本實(shí)用新型涉及壓力檢測(cè)系統(tǒng)，尤其是涉及基于程控增益放大器的壓力檢測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)和智能儀器中，壓力數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為了保證必要的測(cè)量精度，往往會(huì)采用不同量程的壓力傳感器進(jìn)行壓力信號(hào)采集，模擬輸出信號(hào)電平從微伏級(jí)到伏級(jí)；而一般的A/D轉(zhuǎn)換器不可能在各種情況下都與之相匹配，如果采用單一增益的放大電路，往往使A/D轉(zhuǎn)換器的精度不能最大限度的利用，或致使被測(cè)信號(hào)削頂飽和，造成很大的測(cè)量誤差，甚至使A/D轉(zhuǎn)換器損壞。更不可能每個(gè)傳感器都有專屬的A/D轉(zhuǎn)換器，這樣會(huì)大大增加設(shè)計(jì)工作量，更重要的是會(huì)增加設(shè)計(jì)成本，這對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)是不被允許的。

目前，壓力傳感器信號(hào)的采集多采用特定分立元件組成的前級(jí)濾波電路、放大電路、A/D轉(zhuǎn)換器采樣電路構(gòu)成。因此，若要適應(yīng)不同模擬信號(hào)電平輸出的壓力傳感器并保證達(dá)到高精度，則必須改變前級(jí)濾波電路的輸入輸出阻抗、選擇合適的放大電路對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行放大，并針對(duì)不同的精度要求采用適當(dāng)?shù)腁/D轉(zhuǎn)換器來(lái)完成傳感器信號(hào)的調(diào)理，這將造成設(shè)計(jì)工作量的增大，以及設(shè)計(jì)成本的嚴(yán)重增加。而且由分立元件構(gòu)成傳感器信號(hào)調(diào)理電路需要的元器件較多，可靠性降低；外圍電路復(fù)雜，電路板面積大，可擴(kuò)展性低，制造時(shí)各電路板的一致性較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型目的在于提供一種基于程控增益放大器的壓力檢測(cè)系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取下述技術(shù)方案：

本實(shí)用新型所述基于程控增益放大器的壓力檢測(cè)系統(tǒng)，包括多個(gè)橋式壓力傳感器，每個(gè)所述橋式壓力傳感器的信號(hào)輸出端分別通過(guò)低通濾波器與壓力采集模塊的信號(hào)輸入端連接，所述壓力采集模塊的信號(hào)輸出端通過(guò)串行外設(shè)接口與主控單片機(jī)通信連接，所述主控單片機(jī)通過(guò)其內(nèi)部的異步收發(fā)傳輸器與上位計(jì)算機(jī)通信連接。

所述壓力采集模塊由多路模擬輸入復(fù)用器、可編程增益放大器、16位雙通道A/D轉(zhuǎn)換器、自適應(yīng)數(shù)字濾波器和串行外設(shè)接口組成；所述多路模擬輸入復(fù)用器的模擬信號(hào)輸入端分別與對(duì)應(yīng)的一個(gè)所述橋式壓力傳感器的信號(hào)輸出端連接，多路模擬輸入復(fù)用器的信號(hào)輸出端與所述可編程增益放大器的信號(hào)輸入端連接，可編程增益放大器的信號(hào)輸出端與所述16位雙通道A/D轉(zhuǎn)換器的信號(hào)輸入端連接，16位雙通道A/D轉(zhuǎn)換器的信號(hào)輸出端通過(guò)所述自適應(yīng)數(shù)字濾波器與所述串行外設(shè)接口相連接。

本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)在于采用可編程增益放大器（PGA）作為傳感器信號(hào)的前級(jí)調(diào)理電路，根據(jù)不同的需求采用不同的增益，實(shí)現(xiàn)多路壓力傳感器信號(hào)采集全量程的均一化，從而提高A/D轉(zhuǎn)換的有效精度，達(dá)到傳感器信號(hào)不失真處理；同時(shí)簡(jiǎn)化了電路實(shí)現(xiàn)方案，提高了壓力數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的可靠性及穩(wěn)定性。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的電路原理結(jié)構(gòu)框圖。

圖2是本實(shí)用新型的電路原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述實(shí)施例。

如圖1、2所示，本實(shí)用新型所述基于程控增益放大器的壓力檢測(cè)系統(tǒng)，包括多個(gè)橋式壓力傳感器1，每個(gè)橋式壓力傳感器1的信號(hào)輸出端分別通過(guò)低通濾波器2與壓力采集模塊的信號(hào)輸入端連接，壓力采集模塊的信號(hào)輸出端通過(guò)串行外設(shè)接口3與主控單片機(jī)（STM32F103RBT6）通信連接，主控單片機(jī)通過(guò)其內(nèi)部的異步收發(fā)傳輸器與上位計(jì)算機(jī)通信連接。

壓力采集模塊由多路模擬輸入復(fù)用器4、可編程增益放大器5、16位雙通道A/D轉(zhuǎn)換器6、自適應(yīng)數(shù)字濾波器7和串行外設(shè)接口3組成；多路模擬輸入復(fù)用器4的模擬信號(hào)輸入端分別與對(duì)應(yīng)的一個(gè)所述橋式壓力傳感器1的信號(hào)輸出端連接，多路模擬輸入復(fù)用器4的信號(hào)輸出端與可編程增益放大器5的信號(hào)輸入端連接，可編程增益放大器5的信號(hào)輸出端與16位雙通道A/D轉(zhuǎn)換器6的信號(hào)輸入端連接，16位雙通道A/D轉(zhuǎn)換器6的信號(hào)輸出端通過(guò)自適應(yīng)數(shù)字濾波器7與串行外設(shè)接口3相連接。

本實(shí)用新型的電路原理設(shè)計(jì)簡(jiǎn)述如下：

壓力傳感器采取橋式壓力傳感器1與壓力采集模塊連接，以差分方式連接可以很好的消除導(dǎo)線電阻及外部干擾信號(hào)對(duì)傳感器測(cè)壓精度及準(zhǔn)確度的影響，在每路壓力傳感器輸入端設(shè)計(jì)了低通濾波器，以衰減傳感器上的噪聲，提高測(cè)壓精度。

可編程增益放大器（PGA）5最大放大倍數(shù)可達(dá)128倍，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)微弱模擬信號(hào)的精確測(cè)量；自適應(yīng)數(shù)字濾波器7能夠減弱模擬信號(hào)對(duì)有用信號(hào)的影響，提高測(cè)量精度，其內(nèi)部參考電壓源及內(nèi)部振蕩器，可以大大簡(jiǎn)化電路的設(shè)計(jì)。

主控單片機(jī)與16位雙通道A/D轉(zhuǎn)換器6采用串行外設(shè)接口（SPI）3通信方式進(jìn)行通信，通信速率高，串行外設(shè)接口（SPI）3上可以掛接多個(gè)壓力采集模塊實(shí)現(xiàn)更多路的壓力傳感信號(hào)采集，具有很強(qiáng)的可擴(kuò)展性。

可編程增益放大器（PGA）5作為橋式壓力傳感器1的前級(jí)調(diào)理電路，可以根據(jù)不同傳感器信號(hào)進(jìn)行簡(jiǎn)單的程序控制調(diào)整前級(jí)電路的增益，把傳感器信號(hào)放大至后級(jí)16位雙通道A/D轉(zhuǎn)換器6所要求的電壓，以達(dá)到多種不同類型壓力傳感器信號(hào)的全量程、高精度、無(wú)失真處理。

采用多通道傳感器檢測(cè)，各通道傳感器使用同一路放大電路及A/D采樣電路，這樣可以大大節(jié)約設(shè)計(jì)成本及設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)工作量，使本實(shí)用新型更具通用性。