[发明专利]一种用于桥式传感器数字化的传感器系统平台及其工作方法

权利要求书

1.一种用于桥式传感器数字化的传感器系统平台，其特征在于，包括数字化模块和微控制器模块；所述数字化模块用于：实现桥式称重传感器的数字化；所述微控制器模块用于：控制数字化模块的工作，并对数字化模块的输出数据进行处理。

2.根据权利要求1所述的一种用于桥式传感器数字化的传感器系统平台，其特征在于，数字化模块包括全桥斩波模块、全差分信号调理模块和模数转换模块；

所述全桥斩波模块用于：控制桥式称重传感器的供电，以降低传感器系统平台的失调和失调漂移；所述全差分信号调理模块用于：抑制桥式称重传感器输出信号的高频噪声，并对输出信号进行放大；所述模数转换模块用于：采用Σ-ΔADC实现低噪声的模数转换。

3.根据权利要求2所述的一种用于桥式传感器数字化的传感器系统平台，其特征在于，全差分信号调理模块包括差分低通滤波电路和差分电压放大电路，在差分低通滤波电路后串联差分电压放大电路；-3dB频率点为9.9MHz，电压增益为11V/V，传感器信号先由差分低通滤波电路去除通带外的噪声，再通过差分电压放大电路进行电压放大。

4.根据权利要求2所述的一种用于桥式传感器数字化的传感器系统平台，其特征在于，全桥斩波模块包括双刀双掷数字开关，双刀双掷数字开关的控制端均连接微控制器模块，双刀双掷数字开关的输入端分别连接电源电压和地，双刀双掷数字开关的输出端分别连接桥式称重传感器的供电端。

5.根据权利要求2所述的一种用于桥式传感器数字化的传感器系统平台，其特征在于，模数转换模块的型号为ADS1261。

6.根据权利要求4所述的一种用于桥式传感器数字化的传感器系统平台，其特征在于，微控制器模块通过GPIO的高低电平输出来控制双刀双掷数字开关的通断，且双刀双掷数字开关中两个开关一直是一个通一个断，实现彼此交替互补，对外输出5V和-5V的供电。

7.根据权利要求4所述的一种用于桥式传感器数字化的传感器系统平台，其特征在于，电压电源电压为5V；微控制器模块即微控制器，该微控制器的型号为STM32F103ZETT6；双刀双掷数字开关的控制端分别连接微控制器的ACX1_N端口、ACX2_N端口。

8.权利要求2-7任一所述的用于桥式传感器数字化的传感器系统平台的工作方法，其特征在于，包括步骤如下：

所述数字化模块实现桥式称重传感器的数字化；所述微控制器模块控制数字化模块的工作，并对数字化模块的输出数据进行处理。

9.根据权利要求8所述的用于桥式传感器数字化的传感器系统平台的工作方法，其特征在于，所述数字化模块实现桥式称重传感器的数字化，具体实现过程包括：

(1)所述全桥斩波模块控制桥式称重传感器的供电，以降低传感器系统平台的失调和失调漂移；

(2)所述全差分信号调理模块抑制桥式称重传感器输出信号的高频噪声，并对输出信号进行放大；

(3)所述模数转换模块采用Σ-ΔADC实现低噪声的模数转换。

10.根据权利要求8所述的用于桥式传感器数字化的传感器系统平台的工作方法，其特征在于，所述微控制器模块控制数字化模块的工作，并对数字化模块的输出数据进行处理，具体实现过程包括：

第一步，微控制器模块以GPIO控制双刀双掷数字开关，提供5V传感器供电，5V传感器供电下的传感器输出信号，经过信号调理和模数转换后，被微控制器模块存储；

第二步，微控制器模块以GPIO控制双刀双掷数字开关，提供-5V传感器供电，-5V传感器供电下的传感器输出信号经过信号调理和模数转换后，被微控制器模块存储；

第三步，将第一步和第二步获得的数据相减，再除以2，获得最终数据，该数据是去除失调且噪声较低的数据。