7.6V电压，8脚、13脚接-2.5V电压。2脚与第三电阻R3的一端相连，3脚与第三电阻R3的另一端相连。10脚接第四电阻R4的一端相连，11脚与第四电阻R4的另一端相连。第三运算放大器U3的5脚、16脚接+7.6V电压，8脚、13脚接-2.5V电压。2脚与第五电阻R5的一端相连，3脚与第五电阻R5的另一端相连。10脚接第六电阻R6的一端相连，11脚与第六电阻R6的另一端相连。

所述多维力传感器组桥模块，包括一个通过螺丝与弹性体配合的组桥板、焊接在组桥板上用于将电阻应变片组桥的组桥端子，与一个通过FFP排线连接组桥模块与变送器模块的接线端子P1。

所述组桥端子以成对的形式出现，共有48对，每一对组桥端子分别通过引线连接到一个电阻应变片的两端。

所述接线端子P1上上有14个端口，标记为E+、E-、IN1+、IN1-、IN2+、IN2-、IN4+、IN4-、IN5+、IN5-、IN6+、IN6-。