[发明专利]具有电磁兼容性的数字总线力传感器

说明书

本发明公开了具有电磁兼容性的数字总线力传感器，涉及力传感器技术领域。本发明包括微型电源滤波模块、微型信号变送模块以及传感器单元；微型信号变送模块包括顺次电连接的无源一阶RC差模/共模滤波单元、ADC单元、处理器单元以及CAN总线保护器。本发明通过ADC单元压力模拟信号转换为数字信号；通过中值滤波器滤除数字信号内的干扰信号滤除，提高抗干扰性；通过线性拟合器对数字信号进行线性拟合，提高准确性；数字信号通过CAN总线传输时，通过CAN总线保护器进行保护，提高强抗干扰能力，降低工业电磁环境下故障损坏率，保证工业环境下力传感器较高的通讯容错率。

技术领域

本发明属于力传感器技术领域，特别是涉及一种具有电磁兼容性的数字总线力传感器。

背景技术

目前现有力传感器技术方案中,采用模拟量进行信息传输，抗干扰能力很低，在工业电磁环境下故障率损坏率很高。若采用数字通讯方式进行信息传输，则能够在工业环境下电磁兼容性、环境温度等条件，保证较高的通讯容错率。

为解决上述问题，本发明提供一种具有电磁兼容性的数字总线力传感器。

发明内容

本发明的目的在于提供具有电磁兼容性的数字总线力传感器，用以解决背景技术中提出的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为具有电磁兼容性的数字总线力传感器，包括：微型电源滤波模块、微型信号变送模块以及传感器单元；

所述微型电源滤波模块包括顺次电连接的过压保护单元、一级EMC滤波单元、二级EMC滤波单元以及电压输出接口；所述过压保护单元与12V电源电连接；所述过压保护单元，用于对所述12V电源输出的电压进行过压保护；所述一级EMC滤波单元以及二级EMC滤波单元均对噪音干扰进行差模滤波以及共模滤波；

所述微型信号变送模块包括顺次电连接的无源一阶RC差模/共模滤波单元、ADC单元、处理器单元以及CAN总线保护器；所述无源一阶RC差模/共模滤波单元与传感器单元电信号连接；所述无源一阶RC差模/共模滤波单元，用于对传感器单元传递的压力模拟信号进行滤波并将滤波后的压力模拟信号传递至ADC单元；所述ADC单元将压力模拟信号转换为数字信号后传递至处理器单元；所述处理器单元上集成CAN总线收发器；所述处理器单元对数字信号进行中值滤波以及线性拟合后经CAN总线收发器输出；所述CAN总线保护器对CAN总线收发器输出的数字信号进行保护；

所述微型信号变送模块还包括接口过压保护单元以及电源电压滤波单元；所述接口过压保护单元与电压输出接口电连接，用于接入电源并进行过电压保护；所述接口过压保护单元与电源电压滤波单元电信号连接；所述电源电压滤波单元，用于为传感器单元、ADC单元以及处理器单元供电。

作为一种优选的技术方案，所述一级EMC滤波单元以及二级EMC滤波单元均包括一阶差模低通滤波单元以及一阶共模低通滤波单元；所述一阶差模低通滤波单元对单级噪音干扰进行差模滤波；所述一阶共模低通滤波单元对两级噪音干扰进行共模滤波。

作为一种优选的技术方案，所述电源电压滤波单元包括顺次串联的一级降压电路、二级降压电路以及三级降压电路；所述一级降压电路，用于将电源电源降至7.5V并输出二级降压电路；

所述二级降压电路，用于将一级电压降至5V并输出至三级降压电路；所述二级降压电路输出端串接RC滤波电路后为传感器单元、ADC单元提供模拟5V电源；

所述三级降压电路，用于将二级电压降至3.3V并为ADC单元、处理器单元提供3.3V数字电源。

作为一种优选的技术方案，所述处理器单元上集成中值滤波器以及线性拟合器；所述中值滤波器，用于滤除数字信号内的干扰信号滤除；所述线性拟合器，用于对数字信号进行线性拟合。

本发明具有以下有益效果：