電阻分壓式傳感器的信號(hào)采集電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電路領(lǐng)域，具體而言，涉及一種電阻分壓式傳感器的信號(hào)采集電路。
【背景技術(shù)】
[0002]電阻分壓式傳感器工作原理簡(jiǎn)單，在控制系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。在工程中，不同系統(tǒng)的電壓信號(hào)等級(jí)各不相同，比如汽車(chē)電子中會(huì)有5V，12V，24V不同電氣等級(jí)，不同電氣等級(jí)的系統(tǒng)需要選擇不同的采集電路，傳統(tǒng)的電阻分壓式傳感器的信號(hào)采集電路無(wú)法應(yīng)用于多種工況。因此，需要一個(gè)可以應(yīng)用于多種工況，或者接口可以兼容多種外設(shè)的平臺(tái)化設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。
[0003]針對(duì)相關(guān)技術(shù)中電阻分壓式傳感器的信號(hào)采集電路無(wú)法兼容不同電壓等級(jí)系統(tǒng)的問(wèn)題，目前尚未提出有效的解決方案。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種電阻分壓式傳感器的信號(hào)采集電路，以解決相關(guān)技術(shù)中電阻分壓式傳感器的信號(hào)采集電路無(wú)法兼容不同電壓等級(jí)系統(tǒng)的問(wèn)題。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種電阻分壓式傳感器的信號(hào)采集電路。該電路包括:電阻分壓匹配電路，電阻分壓匹配電路的輸入端與被測(cè)元件相連接，電阻分壓匹配電路包括串聯(lián)的固定分壓電阻和可調(diào)分壓電阻，可調(diào)分壓電阻用于調(diào)節(jié)電阻分壓匹配電路的輸出電壓；以及采集芯片，采集芯片的輸入端與電阻分壓匹配電路的輸出端相連接，用于對(duì)電阻分壓匹配電路的輸出電壓進(jìn)行采集。
[0006]進(jìn)一步地，該電路還包括:控制芯片，控制芯片的輸出端與可調(diào)分壓電阻相連接，用于調(diào)節(jié)可調(diào)分壓電阻的阻值。
[0007]進(jìn)一步地，采集芯片和控制芯片為微控制器，微控制器通過(guò)總線(xiàn)連接至可調(diào)分壓電阻。
[0008]進(jìn)一步地，可調(diào)分壓電阻為可調(diào)電阻芯片。
[0009]進(jìn)一步地，該電路還包括:電壓跟隨器，設(shè)置在被測(cè)元件與電阻分壓匹配電路的輸入端之間，用于緩沖電阻分壓式傳感器的信號(hào)采集電路對(duì)被測(cè)元件所在電路的干擾。
[0010]進(jìn)一步地，電壓跟隨器包括:運(yùn)算放大器，運(yùn)算放大器的同相輸入端為電壓跟隨器的輸入端，運(yùn)算放大器的反相輸入端連接至運(yùn)算放大器的輸出端，運(yùn)算放大器的輸出端為電壓跟隨器的輸出端。
[0011 ] 進(jìn)一步地，該電路還包括:無(wú)源低通濾波器，設(shè)置在被測(cè)元件與電壓跟隨器的輸入端之間，用于對(duì)電阻分壓式傳感器的信號(hào)采集電路接收到的模擬信號(hào)進(jìn)行濾波去噪。
[0012]進(jìn)一步地，無(wú)源低通濾波器包括:電阻，電阻的第一端與被測(cè)元件相連接，電阻的第二端與電壓跟隨器的輸入端相連接；以及電容，電容的第一端與電阻的第二端相連接，電容的第二端接地。
[0013]進(jìn)一步地，該電路還包括:靜電保護(hù)電路，設(shè)置在被測(cè)元件與電阻分壓匹配電路的輸入端之間，用于為電阻分壓式傳感器的信號(hào)采集電路提供靜電保護(hù)。
[0014]進(jìn)一步地，靜電保護(hù)電路包括靜電釋放保護(hù)電容。
[0015]本實(shí)用新型通過(guò)設(shè)置電阻分壓匹配電路，該電阻分壓匹配電路的輸入端與被測(cè)元件相連接，并且電阻分壓匹配電路包括串聯(lián)的固定分壓電阻和可調(diào)分壓電阻，可調(diào)分壓電阻用于調(diào)節(jié)電阻分壓匹配電路的輸出電壓，以及采集芯片，該采集芯片的輸入端與電阻分壓匹配電路的輸出端相連接，用于對(duì)電阻分壓匹配電路的輸出電壓進(jìn)行采集，解決了相關(guān)技術(shù)中電阻分壓式傳感器的信號(hào)采集電路無(wú)法兼容不同電壓等級(jí)系統(tǒng)的問(wèn)題。通過(guò)調(diào)節(jié)可調(diào)分壓電阻的阻值控制采集電壓的范圍，進(jìn)而使電阻分壓式傳感器的信號(hào)采集電路能夠兼容不同電壓等級(jí)。
【附圖說(shuō)明】
[0016]構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0017]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的電阻分壓式傳感器的信號(hào)采集電路示意圖；
[0018]圖2是根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的電阻分壓式傳感器的信號(hào)采集電路示意圖；以及
[0019]圖3是根據(jù)本實(shí)用新型第三實(shí)施例的電阻分壓式傳感器的信號(hào)采集電路示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型。
[0021]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本申請(qǐng)方案，下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本申請(qǐng)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)施例僅僅是本申請(qǐng)一部分的實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾?qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)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，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。
[0022]需要說(shuō)明的是，本申請(qǐng)的說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)及上述附圖中的術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類(lèi)似的對(duì)象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當(dāng)情況下可以互換，以便這里描述的本申請(qǐng)的實(shí)施例。此外，術(shù)語(yǔ)“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含。
[0023]本實(shí)用新型的實(shí)施例提供了一種電阻分壓式傳感器的信號(hào)采集電路。
[0024]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例的電阻分壓式傳感器的信號(hào)采集電路示意圖。如圖1所示，該電路包括:電阻分壓匹配電路10和采集芯片20。
[0025]電阻分壓匹配電路10的輸入端與被測(cè)元件相連接，電阻分壓匹配電路10包括串聯(lián)的固定分壓電阻和可調(diào)分壓電阻，可調(diào)分壓電阻用于調(diào)節(jié)電阻分壓匹配電路10的輸出電壓。采集芯片20的輸入端與電阻分壓匹配電路10的輸出端相連接，用于對(duì)電阻分壓匹配電路10的輸出電壓進(jìn)行采集。固定分壓電阻的阻值是固定的，可調(diào)分壓電阻的阻值可調(diào)，通過(guò)串聯(lián)的固定分壓電阻和可調(diào)分壓電阻對(duì)電阻分壓匹配電路10的輸入電壓進(jìn)行分壓，輸入電壓是被測(cè)元件兩端的端電壓，是待測(cè)電壓，由于待測(cè)電壓可能會(huì)超過(guò)采集芯片20的電壓采集范圍，通過(guò)串聯(lián)的兩個(gè)電阻對(duì)待測(cè)電壓進(jìn)行分壓可以調(diào)整各個(gè)電阻上的電壓值。例如，在電氣等級(jí)為24V的汽車(chē)電子系統(tǒng)中某被測(cè)元件的端電壓為18V，通過(guò)一個(gè)1K Ω的固定分壓電阻和調(diào)節(jié)在2ΚΩ的可調(diào)分壓電阻串聯(lián)，固定分壓電阻上分得的電壓為輸入電壓的5/6，即15V，可調(diào)分壓電阻上分得的電壓為輸入電壓的1/6，即3V;而將可調(diào)分壓電阻調(diào)節(jié)在5ΚΩ之后，可以使固定分壓電阻上分得的電壓為輸入電壓的2/3，即12V，可調(diào)分壓電阻上分得的電壓為輸入電壓的1/3，即6V。通過(guò)調(diào)節(jié)可調(diào)分壓電阻的阻值，可以調(diào)節(jié)兩個(gè)電阻上分得電壓的比值，以達(dá)到調(diào)節(jié)電阻分壓匹配電路10的輸出電壓的目的。采集芯片20可以并聯(lián)在固定分壓電阻上，此時(shí)電阻分壓匹配電路10的輸出電壓為固定分壓電阻上的電壓，也可以并聯(lián)在可調(diào)分壓電阻上，此時(shí)電阻分壓匹配電路10的輸出電壓為可調(diào)分壓電阻上的電壓?？蛇x地，固定分壓電阻可以是由多個(gè)阻值固定的電阻進(jìn)行串聯(lián)、并聯(lián)或者串、并聯(lián)之后的等效電阻，可調(diào)分壓電阻可以是由一個(gè)或多個(gè)可調(diào)分壓電阻以及一個(gè)或多個(gè)阻值固定的電阻進(jìn)行串聯(lián)、并聯(lián)或者串、并聯(lián)之后的等效電阻，本實(shí)施例不限制固定分壓電阻和可調(diào)分壓電阻的具體連接方式，僅需實(shí)現(xiàn)兩部分電阻的分壓比例可調(diào)即可。采集芯片20可以是模數(shù)(AD)轉(zhuǎn)換芯片，用于將采集到的電壓模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓數(shù)字信號(hào)，也可以是帶有AD采集功能的其它芯片。
[0026]優(yōu)選地，該電路還可以包括:控制芯片，控制芯片的輸出端與可調(diào)分壓電阻相連接，用于調(diào)節(jié)可調(diào)分壓電阻的阻值。可調(diào)分壓電阻的阻值可以通過(guò)控制芯片進(jìn)行控制，控制芯片對(duì)可調(diào)分壓電阻的阻值的確定方式可以是通過(guò)接收輸入操作，或者根據(jù)可調(diào)分壓電阻上電壓的反饋來(lái)計(jì)算，自動(dòng)求解使電阻分壓匹配電路10的輸出電壓符合采集芯片20的電壓采集范圍的阻值。可調(diào)分壓電阻可以是由多個(gè)電阻進(jìn)行串聯(lián)、并聯(lián)或者串、并聯(lián)之后的等效電阻，可調(diào)分壓電阻的電路結(jié)構(gòu)可以包括多個(gè)選擇開(kāi)關(guān)，用于選擇不同的等效電阻值，控制芯片可以通過(guò)調(diào)節(jié)選擇開(kāi)關(guān)所處的檔位來(lái)控制可調(diào)分壓電阻的等效電阻值。優(yōu)選地，采集芯片20和控制芯片均可以通過(guò)微控制器MCU實(shí)現(xiàn)，微控制器通過(guò)總線(xiàn)連接至可調(diào)分壓電阻。采用帶有AD采集功能的微控制器可以將電阻分壓匹配電路10的輸出電壓的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并可以根據(jù)該輸出電壓作為反饋信號(hào)對(duì)可調(diào)分壓電阻的阻值進(jìn)行控制，例如，當(dāng)超出輸出電壓預(yù)設(shè)閾值時(shí)，調(diào)節(jié)可調(diào)分壓電阻的阻值，使輸出電壓保持在微控制器的AD采集范圍內(nèi)。優(yōu)選地，可調(diào)分壓電阻為可調(diào)電阻芯片?？烧{(diào)電阻芯片可以通過(guò)串行外設(shè)接口(SPI)總線(xiàn)接收微控制器的控制，通過(guò)軟件方式修改微控制器可以調(diào)節(jié)阻值。
[0027]優(yōu)選地，該電路還可以包括:電壓跟隨器，設(shè)置在被測(cè)元件與電阻分壓匹配電路10的輸入端之間，用于緩沖電阻分壓式傳感器的信號(hào)采集電路對(duì)被測(cè)元件所在電路的干擾。電壓跟隨器可以提高輸入阻抗，降低輸出阻抗，防止對(duì)被測(cè)元件所在電路造成干擾而引起的采集值失真，也可以防止其它的采集電路同時(shí)并聯(lián)至該被測(cè)元件進(jìn)行采集帶來(lái)的干擾。優(yōu)選地，電壓跟隨器