[实用新型]一种钢轨漏磁信号的差分放大装置

说明书

技术领域

本实用新型属于传感器领域，特别涉及了一种钢轨漏磁信号的差分放大装置。

背景技术

为了分析钢轨裂纹等缺陷，需要采集钢轨的漏磁信号，而漏磁信号非常的小，通常只有几毫伏到几十毫伏，为了方便显示，需要使用运算放大器对采集到的信号进行放大，但是普通的运算放大器不能保证原始信号放大后不超限，而且不能保证一个方向的信号分量在同一个起点，从而不便于之后的信号分析和成像显示。

实用新型内容

为了解决上述背景技术提出的技术问题，本实用新型旨在提供一种钢轨漏磁信号的差分放大装置，在保证原始信号放大后不超限的同时，保证一个方向的信号分量在同一个起点。

为了实现上述技术目的，本实用新型的技术方案为：

一种单通道钢轨漏磁信号的差分放大装置，包括差分放大器、数字电位器和微控制器，所述差分放大器的正输入端接入钢轨单通道信号，差分放大器的负输入端接入偏置电压，所述数字电位器的输入端连接微控制器，数字电位器的输出端连接差分放大器的控制端，数字电位器根据微处理器的控制指令来调节差分放大器的增益电阻和负输入端偏置电压。

基于上述技术方案的优选方案，所述差分放大器的型号为AD620。

基于上述技术方案的优选方案，所述数字电位器的型号为AD8403。

基于上述技术方案的优选方案，所述微控制器采用STM32单片机。

本实用新型还包括一种96通道钢轨漏磁信号的差分放大装置，包括1个微控制器和6片插接板，每片插接板用于差分放大属于同一方向分量的16个通道信号，每片插接板上包括1个3-8译码器、16个AD620芯片以及8个AD8403芯片，16个AD620芯片的正输入端一一对应输入16个通道信号，16个AD620芯片的负输入端输入对应的偏置电压，每一个AD8403芯片对应两个AD620芯片，每个AD8403芯片的输出端与对应的AD620芯片的控制端相连，每个AD8403芯片的输入端与微控制器相连，3-8译码器的输入端与微控制器相连，3-8译码器的输出端与8个AD8403芯片的片选端相连，通过3-8译码器实现AD8403芯片的片选，被选中的AD8403芯片根据微处理器的控制指令来调节对应的AD620芯片的增益电阻和负输入端偏置电压。

采用上述技术方案带来的有益效果：

本方实用新型易于实现对传感器信号放大以及信号基准线调节，可用于采集非常小的漏磁信号，方便显示，且保证原始信号放大后不超限，保证一个方向的信号分量在同一个起点，方便后面的信号分析和成像显示。可将原始信号基准线统一调节至零点。本实用新型具有成本较低、效率较高、易于操作等优点。

附图说明

图1是单通道钢轨漏磁信号的差分放大装置框图；

图2是AD620芯片示意图；

图3是AD8403芯片示意图；

图4是本实用新型中单片插接板的结构图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本实用新型的技术方案进行详细说明。

一种单通道钢轨漏磁信号的差分放大装置，如图1所示，包括差分放大器、数字电位器和微控制器，所述差分放大器的正输入端接入钢轨单通道信号，差分放大器的负输入端接入偏置电压，所述数字电位器的输入端连接微控制器，数字电位器的输出端连接差分放大器的控制端，数字电位器根据微处理器的控制指令来调节差分放大器的增益电阻和负输入端偏置电压。

在本实施例中，差分放大器采用AD620芯片，如图3所示。

AD620具有高共模抑制比、低漂移、高输入阻抗的特点，主要用途是放大噪声环境中传感器输出的弱信号。本实用新型结合信号特点选用AD620芯片实现信号差分放大的功能，AD620是一款低成本，高精度的仪表放大器，使用方便。AD620仪用放大器参数如表1所示，其增益公式为：

表1

在本实施例中，数字电位器采用AD8403芯片，如图3所示。

AD8403实现对AD620的增益电阻(放大倍数)和差分输入端电压的调节。AD8403是一款四通道、256位的数字控制可变电阻器，可实现50-1000欧姆数值范围内的电阻调节。本实用新型中一块AD8403芯片可实现对两个通道信号的增益阻值设置和差分输入电压设置，设置数值由STM32传输控制。