[发明专利]一种电桥式压力传感器输出信号采集装置及方法

说明书

本发明涉及一种电桥式压力传感器输出信号采集装置及采集方法，采集装置包括依次连接的低通滤波模块、差分放大模块、模数转换模块及微处理器；还包括分别与所述的低通滤波模块、差分放大模块、模数转换模块及微处理器连接的电源模块。本发明用于对电桥式压力传感器输出信号准确采集，与现有技术相比，采集精度高，可达0.1％；线性度高，可达0.1％；并能有效抑制40Hz以上的干扰。

技术领域

本发明涉及信号采集技术领域，尤其涉及一种电桥式压力传感器输出信号采集装置及方法。

背景技术

电桥式压力传感器由于其电压信号的稳定性被广泛应用于压力传感器的设计当中，但由于该种方式输出的电压信号为几毫伏甚至零点几毫伏的微弱信号，想要精确采集该种信号有很大的难度。现有的采集系统一般由前端放大电路、以及模数转换电路组成，往往只能采集输出信号的变化趋势，但采集精度和线性度都相对较差，且信号容易受周围环境噪声的干扰。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种电桥式压力传感器输出信号采集装置及方法，用以解决现有技术信号采集装置采集精度低、线性度差、环境抗干扰能力差的技术问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种电桥式压力传感器输出信号采集装置，包括依次连接的低通滤波模块、差分放大模块、模数转换模块及微处理器；还包括分别与所述的低通滤波模块、差分放大模块、模数转换模块及微处理器连接的电源模块；

所述低通滤波模块用于对所述电桥式压力传感器输出的差分信号进行低通滤波处理，滤波后的差分信号输入到差分放大模块的差分输入端；

所述差分放大模块对输入的差分信号进行放大处理后，将放大后的信号输入到模数转换模块；

所述模数转换模块对输入的信号进行模数转换，将转换后的数字信号发送给微处理器；

所述微处理器对所接收到的数字信号进行均值滤波处理后，除以差分放大模块的放大倍数得到电桥式压力传感器输出信号的原始数值；

所述电源模块为上述各模块提供所需的电源电压。

进一步，所述低通滤波模块成对设置，个数为2N；相对应地，所述差分放大模块个数为N；其中N为自然数，取值范围为1～4。

进一步，所述低通滤波模块包括第一OPA301、第二OPA301、4个电阻R1～R4及8个电容C1～C8；

所述第一OPA301的1脚与4脚直接相接，2脚接地，3脚顺次连接电阻R2、R1作为输入端，3脚还通过电容C7接地，电容C1的一端与所述第一OPA301的1脚连接，电容C1的另一端连接在电阻R1、R2之间，4脚通过顺次连接的R3、R4与所述第二OPA301的3脚连接；

所述第二OPA301的1脚与4脚直接相接作为输出端，2脚接地，3脚还通过电容C8接地，电容C2的一端与所述第二OPA301的1脚连接，电容C2的另一端接在电阻R3、R4之间；

所述第一OPA301的5脚接+5V电源，在第一OPA301的+5V电源与地之间并联电容C3、C4；所述第二OPA301的5脚接+5V电源，在第二OPA301的+5V电源与地之间并联电容C5、C6。

进一步，所述差分放大模块采用二级放大，每级放大倍数为10倍。

进一步，所述差分放大模块包括第一INA333、第二INA333、4个电阻R5～R8及5个电容C9～C13；

第一INA333的1脚和8脚之间连接电阻R7，2脚连接电阻R5后作为第一级放大的负差分输入端，3脚连接电阻R6后作为第一级放大的正差分输入端，2脚和3脚之间连接电容C9，4脚通过电容C12接地，5脚直接接地，6脚作为第一级放大的输出端与第二级放大的输入端连接，7脚通过电容C10接地；