專(zhuān)利名稱(chēng)：一種可數(shù)字補(bǔ)償?shù)膲毫鞲衅麟妷恨D(zhuǎn)換電路板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種傳感器電壓轉(zhuǎn)換電路板，尤其涉及一種具有數(shù)字補(bǔ)償功能的壓力傳感器電壓轉(zhuǎn)換電路板。
背景技術(shù)：
傳感器變送器是電子技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域里技術(shù)進(jìn)步日新月異快速發(fā)展的一個(gè)領(lǐng)域，為達(dá)到對(duì)壓力傳感器微小信號(hào)輸出進(jìn)行放大處理，同時(shí)達(dá)到溫度變化影響敏感的溫度漂移進(jìn)行有效補(bǔ)償，壓力傳感器電壓轉(zhuǎn)換電路歷經(jīng)了從分立元件搭建到使用集成電路，再到使用可編程的模數(shù)混合型專(zhuān)用集成電路，以及包括使用微處理器參與處理在內(nèi)的各階段的多種電路構(gòu)造形式。所有應(yīng)用電路設(shè)計(jì)的要點(diǎn)在于，在恰當(dāng)實(shí)現(xiàn)功能的前提下，追求簡(jiǎn)潔可靠至上。在分立元件搭建或采用早期一些專(zhuān)用集成電路實(shí)現(xiàn)電路功能時(shí)期，既要求對(duì)傳感器小信號(hào)實(shí)施可控放大，又要同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)尤其是采用硅壓力傳感器所伴隨的較大溫度漂移進(jìn)行補(bǔ)償問(wèn)題，設(shè)計(jì)能實(shí)現(xiàn)如上要求的壓力傳感器電壓轉(zhuǎn)換電路板比較復(fù)雜，比如需要額外在生產(chǎn)過(guò)程中調(diào)換相關(guān)一些電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)有限的補(bǔ)償功能，有時(shí)還需要同時(shí)采用激光刻蝕等手段從傳感器方面進(jìn)行事先補(bǔ)償。伴隨世界領(lǐng)先集成電路生產(chǎn)廠商研發(fā)出來(lái)先進(jìn)的專(zhuān)用集成電路的普及應(yīng)用，壓力傳感器電壓轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)潔可靠的需求終于可得以實(shí)現(xiàn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種具有溫度補(bǔ)償功能的可數(shù)字補(bǔ)償?shù)膲毫鞲衅麟妷恨D(zhuǎn)換電路板，其可以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下設(shè)計(jì)方案:一種可數(shù)字補(bǔ)償?shù)膲毫鞲衅麟妷恨D(zhuǎn)換電路板，包括有一壓力傳感器及至少有一組供電及輸出的接線(xiàn)端子；其具有:一信號(hào)調(diào)理電路，—可接受信號(hào)調(diào)理電路調(diào)節(jié)的傳感器供電電路，其輸入端與信號(hào)調(diào)理電路的一控制輸出端相連，該傳感器供電電路的輸出端接壓力傳感器的電源輸入端；一用于存儲(chǔ)數(shù)字校準(zhǔn)信息的存儲(chǔ)電路，其輸出端接信號(hào)調(diào)理電路的輸入端，其輸入端為一組可編程寫(xiě)入數(shù)據(jù)的編程端口；所述的可編程寫(xiě)入數(shù)據(jù)的編程端口的正電源端子通過(guò)一只防反接的二極管與信號(hào)調(diào)理電路的電源正端相連，該編程端口的編程線(xiàn)直接連接到信號(hào)調(diào)理電路的編程引腳上；所述的信號(hào)調(diào)理電路、存儲(chǔ)器和傳感器供電電路的供電電源端并接于防電壓反接的二極管的負(fù)引腳端；—模擬輸出緩沖電路，其輸入端與信號(hào)調(diào)理電路的輸出端相連，該模擬輸出緩沖電路的輸出端連接到電壓轉(zhuǎn)換電路板的輸出接線(xiàn)端子上。所述可數(shù)字補(bǔ)償?shù)膲毫鞲衅麟妷恨D(zhuǎn)換電路板中，所述的存儲(chǔ)電路中預(yù)置存儲(chǔ)或?qū)崟r(shí)下載有用于對(duì)電壓轉(zhuǎn)換電路板的輸出進(jìn)行溫漂補(bǔ)償?shù)臏囟妊a(bǔ)償數(shù)據(jù)。優(yōu)選的，所述的存儲(chǔ)電路采用EEPROM存儲(chǔ)電路。所述可數(shù)字補(bǔ)償?shù)膲毫鞲衅麟妷恨D(zhuǎn)換電路板中，所述的傳感器供電電路由一運(yùn)算放大器及一組電阻網(wǎng)絡(luò)連接構(gòu)成。所述可數(shù)字補(bǔ)償?shù)膲毫鞲衅麟妷恨D(zhuǎn)換電路板中，所述的模擬輸出緩沖電路由一接成電壓跟隨器的運(yùn)算放大器構(gòu)成。所述可數(shù)字補(bǔ)償?shù)膲毫鞲衅麟妷恨D(zhuǎn)換電路板的可編程寫(xiě)入數(shù)據(jù)的編程端口的正電源端子通過(guò)一只防反接的二極管與信號(hào)調(diào)理電路的電源正端相連。所述可數(shù)字補(bǔ)償?shù)膲毫鞲衅麟妷恨D(zhuǎn)換電路板的可編程寫(xiě)入數(shù)據(jù)的編程端口的編程線(xiàn)直接連接到信號(hào)調(diào)理電路的編程引腳上。所述的編程端口與電壓轉(zhuǎn)換板的供電及輸出的接線(xiàn)端子可以是一體化結(jié)構(gòu)的多引腳接插件端子。本實(shí)用新型可數(shù)字補(bǔ)償?shù)膲毫鞲衅麟妷恨D(zhuǎn)換電路板是采用一種具有可編程性的專(zhuān)用的集成電路應(yīng)用解決方案，配合適當(dāng)?shù)耐鈬娐反罱ǎ瑢?shí)現(xiàn)了一種壓力傳感器電壓轉(zhuǎn)換電路板的設(shè)計(jì)，其可以實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力傳感器微小信號(hào)的輸出進(jìn)行放大，實(shí)現(xiàn)把個(gè)體離散性的壓力傳感器輸出電壓調(diào)理成標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)格電壓輸出，同時(shí)達(dá)到對(duì)傳感器輸出信號(hào)的溫度漂移進(jìn)行有效的數(shù)字化補(bǔ)償。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:簡(jiǎn)單高效又可靠，相對(duì)大大簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)電路元的器件組成。
圖1為本實(shí)用新型可數(shù)字補(bǔ)償?shù)膲毫鞲衅麟妷恨D(zhuǎn)換電路板組成原理示意框圖。圖2為本實(shí)用新型一具體實(shí)施例的電路原理圖。
以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說(shuō)明。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型可數(shù)字補(bǔ)償?shù)膲毫鞲衅麟妷恨D(zhuǎn)換電路板主要包括有一壓力傳感器4、一信號(hào)調(diào)理電路1、一傳感器供電電路2、一帶有一組編程端口的存儲(chǔ)器3、一模擬輸出緩沖電路5和一組供電及輸出的接線(xiàn)端子。本實(shí)用新型將存儲(chǔ)器3的一組編程端口和本可數(shù)字補(bǔ)償?shù)膲毫鞲衅麟妷恨D(zhuǎn)換電路板的一組供電及輸出的接線(xiàn)端子優(yōu)選采用一體化結(jié)構(gòu)的接線(xiàn)端子6，該接線(xiàn)端子6至少包含有兩組共六個(gè)端子:一組用于供電及輸出，包括電源正、電源負(fù)和電壓輸出三個(gè)端子；一組用于編程寫(xiě)入數(shù)據(jù)，包括電源正、電源負(fù)和編程數(shù)字信號(hào)輸入三個(gè)端子。所述的信號(hào)調(diào)理電路I輸出控制端連接到傳感器供電電路2的輸入，由此控制傳感器供電電路2供給壓力傳感器4的電流；壓力傳感器4的輸出再接回給信號(hào)調(diào)理電路1，信號(hào)調(diào)理電路I依據(jù)與之連接的存儲(chǔ)器3中存放的數(shù)據(jù)(其中，可以包括有預(yù)置存儲(chǔ)的用于對(duì)電壓轉(zhuǎn)換電路板的輸出進(jìn)行溫漂補(bǔ)償?shù)臏囟妊a(bǔ)償數(shù)據(jù))進(jìn)行計(jì)算處理，把最終的結(jié)果以規(guī)格電壓形式輸出到與之連接的模擬輸出緩沖電路5的輸入端，模擬輸出緩沖電路5的輸出連接到接線(xiàn)端子6的電壓輸出端子。所述的用于編程寫(xiě)入數(shù)據(jù)的一組的電源正端子還通過(guò)一只防電壓反接的二極管7連接到信號(hào)調(diào)理電路I的電源正引腳上。另外，信號(hào)調(diào)理電路1、存儲(chǔ)器3、傳感器供電電路2等電路的供電電源端都并接于防電壓反接的二極管7的負(fù)引腳端。圖2所示為本實(shí)用新型一個(gè)具體實(shí)施例的電路原理圖:該實(shí)施例中，所述的信號(hào)調(diào)理電路I采用U3 (PGA309);所述的存儲(chǔ)電路3采用EEPROM存儲(chǔ)器U2，該EEPROM存儲(chǔ)器U2中預(yù)置存儲(chǔ)有用于對(duì)電壓轉(zhuǎn)換電路板的輸出進(jìn)行溫漂補(bǔ)償?shù)臏囟妊a(bǔ)償數(shù)據(jù)；所述的傳感器供電電路2由一運(yùn)算放大器UlA及一組電阻網(wǎng)絡(luò)R1、R2和R3連接構(gòu)成；所述的模擬輸出緩沖電路5由一接成電壓跟隨器的運(yùn)算放大器UlB構(gòu)成。所述的編程端口與電壓轉(zhuǎn)換板的供電及輸出的接線(xiàn)端子采用了一體化結(jié)構(gòu)的多引腳接插件端子H2。信號(hào)調(diào)理電路1U3 (PGA309)的第13、14引腳接EEPROM存儲(chǔ)器U2的第6、5弓丨腳；信號(hào)調(diào)理電路1U3 (PGA309)的第I引腳接分壓電阻Rl的一端，Rl的另一端與分壓電阻R2的一端連接后接到集成雙運(yùn)算放大器UlA的第3引腳；R2另一引腳接電源地；傳感器供電電路2中的運(yùn)算放大器UlA的第2引腳與采樣電阻R3 —端連接后與壓力傳感器4的電源負(fù)端子相連；該運(yùn)算放大器UlA的第I引腳與壓力傳感器4的電源正端子相連；壓力傳感器4輸出端的O+、O-引腳接信號(hào)調(diào)理電路U3 (PGA309)的第4、5引腳，U3 (PGA309)的第4引腳還與電容C3、C5的一端相連；U3 (PGA309)的第5引腳還與電容C3、C4的一端相連；電容C4、C5的另一端相接后連接到地；U3 (PGA309)的第6、7引腳短接后分別與緩沖電路5的運(yùn)算放大器UlB的第5腳、電容C6的一引腳相連，電容C6的另一引腳與信號(hào)調(diào)理電路1U3 (PGA309)的第8腳相連；緩沖電路5的運(yùn)算放大器UlB的第7腳與第6腳短接后與電阻R5的一端相連；電阻R5的另一端與電容CS —端相連后連接到接線(xiàn)端子6的電壓輸出端子2 ;電容CS另一端接地；接插件端子的編程數(shù)字信號(hào)輸端子單獨(dú)直接連接到信號(hào)調(diào)理電路I的第12引腳；接插件端子的供電及輸出分組的電源正端子連接限流電阻R4的一端，R4的另一端連接到電路的+5V電位點(diǎn)；該+5V電位點(diǎn)還分別連接到穩(wěn)壓管VDl的正端、電容C7的正端以及雙運(yùn)算放大器Ul的第8腳、存儲(chǔ)器3的第8腳、信號(hào)調(diào)理電路I的第3和第10腳、以及電容Cl、C2的一端；電容Cl、C2的另一端以及信號(hào)調(diào)理電路I的第2、9、11、15引腳、存儲(chǔ)器3的第1，2，3，4，7引腳、雙運(yùn)算放大器Ul的第4引腳都連接到電源地端。這樣，在內(nèi)部固化有特定時(shí)序程序的信號(hào)調(diào)理電路I的控制下，上述的電壓轉(zhuǎn)換板就可以于加電工正常作后，把壓力傳感器的電壓輸出小信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)格范圍電壓輸出，并能依據(jù)存儲(chǔ)器3中存放的數(shù)據(jù)對(duì)傳感器的溫度漂移做出補(bǔ)償。以上所述的實(shí)施例僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)思想及特點(diǎn)，相對(duì)詳細(xì)的說(shuō)明部分只是眾多實(shí)施方法中的一種，其目的在于使本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，不能以本實(shí)施例來(lái)限定本實(shí)用新型的專(zhuān)利范圍，比如根據(jù)該原理圖對(duì)個(gè)別元器件作的等效變換應(yīng)用(比如把雙運(yùn)算放大器拆分成兩個(gè)單運(yùn)算放大器)等等，都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種可數(shù)字補(bǔ)償?shù)膲毫鞲衅麟妷恨D(zhuǎn)換電路板，包括有一壓力傳感器及至少有一組供電及輸出的接線(xiàn)端子；其特征在于具有: 一信號(hào)調(diào)理電路， 一可接受信號(hào)調(diào)理電路調(diào)節(jié)的傳感器供電電路，其輸入端與信號(hào)調(diào)理電路的一控制輸出端相連，該傳感器供電電路的輸出端接壓力傳感器的電源輸入端； 一用于存儲(chǔ)數(shù)字校準(zhǔn)信息的存儲(chǔ)電路，其輸出端接信號(hào)調(diào)理電路的輸入端，其輸入端為一組可編程寫(xiě)入數(shù)據(jù)的編程端口； 所述的信號(hào)調(diào)理電路、存儲(chǔ)器和傳感器供電電路的供電電源端并接于防電壓反接的二極管的負(fù)引腳端； 一模擬輸出緩沖電路，其輸入端與信號(hào)調(diào)理電路的輸出端相連，該模擬輸出緩沖電路的輸出端連接到電壓轉(zhuǎn)換電路板的輸出接線(xiàn)端子上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可數(shù)字補(bǔ)償?shù)膲毫鞲衅麟妷恨D(zhuǎn)換電路板，其特征在于:所述的存儲(chǔ)電路中預(yù)置存儲(chǔ)有用于對(duì)電壓轉(zhuǎn)換電路板的輸出進(jìn)行溫漂補(bǔ)償?shù)臏囟妊a(bǔ)償數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可數(shù)字補(bǔ)償?shù)膲毫鞲衅麟妷恨D(zhuǎn)換電路板，其特征在于:所述的存儲(chǔ)電路采用EEPROM存儲(chǔ)電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可數(shù)字補(bǔ)償?shù)膲毫鞲衅麟妷恨D(zhuǎn)換電路板，其特征在于:所述的傳感器供電電路由一運(yùn)算放大器及一組電阻網(wǎng)絡(luò)連接構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可數(shù)字補(bǔ)償?shù)膲毫鞲衅麟妷恨D(zhuǎn)換電路板，其特征在于:所述的模擬輸出緩沖電路由一接成電壓跟隨器的運(yùn)算放大器構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可數(shù)字補(bǔ)償?shù)膲毫鞲衅麟妷恨D(zhuǎn)換電路板，其特征在于:所述的可編程寫(xiě)入數(shù)據(jù)的編程端口的正電源端子通過(guò)一只防反接的二極管與信號(hào)調(diào)理電路的電源正端相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可數(shù)字補(bǔ)償?shù)膲毫鞲衅麟妷恨D(zhuǎn)換電路板，其特征在于:所述的可編程寫(xiě)入數(shù)據(jù)的編程端口的編程線(xiàn)直接連接到信號(hào)調(diào)理電路的編程引腳上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可數(shù)字補(bǔ)償?shù)膲毫鞲衅麟妷恨D(zhuǎn)換電路板，其特征在于:所述的編程端口與電壓轉(zhuǎn)換板的供電及輸出的接線(xiàn)端子是一體化結(jié)構(gòu)的多引腳接插件端子。
專(zhuān)利摘要一種可數(shù)字補(bǔ)償?shù)膲毫鞲衅麟妷恨D(zhuǎn)換電路板，包括有信號(hào)調(diào)理電路、可接受信號(hào)調(diào)理電路調(diào)節(jié)的傳感器供電電路、用于存儲(chǔ)數(shù)字校準(zhǔn)信息的存儲(chǔ)電路和一模擬輸出緩沖電路；該供電電路輸出接壓力傳感器電源輸入；存儲(chǔ)電路輸出接信號(hào)調(diào)理電路輸入，其編程端口正電源端子經(jīng)一防反接二極管與信號(hào)調(diào)理電路電源正端相連，該編程端口的編程線(xiàn)直接連接到信號(hào)調(diào)理電路的編程引腳上；信號(hào)調(diào)理電路、存儲(chǔ)器和傳感器供電電路的供電電源端并接于防電壓反接的二極管的負(fù)引腳端；模擬輸出緩沖電路輸入與信號(hào)調(diào)理電路輸出相連，其輸出連接到電壓轉(zhuǎn)換電路板的輸出接線(xiàn)端子上。其可將壓力傳感器信號(hào)放大、離散性輸出電壓調(diào)理成標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，且同時(shí)對(duì)溫度漂移有效數(shù)字化補(bǔ)償。
文檔編號(hào)G01L1/26GK203011616SQ20132002825
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2013年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月18日
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