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

背景技術(shù)：

在自動(dòng)測控系統(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)行壓力信號采集，模擬輸出信號電平從微伏級到伏級；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，或致使被測信號削頂飽和，造成很大的測量誤差，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，這對企業(yè)來說是不被允許的。

目前，壓力傳感器信號的采集多采用特定分立元件組成的前級濾波電路、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，則必須改變前級濾波電路的輸入輸出阻抗、選擇合適的放大電路對傳感器信號進(jìn)行放大，并針對不同的精度要求采用適當(dāng)?shù)腁/D轉(zhuǎn)換器來完成傳感器信號的調(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輸出端分別通過低通濾波器與壓力采集模塊的信號輸入端連接，所述壓力采集模塊的信號輸出端通過串行外設(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)用器的模擬信號輸入端分別與對應(yīng)的一個(gè)所述橋式壓力傳感器的信號輸出端連接，多路模擬輸入復(fù)用器的信號輸出端與所述可編程增益放大器的信號輸入端連接，可編程增益放大器的信號輸出端與所述16位雙通道A/D轉(zhuǎn)換器的信號輸入端連接，16位雙通道A/D轉(zhuǎn)換器的信號輸出端通過所述自適應(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）作為傳感器信號的前級調(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)到傳感器信號不失真處理；同時(shí)簡化了電路實(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)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，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的信號輸出端分別通過低通濾波器2與壓力采集模塊的信號輸入端連接，壓力采集模塊的信號輸出端通過串行外設(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的模擬信號輸入端分別與對應(yīng)的一個(gè)所述橋式壓力傳感器1的信號輸出端連接，多路模擬輸入復(fù)用器4的信號輸出端與可編程增益放大器5的信號輸入端連接，可編程增益放大器5的信號輸出端與16位雙通道A/D轉(zhuǎn)換器6的信號輸入端連接，16位雙通道A/D轉(zhuǎn)換器6的信號輸出端通過自適應(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對傳感器測壓精度及準(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)對微弱模擬信號的精確測量；自適應(yīng)數(shù)字濾波器7能夠減弱模擬信號對有用信號的影響，提高測量精度，其內(nèi)部參考電壓源及內(nèi)部振蕩器，可以大大簡化電路的設(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的前級調(diào)理電路，可以根據(jù)不同傳感器信號進(jìn)行簡單的程序控制調(diào)整前級電路的增益，把傳感器信號放大至后級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的全量程、高精度、無失真處理。

采用多通道傳感器檢測，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)開發(fā)工作量，使本實(shí)用新型更具通用性。