[发明专利]一种称重传感器前置放大电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种称重传感器前置放大电路，特别是涉及一种具有0-3.3V输出或者0-5V电压输出的传感器前置放大电路。

背景技术

电阻应变片式称重传感器可简化成惠斯顿电桥，传感器承受一定的载荷时，电阻的阻值将发生对称偏移，当给传感器通电后，传感器的输出信号将与所加的载荷成比例，将重量值变为可测量的模拟信号，模拟信号经前置放大电路、A/D转换及CPU处理后，发出称重数据。由于电网传入，地电位等形成共模干扰信号，以及由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压，使共模干扰信号和差模干扰的信号均会通过输入信号和输出信号串入，而直接影响测量与控制精度。

有些CPU芯片能处理的A/D采样电压为0-5V，比如，单片机等，也有些CPU芯片能处理的A/D采样电压为0-3.3V，如DSP、FPGA等。市场上标准的称重传感器前置放大电路输出电压一般为0-5V，当CPU芯片使用DSP或者FPGA等芯片时，就需要将标准的0-5V信号再变换成非标准的0-3.3V，导致电路复杂。

发明内容

本发明的目的是提供一种电路结构简单，共模和差模干扰信号抑制能力强，方便取电，具有输出电压范围可调的称重传感器前置放大电路。

本发明的技术方案是：一种称重传感器前置放大电路，涉及一种具有输出电压在0-5V范围内可调的传感器前置放大电路。本称重传感器前置放大电路为一块电路板，电路板上设有USB接口电路，-5V电源转换电路，仪表放大器放大电路，传感器输入接口电路和电路板输出接口电路。

其中，USB接口电路用来从电脑USB接口取电；-5V电源转换电路由ICL7660芯片以及两个电容构成，ICL7660芯片含有八个管脚，电容串联在ICL7660芯片的脚管之间，ICL7660芯片能够将正5V电压变换成-5V电压；仪表放大器放大电路由AD623仪表放大器、可调电阻和四个电容组成。AD623仪表放大器含有八个管脚，其管脚之间分别串接可调电阻和四个电容，AD623仪表放大器能够放大称重传感器的正负激励差分信号，电容能够能够对AD623仪表放大器电源管脚进行有效滤波，可调电阻能够调节仪表放大器放大增益。传感器输入接口电路能够从传感器取信号，电路板输出接口电路能够引出输出电压和参考电压。

仪表放大器放大电路中的AD623仪表放大器分别与USB接口电路、-5V电源转换电路、传感器输入接口电路和电路板输出接口电路连接，USB接口电路与-5V电源转换电路中的，ICL7660芯片相连接。

附图说明

图1为线路板整体框架图；

图2为USB接口电路；

图3为-5V电源转换电路；

图4为仪表放大器放大电路；

图5为传感器输入接口电路；

图6为电路板输出接口。

具体实施方式

见图1所示，本称重传感器前置放大电路为一块电路板。电路板上设有USB接口电路，-5V电源转换电路，仪表放大器放大电路，传感器输入接口电路和电路板输出接口电路。

如图2、3、4、5所示，电路板中，USB接口电路的第1、4管脚分别接5V电源和地线，为整个电路板提供5V电源和地线；USB接口电路与ICL7660芯片相连，为ICL7660芯片提供电源和地；电容C1和C2分别串联在ICL7660芯片的2、4管脚和5、3管脚之间，在芯片转换过程中起充放电的作用，同时ICL7660芯片的第5管脚输出-5V电压；USB接口电路和ICL7660芯片分别为AD623仪表放大器提供5V和-5V电源，AD623仪表放大器的第1、8管脚之间串接可调电阻R1，通过调节R1的阻值就能调节仪表放大器AD623仪表放大器的放大增益，差分输出电压可根据公式来进行换算，其中，V_O为AD623仪表放大器的第5、6管脚之间的电压，代表差分信号放大后的电压，V_C为传感器正信号端和负信号端之间的电压，代表传感器输出的差分信号电压；电容C3、C4并联在AD623仪表放大器的第4管脚和地之间，为进入第4管脚的-5V电源进行滤波，电容C5、C6并联在AD623仪表放大器第7管脚与地线之间，为进入第7管脚的5V电源进行滤波；电路板输出接口将AD623仪表放大器的输出电压和参考电压引出来，便于与AD采样模块之间的接口连接。

具体实施时，将传感器输出端的电源线、正信号端、地线和负信号端分别接到电路板上的传感器输入接口电路的第1、2、3、4管脚上，将USB接口电路端接上电脑USB接口进行取电，调节输出电压时，对照公式调节R1即可调节所需要的输出电压，并将电路板输出接口的输出电压和参考电压送至A/D转换电路及CPU进行处理。