本實(shí)用新型涉及傳感器測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種橋式電路測(cè)量電阻式傳感器的系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

熱敏電阻傳感器、壓敏電阻傳感器以及光敏電阻傳感器等電阻式傳感器通過(guò)測(cè)量計(jì)算相應(yīng)電阻的值，然后通過(guò)查表或者曲線擬合的方法，查詢或計(jì)算出相應(yīng)的溫度、壓力以及光的強(qiáng)度等。電阻式傳感器通常采用橋式電路對(duì)模擬信號(hào)采樣，參考圖1，外部供電電源通過(guò)電平轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)工作所需電壓V，系統(tǒng)工作電壓一方面用來(lái)給橋式電路供電，另一方面經(jīng)過(guò)DC/DC轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成ADC基準(zhǔn)電壓V_ref，ADC基準(zhǔn)電壓用來(lái)給模數(shù)轉(zhuǎn)換器基準(zhǔn)電壓接口供電；微處理器控制模數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)兩個(gè)橋臂之間的電壓差采樣ΔU，并轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)ΔAD。

現(xiàn)有技術(shù)中橋式電路參見圖2，R4和R3兩端的電壓分別為U1和U2，則兩橋臂之間的電壓差ΔU＝U1-U2，得到：

設(shè)定ADC位數(shù)為n，則基準(zhǔn)電壓V_ref對(duì)應(yīng)的滿量程數(shù)字信號(hào)為AD₀＝2ⁿ，模數(shù)轉(zhuǎn)化器采樣的電壓差ΔU轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)為ΔAD，則得到：

結(jié)合公式1和公式2：

ADC基準(zhǔn)電壓具有比較小的波動(dòng)，相對(duì)比較準(zhǔn)確，但是系統(tǒng)工作電壓受環(huán)境、電源波紋以及電壓芯片本身的制造工藝等影響往往會(huì)有較大波動(dòng)，系統(tǒng)工作電壓在某個(gè)范圍內(nèi)波動(dòng)，而非某個(gè)固定值。由于系統(tǒng)工作電壓的誤差往往導(dǎo)致計(jì)算測(cè)量出的待測(cè)電阻R4的值不精確。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型針對(duì)測(cè)量出的待測(cè)電阻R4精確度低的問(wèn)題，而研究設(shè)計(jì)一種橋式電路測(cè)量電阻式傳感器的系統(tǒng)，本實(shí)用新型采用同一個(gè)電壓源對(duì)橋式電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換器基準(zhǔn)電壓接口供電的方法消除因系統(tǒng)工作電壓的不穩(wěn)定而帶來(lái)的測(cè)量誤差。

本實(shí)用新型的技術(shù)手段如下：

一種橋式電路測(cè)量電阻式傳感器的系統(tǒng)，其特征在于，包括：

由精密電阻R1、R2、R3以及待測(cè)電阻R4組成的橋式電路；

對(duì)橋式電路兩個(gè)橋臂之間的電壓差采樣，然后轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器；

以及同時(shí)給橋式電路以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器基準(zhǔn)電壓接口供電的電壓源。

進(jìn)一步地，所述電壓源為系統(tǒng)供電電壓。

進(jìn)一步地，所述電壓源為系統(tǒng)供電電壓經(jīng)過(guò)DC/DC轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為的ADC基準(zhǔn)電壓。

進(jìn)一步地，所述電阻R1一端連接電壓源的正極，另一端連接電阻R4；所述電阻R4的另一端連接電壓源的負(fù)極；所述電阻R2的一端連接電壓源的正極，另一端連接R3；所述電阻R3的另一端連接電壓源的負(fù)極；兩個(gè)橋臂之間的電壓差為電阻R4兩端的電壓與電阻R3兩端的電壓之差。

進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)還包括微處理器，所述微處理器控制模數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)橋式電路兩個(gè)橋臂之間的電壓差采樣，并接受采樣的數(shù)字信號(hào)。

與現(xiàn)有技術(shù)比較，本實(shí)用新型所述的橋式電路測(cè)量電阻式傳感器的系統(tǒng)具有的有益效果是：橋式電路采用的電壓和模數(shù)轉(zhuǎn)換器基準(zhǔn)電壓接口采用的電壓為同一個(gè)電壓源，待測(cè)電阻R4的值只與電壓源對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)AD₀和電壓差ΔU對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)ΔAD有關(guān)，消除了因系統(tǒng)工作電壓V的波動(dòng)而帶來(lái)的誤差，降低了成本，提高了檢測(cè)精度。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本申請(qǐng)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請(qǐng)中記載的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)橋式電阻測(cè)量電阻式傳感器的系統(tǒng)示意圖；

圖2為現(xiàn)有技術(shù)以及實(shí)施例1橋式電路；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例1系統(tǒng)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例2系統(tǒng)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例2橋式電路。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

實(shí)施例1

如圖3所示的橋式電阻測(cè)量電阻式傳感器的系統(tǒng)，結(jié)合圖2，外部供電電源通過(guò)電平轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)工作所需電壓V，系統(tǒng)工作電壓一方面用來(lái)給橋式電路供電，另一方面給模數(shù)轉(zhuǎn)換器基準(zhǔn)電壓接口供電；微處理器控制模數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)兩個(gè)橋臂之間的電壓差采樣ΔU，并轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)ΔAD。

R4和R3兩端的電壓分別為U1和U2，則兩橋臂之間的電壓差ΔU＝U1-U2，得到：

設(shè)定系統(tǒng)工作電壓V轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)為AD₀，模數(shù)轉(zhuǎn)化器采樣的電壓差ΔU轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)為ΔAD，則得到：

結(jié)合公式4和公式5：

則：

作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施方式，選取R1＝R2＝R3＝R，則可得出：

具體的測(cè)量方法為：

S1、系統(tǒng)工作電壓V同時(shí)給橋式電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換器基準(zhǔn)電壓接口供電；

S2、模數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)橋式電路兩個(gè)橋臂之間的電壓差ΔU采樣，并轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)ΔAD；模數(shù)轉(zhuǎn)換器位數(shù)為n，則系統(tǒng)工作電壓V對(duì)應(yīng)的滿量程數(shù)字信號(hào)為AD₀＝2ⁿ，則

S3、微處理器根據(jù)公式計(jì)算出待測(cè)電阻R4的值。

可選擇R1＝R2＝R3＝R，則微處理器根據(jù)公式計(jì)算待測(cè)電阻R4。

實(shí)施例2

如圖4所示的橋式電阻測(cè)量電阻式傳感器的系統(tǒng)，結(jié)合圖5，外部供電電源通過(guò)電平轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)工作所需電壓V，系統(tǒng)工作電壓通過(guò)DC/DC轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為ADC基準(zhǔn)電壓V_ref，ADC基準(zhǔn)電壓V_ref一方面用來(lái)給橋式電路供電，另一方面給模數(shù)轉(zhuǎn)換器基準(zhǔn)電壓接口供電；微處理器控制模數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)兩個(gè)橋臂之間的電壓差采樣ΔU，并轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)ΔAD。

R4和R3兩端的電壓分別為U1和U2，則兩橋臂之間的電壓差ΔU＝U1-U2，得到：

設(shè)定系統(tǒng)工作電壓V轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)為AD₀，模數(shù)轉(zhuǎn)化器采樣的電壓差ΔU轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)為ΔAD，則得到：

結(jié)合公式9和公式10：

則：

作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，選取R1＝R2＝R3＝R，則：

具體的測(cè)量方法為：

S1、ADC基準(zhǔn)電壓V_ref同時(shí)給橋式電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換器基準(zhǔn)電壓接口供電；

S2、模數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)橋式電路兩個(gè)橋臂之間的電壓差ΔU采樣，并轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)ΔAD；模數(shù)轉(zhuǎn)換器位數(shù)為n，則ADC基準(zhǔn)電壓V_ref對(duì)應(yīng)的滿量程數(shù)字信號(hào)為AD₀＝2ⁿ，則

S3、微處理器根據(jù)公式計(jì)算出待測(cè)電阻R4的值。

可選擇R1＝R2＝R3＝R，則微處理器根據(jù)公式計(jì)算待測(cè)電阻R4。

以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。