專利名稱：一種模擬量采集電路的數字補償裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及模擬量信號的采集技術領域，尤其涉及的是一種模擬量采集電路的數字補償裝置。
背景技術：
在模擬量信號的采集等相關領域，工業(yè)現場的電壓電流信號的采集系統(tǒng)實際應用中，由于各元器件有一致性的問題，導致經多路選擇開關及儀表放大器后輸入到AD(模數轉換器)的采集值與實際輸入值之間都會存在一定的偏差，為了不影響模塊的采集精度，需對輸出量進行補償?，F有技術中的補償方法是利用電位器通過微調增益來進行補償，當經AD轉換器后的輸出值與理論值存在偏差時，調節(jié)該電位器來調整輸出值使其和理論值相等。但是電位器的使用壽命有限，因為頻繁的調節(jié)電位器導致調節(jié)觸點磨損接觸不良及精度下降，從而影響整個模塊的采集精度及穩(wěn)定性并引入采集誤差。特別在運輸過程中的振動導致電位器出現觸點偏移，往往出現在出廠時調整好但到最終客戶使用時又出現偏差，又需要基準信號源進行重現調整，對客戶使用帶來極大的不便。因此，現有技術還有待于改進和發(fā)展。
實用新型內容鑒于上述現有技術的不足，本實用新型的目的在于提供一種模擬量采集電路的數字補償裝置，其可以解決模數轉換器(ADC)轉換模擬電壓的數值與理論值之間存在偏差導致采集電路無法滿足精度要求的問題，并且其結構簡單，實現容易，降低了成本，為用戶提供了方便。本實用新型的技術方案如下一種模擬量采集電路的數字補償裝置，其中，包括用于選擇需要輸入的模擬信號的多路選擇開關；用于將多路選擇開關選擇的模擬信號進行放大的儀表放大器；用于將儀表放大器放大的模擬信號轉換為數字信號的模數轉換器；用于進行補償設置的數字量開關；用于對模數轉換器輸出的數字信號及數字量開關輸出的補償值進行處理的主控制器；所述多路選擇開關、儀表放大器、模數轉換器、主控制器依次連接；所述數字量開關與所述主控制器連接。所述模擬量采集電路的數字補償裝置，其中，所述數字量開關為撥碼開關。所述模擬量采集電路的數字補償裝置，其中，所述數字量開關為編碼器。所述模擬量采集電路的數字補償裝置，其中，所述主控制器為MCU控制器。[0019]所述模擬量采集電路的數字補償裝置，其中，所述主控制器為數字信號處理。所述模擬量采集電路的數字補償裝置，其中，所述主控制器為CPLD或FPGA。 本實用新型所提供的模擬量采集電路的數字補償裝置，由于采用了利用主控制器 (MCU、CPLD/FPGA、DSP等)和數字量開關進行系統(tǒng)補償，根據數字量開關設置表對系統(tǒng)誤差進行補償；數字量開關設置表可進行任意等級的精度補償，本實用新型通過所述的模擬量采集電路的數字補償方法，確保了系統(tǒng)補償的長期可靠性，從而使得元件的補償精度不受其使用時間的影響。并且操作簡單，實現容易，提高了生產效率。數字量開關例如撥碼開關、 短路跳線、編碼器等屬于常用件，采購簡單價格便宜，降低了成本。

圖1是本實用新型實施例的模擬量采集電路的數字補償裝置結構示意圖。
具體實施方式
本實用新型提供一種模擬量采集電路的數字補償裝置，為使本實用新型的目的、 技術方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實例對本實用新型進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。本實用新型實施例提供的一種模擬量采集電路的數字補償裝置，如圖1所示，包括依次連接的多路選擇開關100、儀表放大器200、模數轉換器300、主控制器400;及與主控制器400連接的數字量開關500。所述多路選擇開關100用于選擇需要輸入的模擬信號，如圖1所示的模擬信號A+、 A-和模擬信號D+、D-。所述儀表放大器200用于將多路選擇開關100選擇的模擬信號進行放大。儀表放大器是一種精密差分電壓放大器，它源于運算放大器，且優(yōu)于運算放大器。儀表放大器把關鍵元件集成在放大器內部，其獨特的結構使它具有高共模抑制比、高輸入阻抗、低噪聲、 低線性誤差、低失調漂移增益設置靈活和使用方便等特點，使其在數據采集、傳感器信號放大、高速信號調節(jié)、醫(yī)療儀器和高檔音響設備等方面倍受青睞。儀表放大器是一種具有差分輸入和相對參考端單端輸出的閉環(huán)增益組件，具有差分輸出和相對參考端的單端輸出。所述模數轉換器(A/D) 300用于將儀表放大器200放大的模擬信號轉換為數字信號的。所述數字量開關300可以為但不限于撥碼開關或編碼器，主要用于進行補償設置。所述主控制器可以為但不限于MCU控制器、數字信號處理(DSP)、CPLD ((Complex Programmable Logic Device)復雜可編程邏輯器件)或 FPGA( (Field - Programmable Gate Array)，即現場可編程門陣列)；主要用于對模數轉換器輸出的數字信號及數字量開關輸出的補償值進行處理的。參考圖1，本實用新型實施例提供的一種模擬量采集電路的數字補償裝置工作原理為當模塊需要進行精度補償時，通過多路選擇開關100選擇需要輸入的模擬信號，經過儀表放大器200進行信號調理后，傳輸給AD轉換器300進行模數轉換，得到模擬量信號對應的數值，操作人員通過監(jiān)視AD轉換器的輸出值，計算出AD轉換器輸出值與理論值之間的
4偏差；根據其偏差值換算成誤差等級查看數字量開關設置表，設置數字量開關從而對系統(tǒng)誤差進行補償，以達到采集系統(tǒng)規(guī)定的誤差范圍。本實用新型由于采用數字量信號進行補償確保了系統(tǒng)補償的長期穩(wěn)定性，從而使得測量系統(tǒng)的精度不受其使用時間，振動等因素的影響。例如、輸入電壓是5V經過理論換算應該是32000 (此表示一個電壓值經過AD轉換后對應的數值。此數值沒有單位)。但是實際經過信號調理電路AD轉換后的到的數值是 31888 (此表示一個電壓值經過AD轉換后對應的數值。此數值沒有單位)。這樣AD轉換值與理論值之間存在0.35%的誤差。但是系統(tǒng)要求誤差控制在0.1%以內。假設我們的數字量開關為3位。這樣我就可以得到8個不同等級的補償等級，例如(Γ7分別補償等級系數是，-0. 2%, -0. 3%, -0. 4%, -0. 5%, +0. 2%, +0. 3%, +0. 4%, +0. 5%，這樣我主要選擇數量開關設置成6這樣加0. 3%的補償，這樣原來的系統(tǒng)-0. 35%變成-0. 05%控制在系統(tǒng)要求的0. 1% 的范圍之內。補償等級可以根據實際的需求使用不同的數字量開關的的位數，來得到任意等級的補償。綜上所述，本實用新型所提供的模擬量采集電路的數字補償裝置，由于采用了利用主控制器(MCU、CPLD/FPGA、DSP等)和數字量開關進行系統(tǒng)補償，根據數字量開關設置表對系統(tǒng)誤差進行補償；數字量開關設置表可進行任意等級的精度補償，本實用新型通過所述的模擬量采集電路的數字補償方法，確保了系統(tǒng)補償的長期可靠性，從而使得元件的補償精度不受其使用時間的影響。并且操作簡單，實現容易，提高了生產效率。數字量開關例如撥碼開關、短路跳線、編碼器等屬于常用件，采購簡單價格便宜，降低了成本。應當理解的是，本實用新型的應用不限于上述的舉例，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，所有這些改進和變換都應屬于本實用新型所附權利要求的保護范圍。
權利要求1.一種模擬量采集電路的數字補償裝置，其特征在于，包括 用于選擇需要輸入的模擬信號的多路選擇開關；用于將多路選擇開關選擇的模擬信號進行放大的儀表放大器； 用于將儀表放大器放大的模擬信號轉換為數字信號的模數轉換器； 用于進行補償設置的數字量開關；用于對模數轉換器輸出的數字信號及數字量開關輸出的補償值進行處理的主控制器；所述多路選擇開關、儀表放大器、模數轉換器、主控制器依次連接； 所述數字量開關與所述主控制器連接。
2.根據權利要求1所述模擬量采集電路的數字補償裝置，其特征在于，所述數字量開關為撥碼開關。
3.根據權利要求1所述模擬量采集電路的數字補償裝置，其特征在于，所述數字量開關為編碼器。
4.根據權利要求1所述模擬量采集電路的數字補償裝置，其特征在于，所述主控制器為MCU控制器。
5.根據權利要求1所述模擬量采集電路的數字補償裝置，其特征在于，所述主控制器為數字信號處理。
6.根據權利要求1所述模擬量采集電路的數字補償裝置，其特征在于，所述主控制器為 CPLD 或 FPGA。
專利摘要本實用新型公開了一種模擬量采集電路的數字補償裝置，包括依次連接的多路選擇開關、儀表放大器、模數轉換器、主控制器；及與主控制器連接的數字量開關。本實用新型由于采用了利用主控制器(MCU、CPLD/FPGA、DSP等)和數字量開關進行系統(tǒng)補償，根據數字量開關設置表對系統(tǒng)誤差進行補償；數字量開關設置表可進行任意等級的精度補償，本實用新型通過所述的模擬量采集電路的數字補償方法，確保了系統(tǒng)補償的長期可靠性，從而使得元件的補償精度不受其使用時間的影響。并且操作簡單，實現容易，提高了生產效率。
文檔編號G01R15/00GK202229770SQ20112034381
公開日2012年5月23日 申請日期2011年9月14日 優(yōu)先權日2011年9月14日
發(fā)明者胡遠超 申請人:深圳市億維自動化技術有限公司