[发明专利]一种用于风洞应变天平信号测量的前置放大器及校准测量方法

摘要

本发明公开了一种用于风洞应变天平信号测量的前置放大器，所述风洞应变天平信号基于设置在风洞中的应变天平产生，包括放大电路板，其具有8个信号放大通道，且每个通道均设置有对所述测量信号进行放大的调理电路；直通电路板，其具有8个信号直通通道；其中，所述放大电路板、直通电路板上还分别设置有用于连接至应变天平的输入连接器P1、用于连接至数据采集终端的输出连接器P2。本发明提供一种用于风洞应变天平信号测量的前置放大器，其使得具有测量精度高、抗干扰能力强、安全系数更高的优点。本发明还提供一种前置放大器的校准方法，提高后期数据采集终端的测量精度。

主权项

一种用于风洞应变天平信号测量的前置放大器，所述风洞应变天平信号基于设置在风洞中的应变天平产生，其特征在于，包括：放大电路板，其具有8个信号放大通道，且每个通道均设置有对风洞应变天平信号进行放大的调理电路；直通电路板，其具有8个信号直通通道；其中，所述放大电路板、直通电路板上还分别设置有用于连接至应变天平的输入连接器P1、用于连接至数据采集终端的输出连接器P2；所述调理电路包括：输入放大电路，其与所述应变天平的信号输出端连接，用以对接收的应变天平电压信号进行高频滤波放大后输出单端电压信号；低通有源滤波电路，其与所述输入放大电路连接，用以对接收到的单端电压信号中的测量噪声进行降低后输出；差分输出电路，其与所述低通有源滤波电路连接，用以将接收到的经降噪处理后单端电压信号进行两倍放大并转换成差分信号输出；所述输入放大电路包括仪表放大器以及电连接至其输入端的阻容滤波电路，所述阻容滤波电路的输入端与应变天平的信号输出端连接，所述仪表放大器由单片集成芯片U1和增益电阻Rg组成增益为100的放大电路；所述低通有源滤波电路的输入端与所述仪表放大器的输出端连接，且所述低通有源滤波电路为10Hz的四阶巴特沃斯低通滤波器，所述四阶巴特沃斯低通器由两个串联的二阶巴特沃斯低通滤波电路组成；所述差分输出电路由两个并联至所述低通滤波电路输出端的同向运算放大器U3A和反向运算放大器U3B组成，以实现单端到差分的转换以及两倍的放大；所述输入连接器P1、输出连接器P2连接端的内壁具有间隔距离不同的两个凹槽，其中所述输入连接器P1为应变天平信号测量提供输入接口，其包括与放大电路板连接的第一输入连接器Xs1和直通电路板连接的第二输入连接器Xs2，其内分别设置被测天平信号各通道输入引脚，被测天平桥压输入、反馈引脚以及接地引脚，所述第二输入连接器Xs2内还设置有放大供电输入引脚；所述输出连接器P2为数据采集终端提供信号输出接口，其包括放大端输出连接器XS3和直通端输入连接器Xs4，其内分别设置有各通道信号输出引脚，被测天平桥压输入、反馈引脚槽以及接地引脚。