[发明专利]一种高分辨率测量转换电路

说明书

一种高分辨率测量转换电路，其特征在于包括单片机、输入输出接口电路，控制接口电路，低分辨率D/A转换器、低分辨率A/D转换器、S/H采样保持电路、运算放大电路A₁、运算放大电路A₂、电阻R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆，选择开关K。本发明与已有技术相比，具有采用低分辨率的A/D转换器就能实现对具有较大的恒定分量值而变化值相对较小的电压信号的高精度、低成本的高分辨率A/D转换的优点。

技术领域

本发明涉及一种测量转换电路。

背景技术

随着以信息采集( 即传感器技术) 、信息传输( 通信技术) 和信息处理( 计算机技术)为主的现代信息技术的发展，在各种工业自动化生产过程、环境监控过程及日常生活过程中，对温度、压力和流量等物理参数的测量是实现信息的获得、转化、存取、处理和揭示物质活动规律的必要手段。被测的物理量往往在一个恒定值上上下波动，例如瓷砖烧制的炉温，其炉温在一较大的恒定温度值上有较小的温度变化。这种物理量经过非电量到电量转换电路就得到一个有较大的恒定分量值而相对恒定分量值的变化值相对较小的电压信号。

对这种有较大的恒定分量值而变化值相对较小的电压信号，传统上主要有两种测量方法。一种是采用标准总线的集成智能传感技术，但分辨率较低，一般不超过10位A/D转换器的分辨率，而且动态响应，抗干扰能力均比较差，无法高精度地反应有较大的恒定分量值而变化值相对较小的电压信号。另一种是对这种有较大的恒定分量值而变化值相对较小的输入电压信号，采用通常的转换方法，为了使变化分量具有足够的分辨率，又不使转换器输入过载，必须使用高分辨率A/D转换器，而使用高分辨率A/D转换器，必然会增加产品的成本。

发明内容

本发明的发明目的在于提供一种采用低分辨率的A/D转换器就能实现对具有较大的恒定分量值而变化值相对较小的电压信号的高精度、低成本的高分辨率测量转换电路。

本发明是这样实现的，包括单片机、输入接口电路、输出接口电路、控制接口电路、低分辨率D/A转换器、低分辨率A/D转换器、S/H采样保持电路、运算放大电路A₁、运算放大电路A₂、电阻R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆，选择开关K，运算放大电路A₁的同相端作为信号输入端与被转换信号V_i相连，运算放大电路A₁的反相端分别通过电阻R₁接地以及通过电阻R₂与运算放大电路A₁的输出端V₁相连，运算放大电路A₁的输出端V₁通过电阻R₃与运算放大电路A₂的同相端相连，运算放大电路A₂的信号输出端通过电阻R₄与运算放大电路A₂的同相端相连以及与S/H采样保持电路的输入端相连，运算放大电路A₂的反相端通过电阻R₅与低分辨率D/A转换器的输出端相连以及通过电阻R₆接地，低分辨率D/A转换器的参考电压V_R1输入端与高的标准电压V_R相连，低分辨率D/A转换器的信号输入端经输出接口电路与单片机的信号输出端相连，S/H采样保持电路的输出端与低分辨率A/D转换器的输入端相连，低分辨率A/D转换器的输出端经输入接口电路与单片机的输入端相连，单片机的控制输出端经控制接口电路分别与S/H采样保持电路的控制输入端、低分辨率A/D转换器的选通控制输入端及选择开关K的选通控制输入端相连，选择开关K的两输入端分别与高的标准电压V_R及低的标准电压V_R' 相连，选择开关K的输出端与低分辨率A/D转换器的参考电压V_R2输入端相连。