用于电阻型压力传感器的信号低噪声采集电路制造技术

本实用新型专利技术提出了一种用于电阻型压力传感器的信号低噪声采集电路，包括正弦信号激励源，所述正弦信号激励源的激励信号输出端连接一V

Low noise signal acquisition circuit for resistance pressure sensor

【技术实现步骤摘要】
用于电阻型压力传感器的信号低噪声采集电路


[0001]本技术涉及传感器信号优化领域，具体涉及一种用于电阻型压力传感器的信号低噪声采集电路。

技术介绍

[0002]压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。
[0003]电阻型压力传感器是一种常用的压力传感器，使用范围较广。但是由于电阻型压力传感器的低频噪声较大，使得传感器在测量变换缓慢或静态压力时性能大大降低。这种低频噪声的主要噪声来源是1/f噪声，因此将压力信号与1/f噪声分离或降低，是实现压力高分辨率检测的重要一环。然而目前这一问题却没有得到很好的解决。

技术实现思路

[0004]为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本技术的目的是提供一种用于电阻型压力传感器的信号低噪声采集电路。
[0005]为了实现本技术的上述目的，本技术提供了一种用于电阻型压力传感器的信号低噪声采集电路，包括正弦信号激励源，所述正弦信号激励源的激励信号输出端连接一V
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I转换器输入端以及一幅值检测单元的输入端；所述V
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I转换器输出端连接电阻型压力传感器的激励端，所述电阻型压力传感器信号输出端连接所述幅值检测单元的输入端，所述幅值检测单元对电阻传感器采集的信号进行峰值检测，输出滤波后的压力电信号。
[0006]该用于电阻型压力传感器的信号低噪声采集电路包含了提供激励信号的正弦激励源以及驱动传感器的V
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I转换器，在检测到压力后，电阻型压力传感器的电阻变化导致输出信号幅度变化，通过幅值检测单元进行解调，降低1/f噪声，得出低噪声、高信噪比的压力信号。
[0007]该用于电阻型压力传感器的信号低噪声采集电路的优选方案，所述幅值检测单元输出端连接一运算放大器的正相端，该运算放大器的反相端连接一滑变电阻，该运算放大器的输出端输出放大的压力电信号。
[0008]该用于电阻型压力传感器的信号低噪声采集电路的优选方案，所述幅值检测单元包括前置放大器、乘法器和低通滤波器；
[0009]所述电阻型压力传感器信号输出端连接所述前置放大器输入端，所述前置放大器输出端连接所述乘法器一输入端，所述正弦信号激励源的激励信号输出端连接所述乘法器的另一输入端，所述乘法器的输出端连接所述低通滤波器的输入端，所述低通滤波器输出滤波后的压力电信号。
[0010]电阻型压力传感器在激励信号下的响应电压，将激励信号作为参考信号，这两路信号通过乘法器后得到的信号中包含直流分量与二倍频分量，将其输入低通滤波器，低频
噪声分量占比较大的1/f噪声即被降低，实现了高信噪比信号的获取。
[0011]该用于电阻型压力传感器的信号低噪声采集电路的优选方案，所述正弦信号激励源包括信号激励芯片模组以及与该信号激励芯片模组的激励信号输出端连接的低通滤波电路；
[0012]所述信号激励芯片模组输出为方波的激励信号，经所述低通滤波电路滤波后输出正弦激励信号。
[0013]该用于电阻型压力传感器的信号低噪声采集电路的优选方案，所述前置放大器包括第一运算放大器、第二运算放大器和第三运算放大器；
[0014]所述第一运算放大器的正相端连接所述电阻型压力传感器的负极；所述第二运算放大器的正相端连接所述电阻型压力传感器的正极；所述第一运算放大器输出端连接第三运算放大器的反相端，所述第二运算放大器的输出端连接所述第三运算放大器的正相端，所述第三运算放大器输出端连接所述乘法器。这里第一运算放大器、第二运算放大器和第三运算放大器构成了分立型仪表放大器，对电阻型压力传感器采集的信号进行前置放大。
[0015]所述低通滤波器包括第十一电容、第十三电容、第三十电阻、第三十一电阻以及集成运放；
[0016]所述乘法器输出端连接所述第三十电阻的一端，第三十电阻的另一端连接所述第十一电容的一端，所述第十一电容的另一端连接至所述集成运放输出端，所述第十一电容的另一端还连接第三十一电阻的一端，该第三十一电阻的另一端连接第十三电容的一端，该第十三电容另一端接地，该第三十一电阻的另一端还连接所述集成运放的正相端，所述集成运放的反相端接地，其输出端输出滤波后的压力电信号。这里第十一电容、第十三电容、第三十电阻、第三十一电阻以及集成运放构成了一个有源二阶低通滤波器。
[0017]本技术的有益效果是：该用于电阻型压力传感器的信号低噪声采集电路分离或降低了电阻型压力传感器采集的压力信号和1/f噪声，实现了压力高分辨率的检测。
[0018]本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
[0019]本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0020]图1是用于电阻型压力传感器的信号低噪声采集电路的原理示意图；
[0021]图2是幅值检测单元的原理示意图；
[0022]图3是正弦信号激励源的电路示意图；
[0023]图4是V
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I转换器电路示意图；
[0024]图5是前置放大器电路示意图；
[0025]图6是乘法器和低通滤波器连接的电路示意图。
具体实施方式
[0026]下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参
考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
[0027]在本技术的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0028]如图1所示，本技术提供了一种用于电阻型压力传感器的信号低噪声采集电路的实施例，主要包含提供激励信号的正弦信号激励源以及驱动电阻型压力传感器的V
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I转换器，在检测到压力后，电阻型压力传感器的电阻变化导致输出信号幅度变化，通过幅值检测可得出相应的压力数据。
[0029]具体的，本实施例中，该电路包括正弦信号激励源，所述正弦信号激励源的激励信号输出端连接一V
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I转换器输入端以及一幅值检测单元的输入端；V
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I转换器输出端连接电阻型压力传感器的激励端，电阻型压力传感器信号输出端连接幅值检测单元的输入端，幅值检测单元对电阻传感器采集的信号进行峰值检测，输出滤波后的压力电信号。如图1所示，本实施例中还对幅值检测单元输出的压力电信号进行放大处理，具体地，其输出端连接一运算放大器的正相端，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电阻型压力传感器的信号低噪声采集电路，其特征在于，包括正弦信号激励源，所述正弦信号激励源的激励信号输出端连接一V
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I转换器输入端以及一幅值检测单元的输入端；所述V
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I转换器输出端连接电阻型压力传感器的激励端，所述电阻型压力传感器信号输出端连接所述幅值检测单元的输入端，所述幅值检测单元对电阻传感器采集的信号进行峰值检测，输出滤波后的压力电信号。2.根据权利要求1所述的用于电阻型压力传感器的信号低噪声采集电路，其特征在于，所述幅值检测单元输出端连接一运算放大器的正相端，该运算放大器的反相端连接一滑变电阻，该运算放大器的输出端输出放大的压力电信号。3.根据权利要求1所述的用于电阻型压力传感器的信号低噪声采集电路，其特征在于，所述正弦信号激励源包括信号激励芯片模组以及与该信号激励芯片模组的激励信号输出端连接的低通滤波电路；所述信号激励芯片模组输出为方波的激励信号，经所述低通滤波电路滤波后输出正弦激励信号。4.根据权利要求1所述的用于电阻型压力传感器的信号低噪声采集电路，其特征在于，所述幅值检测单元包括前置放大器、乘法器和低通滤波器；所述电阻型压力传感器信号输出端连接所述前置放大器输入端，所述前置放大器输出端连接所述乘法器...

【专利技术属性】
技术研发人员：董成，
申请(专利权)人：武汉国电武仪电气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：