一種新型灌漿數(shù)據(jù)采集電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種新型灌漿數(shù)據(jù)采集電路，包括依次連接的灌漿作業(yè)工地上的傳感器、信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、濾波放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和中央處理器。信號(hào)轉(zhuǎn)換電路由采樣電阻Rs與瞬態(tài)電壓抑制器TVS1并聯(lián)而成，濾波放大電路由兩節(jié)開關(guān)電容濾波電路和同相比例放大電路級(jí)聯(lián)而成。在信號(hào)轉(zhuǎn)換回路中添加了瞬態(tài)電壓抑制器TVS1，可防止傳感器損壞或誤接給控制芯片造成過壓沖擊，在濾波放大電路中，采用開關(guān)電容濾波放大電路，可以獲得精確的大時(shí)間常數(shù)，抑制二次及多次諧波，極大的提高了采集數(shù)據(jù)的精確度，同時(shí)可以很好的放大傳感器送過來的微弱的模擬信號(hào)，有效的抑制噪聲，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，成本低。
【專利說明】一種新型灌漿數(shù)據(jù)采集電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種新型灌漿數(shù)據(jù)采集電路，屬于電子電路領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 在灌漿施工中，為了提高工作效率和工程質(zhì)量，需要測(cè)量記錄控制灌漿壓力、流 量、密度等數(shù)據(jù)。在測(cè)量數(shù)據(jù)過程中，（壓力、流量、密度）傳感器輸出的信號(hào)往往較弱，而 且其中還包含工頻、靜電和電磁耦合等共模干擾，因而必須對(duì)傳感器輸出的模擬信號(hào)進(jìn)行 放大濾波，使模擬量適合于模數(shù)轉(zhuǎn)換器的電壓轉(zhuǎn)換范圍，再送給中央處理器記錄處理控制。 因此要求放大電路具有很高的共模抑制比以及高增益、低噪聲和高輸入阻抗，濾波電路具 有精確的大時(shí)間常數(shù)，抑制二次及多次諧波，以獲得準(zhǔn)確有效的數(shù)據(jù)。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0003] 本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種新型灌漿數(shù)據(jù)采集電路，在信號(hào)轉(zhuǎn)換回 路中添加了瞬態(tài)電壓抑制器TVS1，可防止傳感器損壞或誤接給控制芯片造成過壓沖擊，在 濾波放大電路中，采用開關(guān)電容濾波放大電路，可以獲得精確的大時(shí)間常數(shù)，抑制二次及多 次諧波，極大的提高了采集數(shù)據(jù)的精確度，同時(shí)可以很好的放大傳感器送過來的微弱的模 擬信號(hào)，有效的抑制噪聲，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，成本低。
[0004] 本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0005] -種新型灌漿數(shù)據(jù)采集電路，包括依次連接的灌漿作業(yè)工地上的傳感器、信號(hào)轉(zhuǎn) 換電路、濾波放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和中央處理器。信號(hào)轉(zhuǎn)換電路由采樣電阻Rs與瞬 態(tài)電壓抑制器TVS1并聯(lián)而成，信號(hào)轉(zhuǎn)換電路的輸入端與傳感器信號(hào)輸出端連接，輸出端接 地。濾波放大電路由兩節(jié)開關(guān)電容濾波電路和同相比例放大電路級(jí)聯(lián)而成，濾波放大電路 輸入端接信號(hào)轉(zhuǎn)換電路輸入端（即傳感器信號(hào)輸出端），濾波放大電路輸出端接模數(shù)轉(zhuǎn)換 電路的輸入端。兩節(jié)開關(guān)電容濾波電路，包括四個(gè)用作開關(guān)的漏源兩極可互換的增強(qiáng)型 M0SFET T1、T2、T3、T4，三個(gè)接地電容C1、C2、C3，一個(gè)反饋電容C4，M0SFETT1、接地電容C1、 MOSFET T2、M0SFET T3、接地電容C2、M0SFET T4、接地電容C3依次連接，反饋電容C4接于 MOSFET T2輸出端與同相比例放大電路的輸出端之間。
[0006] 有益效果
[0007] 本實(shí)用新型的新型灌漿數(shù)據(jù)采集電路，在信號(hào)轉(zhuǎn)換回路中添加了瞬態(tài)電壓抑制器 TVS1，可防止傳感器損壞或誤接給控制芯片造成過壓沖擊，在濾波放大電路中，采用開關(guān)電 容濾波放大電路，可以獲得精確的大時(shí)間常數(shù)，抑制二次及多次諧波，極大的提高了采集數(shù) 據(jù)的精確度，同時(shí)可以很好的放大傳感器送過來的微弱的模擬信號(hào)，有效的抑制噪聲，系統(tǒng) 簡(jiǎn)單，成本低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008] 圖1為本實(shí)用新型灌漿數(shù)據(jù)采集電路的總體原理框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0009] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0010] 實(shí)施例1 :
[0011] 如圖1所示，一種新型灌漿數(shù)據(jù)采集電路，包括依次連接的灌漿作業(yè)工地上的傳 感器、信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、濾波放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和中央處理器。信號(hào)轉(zhuǎn)換電路由采樣電 阻Rs與瞬態(tài)電壓抑制器TVS1并聯(lián)而成，信號(hào)轉(zhuǎn)換電路的輸入端與傳感器信號(hào)輸出端連接， 輸出端接地。濾波放大電路由兩節(jié)開關(guān)電容濾波電路和同相比例放大電路級(jí)聯(lián)而成，濾波 放大電路輸入端接信號(hào)轉(zhuǎn)換電路輸入端（即傳感器信號(hào)輸出端），濾波放大電路輸出端接 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸入端。兩節(jié)開關(guān)電容濾波電路，包括四個(gè)用作開關(guān)的漏源兩極可互換的 增強(qiáng)型M0SFETT1、T2、T3、T4，三個(gè)接地電容C1、C2、C3，一個(gè)反饋電容C4，M0SFETT1、接地 電容C1、M0SFET T2、M0SFET T3、接地電容C2、M0SFET T4、接地電容C3依次連接，反饋電 容C4接于MOSFET T2輸出端與同相比例放大電路的輸出端之間。
[0012] 其中，在電源至傳感器通路中添加了自恢復(fù)電阻FUSE，用以限制流經(jīng)回路的電流 以防因電流串?dāng)_造成電流沖擊，系統(tǒng)中所采用的（流量、壓力、密度）傳感器都統(tǒng)一選用具 有標(biāo)準(zhǔn)4 一 20ma的電流輸出接口形式。信號(hào)轉(zhuǎn)換電路中，Rs為采樣電阻，用于將4 一 20ma 的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為1 一 5V電壓信號(hào)，TVS1為瞬態(tài)電壓抑制器，可防止傳感器損壞或誤接給 控制芯片造成過壓沖擊。
[0013] 濾波放大電路采用二階開關(guān)電容濾波放大電路，在典型的RC二階有源低通濾波 放大電路（具體可見高等學(xué)校開設(shè)的電子類課程的教材《電子技術(shù)基礎(chǔ)》）中，用一個(gè)接地 電容C1和用作開關(guān)的漏源兩極可互換的增強(qiáng)型MOSFET ΤΙ、T2代替一個(gè)輸入電阻R，用另 一個(gè)接地電容C2和用作開關(guān)的漏源兩極可互換的增強(qiáng)型MOSFET T3、T4代替另一個(gè)輸入電 阻R。開關(guān)電容濾波電路在每個(gè)時(shí)鐘周期對(duì)輸入信號(hào)取樣一次。影響濾波器頻率響應(yīng)的時(shí) 間常數(shù)取決于時(shí)鐘周期和電容比值，在RC濾波電路中，要求有較大的電容和精確的RC時(shí)間 常數(shù)，在芯片上制造集成組件難度較大，甚至不可能，在M0S工藝中，電容比值的精度可以 控制在0. 1 %以內(nèi)，因而，利用M0S器件在速度、集成度、相對(duì)精度控制和微功耗等方面的獨(dú) 特優(yōu)勢(shì)，可以減少模塊尺寸，同時(shí)獲得精確的大時(shí)間常數(shù)，抑制二次及多次諧波，極大的提 高了采集數(shù)據(jù)的精確度。同時(shí)，該開關(guān)電容濾波放大電路具有典型的RC二階有源低通濾波 放大電路的所有優(yōu)點(diǎn)，輸入阻抗高，輸出阻抗低，可以很好的放大傳感器送過來的微弱的模 擬信號(hào)，有效的抑制噪聲，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，成本低。
【權(quán)利要求】
1. 一種新型灌漿數(shù)據(jù)采集電路，其特征為，包括依次連接的灌漿作業(yè)工地上的傳感器、 信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、濾波放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和中央處理器； 所述信號(hào)轉(zhuǎn)換電路由采樣電阻Rs與瞬態(tài)電壓抑制器TVS1并聯(lián)而成，信號(hào)轉(zhuǎn)換電路的 輸入端與傳感器信號(hào)輸出端連接，輸出端接地； 所述濾波放大電路由兩節(jié)開關(guān)電容濾波電路和同相比例放大電路級(jí)聯(lián)而成，濾波放大 電路輸入端接信號(hào)轉(zhuǎn)換電路輸入端，濾波放大電路輸出端接模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸入端； 所述兩節(jié)開關(guān)電容濾波電路，包括四個(gè)用作開關(guān)的漏源兩極可互換的增強(qiáng)型 M0SFETT1、T2、T3、T4,三個(gè)接地電容Cl、C2、C3, 一個(gè)反饋電容C4 ; MOSFET T1、接地電容 C1、M0SFET T2、M0SFET T3、接地電容 C2、M0SFET T4、接地電容 C3 依次連接； 反饋電容C4接于MOSFET T2輸出端與同相比例放大電路的輸出端之間。
【文檔編號(hào)】G01D21/02GK203869735SQ201420282186
【公開日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月29日
【發(fā)明者】張剛林, 劉光燦, 朱新杰 申請(qǐng)人:長(zhǎng)沙學(xué)院