一種用于風(fēng)洞應(yīng)變天平信號(hào)測量的前置放大器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及一種對風(fēng)洞應(yīng)變天平信號(hào)測量使用的放大器。更具體地說，本實(shí) 用新型設(shè)及一種用于風(fēng)洞應(yīng)變天平信號(hào)測量的前置放大器。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前的現(xiàn)有技術(shù)書中，風(fēng)洞試驗(yàn)天平信號(hào)測量采用的方法和設(shè)備主要有兩種，其 中一種是采用前置放大器結(jié)合后端數(shù)據(jù)采集終端進(jìn)行測量，另外一種是直接通過后端數(shù)據(jù) 采集終端來實(shí)現(xiàn)信號(hào)的放大、濾波、采集測量。
[0003] 但是現(xiàn)有的測量設(shè)置測量精度不高、抗干擾能力不強(qiáng)。隨著國家風(fēng)洞試驗(yàn)高、精、 尖技術(shù)的不斷發(fā)展，對風(fēng)洞試驗(yàn)測試功能和性能要求越來越高，對測試設(shè)備的要求也越來 越高，W往的測試手段已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足高性能風(fēng)洞試驗(yàn)的要求，已跟不上科技快速的發(fā)展 步伐。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實(shí)用新型的一個(gè)目的是解決至少上述問題和/或缺陷，并提供至少后面將說明 的優(yōu)點(diǎn)。
[0005] 本實(shí)用新型還有一個(gè)目的是提供提供一種用于風(fēng)洞應(yīng)變天平信號(hào)測量的前置放 大器，其使得具有測量精度高、抗干擾能力強(qiáng)、安全系數(shù)更高的優(yōu)點(diǎn)。
[0006] 本實(shí)用新型還有一個(gè)目的是提供一種前置放大器的校準(zhǔn)方法，提高后期數(shù)據(jù)采集 終端的測量精度。
[0007] 本實(shí)用新型還有一個(gè)目的是通過前置放大器測量風(fēng)洞應(yīng)變天平信號(hào)的測量方法， 其基于對前置放大器各放大信號(hào)通道的校準(zhǔn)，W實(shí)現(xiàn)最終測量結(jié)果更加精確的目的。
[000引為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本實(shí)用新型的該些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，提供了一種用于風(fēng)洞應(yīng)變天 平信號(hào)測量的前置放大器，所述風(fēng)洞應(yīng)變天平信號(hào)基于設(shè)置在風(fēng)洞中的應(yīng)變天平產(chǎn)生，包 括：
[0009] 放大電路板，其具有8個(gè)信號(hào)放大通道，且每個(gè)通道均設(shè)置有對所述測量信號(hào)進(jìn) 行放大的調(diào)理電路；
[0010] 直通電路板，其具有8個(gè)信號(hào)直通通道；
[0011] 其中，所述放大電路板、直通電路板上還分別設(shè)置有用于連接至應(yīng)變天平的輸入 連接器P1、用于連接至數(shù)據(jù)采集終端的輸出連接器P2。
[0012] 優(yōu)選的是，其中，所述調(diào)理電路包括：
[0013]輸入放大電路，其與所述應(yīng)變天平的信號(hào)輸出端連接，用W對接收的應(yīng)變天平電 壓信號(hào)進(jìn)行高頻濾波放大后輸出單端電壓信號(hào)；
[0014]低通有源濾波電路，其與所述輸入放大電路連接，用W對接收到的單端電壓信號(hào) 中的測量噪聲進(jìn)行降低后輸出；
[0015] 差分輸出電路，其與所述低通有源濾波電路連接，用W將接收到的經(jīng)降噪處理后 單端電壓信號(hào)進(jìn)行兩倍放大并轉(zhuǎn)換成差分信號(hào)輸出。
[0016] 優(yōu)選的是，其中，所述輸入放大電路包括儀表放大器W及電連接至其輸入端的阻 容濾波電路，所述阻容濾波電路的輸入端與應(yīng)變天平的信號(hào)輸出端連接，所述儀表放大器 由單片集成巧片U1和增益電阻Rg組成增益為100的放大電路。
[0017] 優(yōu)選的是，其中，所述低通有源濾波電路的輸入端與所述儀表放大器的輸出端連 接，且所述低通有源濾波電路為10化的四階己特沃斯低通濾波器，所述四階己特沃斯低通 器由兩個(gè)串聯(lián)的二階己特沃斯低通濾波電路組成。
[001引優(yōu)選的是，其中，所述差分輸出電路由兩個(gè)并聯(lián)至所述低通濾波電路輸出端的同 向運(yùn)算放大器U3A和反向運(yùn)算放大器U3B組成，W實(shí)現(xiàn)單端到差分的轉(zhuǎn)換W及兩倍的放大。
[0019] 優(yōu)選的是，其中，所述應(yīng)變天平為六分量的應(yīng)變天平構(gòu)成的全橋電路，所述全橋電 路的信號(hào)輸出端、供電端分別通過輸入連接器P1與放大電路板、直通電路板通信連接，所 述信號(hào)輸出端包括向各通道輸出差分電壓信號(hào)的正端Vin+和負(fù)端VIN-，所述供電端包括 全橋電路的正端VCC和負(fù)端AGND。
[0020] 優(yōu)選的是，其中，所述輸入連接器P1、輸出連接器P2連接端的內(nèi)壁具有間隔距離 不同的兩個(gè)凹槽，其中
[0021] 所述輸入連接器P1為應(yīng)變天平信號(hào)測量提供輸入接口，其包括與放大電路板連 接的第一輸入連接器Xsl和直通電路板連接的第二輸入連接器Xs2,其內(nèi)分別設(shè)置被測天 平信號(hào)各通道輸入引腳，被測天平橋壓輸入、反饋引腳W及接地引腳，所述第二輸入連接器 Xs2內(nèi)還設(shè)置有放大供電輸入引腳；
[0022] 所述輸出連接器P2為數(shù)據(jù)采集終端提供信號(hào)輸出接口，其包括放大端輸出連接 器XS3和直通端輸入連接器Xs4,其內(nèi)分別設(shè)置有各通道信號(hào)輸出引腳，被測天平橋壓輸 入、反饋引腳W及接地引腳。
[0023] 優(yōu)選的是，其中，還包括設(shè)置在所述放大電路板、直通電路板外側(cè)W實(shí)現(xiàn)其與其它 機(jī)構(gòu)電氣隔離的絕緣隔離板。
[0024] 本實(shí)用新型至少包括W下有益效果；其一，本實(shí)用新型中的前置放大器，由于其集 成了放大電路板和直通電路板在一個(gè)裝置上，由于采用了 8通道直通電路連接，使該裝置 既具有后端兼容老采集系統(tǒng)的特點(diǎn)，同時(shí)信號(hào)定義與放大通道定義相同，該樣有利于在天 平端和采集端與放大電路板共用電纜；因其實(shí)現(xiàn)一個(gè)裝置同時(shí)具有放大和直通的功能，具 有兼容性好的有益效果。
[0025] 其二，本實(shí)用新型在應(yīng)用該前置放大器進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)測量時(shí)，由于其調(diào)理電路采 用了高精度放大電路、濾波電路W及差分輸出電路，采用固定放大倍數(shù)，減少了電路的復(fù) 雜性，使測量具有非常高的測量精度、測量可行性和穩(wěn)定性、測量抗干擾性W及傳輸抗干擾 性。
[0026] 本實(shí)用新型的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過 對本實(shí)用新型的研究和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
【附圖說明】
[0027] 圖1為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中前置放大器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[002引圖2為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中調(diào)理電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029] 圖3為本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例中應(yīng)變天平的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030] 圖4為本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例中輸入連接器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031] 圖5為本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例中輸出連接器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032] 圖6為本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例中輸入、輸出連接器引腳槽的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033] 下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，W令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明 書文字能夠據(jù)W實(shí)施。
[0034] 應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的諸如"具有"、"包含及"包括"術(shù)語并不配出一個(gè)或多 個(gè)其它元件或其組合的存在或添加。
[0035] 圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一種用于風(fēng)洞應(yīng)變天平信號(hào)測量的前置放大器的 實(shí)現(xiàn)方式，所述風(fēng)洞應(yīng)變天平信號(hào)基于設(shè)置在風(fēng)洞中的應(yīng)變天平產(chǎn)生，包括：
[0036] 放大電路板1，其具有8個(gè)信號(hào)放大通道，且每個(gè)通道均設(shè)置有對所述測量信號(hào)進(jìn) 行放大的調(diào)理電路110,其每個(gè)放大信號(hào)通道中調(diào)理電路的電路原理和結(jié)構(gòu)都一樣，均由 200倍固定放大倍數(shù)電路、4階己特沃斯低通濾波器、差分輸出電路、電源電路組成。其200 倍固定放大倍數(shù)電路采用最新技術(shù)的超高精度、越低漂移的儀表放大器實(shí)現(xiàn)100倍放大， 通過設(shè)置增益電阻設(shè)置放大倍數(shù)，電阻也采用0.02%的精度、2化pm溫度漂移的高精度電 阻；其4階己特沃斯低通濾波器電路采用高精度電阻和高精度雙運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)，濾波截 止頻率10H(-3地）；其差分輸出電路也采用高精度雙運(yùn)算放大器構(gòu)成，一路實(shí)現(xiàn)跟隨，一路 實(shí)現(xiàn)反相，該樣就構(gòu)成差分輸出，同時(shí)實(shí)現(xiàn)2倍放大，整個(gè)電路就實(shí)現(xiàn)200倍放大；其電源電 路是取外部供電，通過濾波后給天平應(yīng)變電橋的供電電路W及用于采集補(bǔ)償?shù)臉驂悍答侂?路。所述放大電路板用于為應(yīng)變天平提供橋壓，并反饋應(yīng)變天平橋壓到數(shù)據(jù)采集終端，最后 將應(yīng)變天平信號(hào)放大、濾波后送給數(shù)據(jù)采集終端進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，同時(shí)在進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)測量 時(shí)，由于采用了高精度放大電路、濾波電路W及差分輸出電路，采用固定放大倍數(shù)，減少了 電路的復(fù)雜性，使測量具有非常高的測量精度、測量可行性和穩(wěn)定性、測量抗干擾性W及傳 輸抗干擾性；
[0037] 直通電路板2,其具有8個(gè)信號(hào)直通通道，所述直通電路板用于為應(yīng)變天平提供橋 壓，反饋應(yīng)變天平橋壓到數(shù)據(jù)采集終端進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，其中的8通道天平信號(hào)通過輸入連接 器直接從電路板走線連接到輸出連接器，最后通過電纜連接到后端數(shù)據(jù)采集終端，同時(shí)也 為天平應(yīng)變電橋電源供電，W及用于采集補(bǔ)償?shù)臉驂悍答侂娐?，同時(shí)兼容無前置放大器測 量的老數(shù)據(jù)采集終端系統(tǒng)，該使得其保留了后端兼容原數(shù)據(jù)采集終端系統(tǒng)特點(diǎn)的同時(shí)，其 信號(hào)定義與放大通道定義相同，使得其有利于在天平端和采集端共用電纜；
[003引其中，所述放大電路板、直通電路板上還分別設(shè)置有用于連接至應(yīng)變天平的輸入 連接器P13、用于連接至數(shù)據(jù)采集終端的輸出連接器P24,為了進(jìn)一步的提高測量精度，所 述輸出連接器與數(shù)據(jù)采集終端的連接電纜采用高品質(zhì)雙絞屏蔽電纜，W增加抗干擾的能 力；同時(shí)所述輸入連接器P1、輸出連接器P2使得前端放大器放大與直通切換時(shí)，只需要將 電纜連接到相應(yīng)的放大或直通功能的連接器插頭即可，簡單易行；其中P1為應(yīng)變天平測量 輸入提供接口，用于連接應(yīng)變天平輸出的差分電壓信號(hào)，連接給應(yīng)變天平供電的電源，連接 天平端反饋的天平電源端；其中P2為信號(hào)調(diào)理裝置的信號(hào)輸出端，用于連接調(diào)理后的差分 輸出信號(hào)，連接該前置放大器的供電電源，連接應(yīng)變天平供電電源，連接應(yīng)變天平端反饋的 天平電源端。采用該種方案中使得該前置放大器具有良好的兼容性，測量精度高，測量和傳 輸?shù)目垢蓴_能力強(qiáng)的有利之處并且，該種方式只是一種較佳實(shí)例的說明，但并不局限于此。
[0039] 在另一種實(shí)例中，所述調(diào)理電路110包括：
[0040] 輸入放大電路120,其與所述應(yīng)變天平的信號(hào)輸出端連接，用W對接收的應(yīng)變天平 電壓信號(hào)進(jìn)行高頻濾波放大后輸出單端電壓信號(hào)；
[0041] 低通有源濾波電路130,其與所述輸入放大電路連接，用W對接收到的單端電壓信 號(hào)中的測量噪聲進(jìn)行降低后輸出；
[0042] 差