一種無線精密應變測量裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用型新涉及應變測量裝置領域，更具體的說，是涉及一種無線精密應變測量 裝置。
【背景技術】
[0002] 應變測量技術應用廣泛，受靜荷載作用的機械工程重大制造裝備、高鐵汽車、輪 船、核電、土木建筑、水利工程、橋梁、道路涵隧工程以及冶金、石油、化工領域的重大、重要 關鍵構件都需要用到應變測量裝置。對這些重大、重要關鍵構件進行實驗，驗證時需要用到 無線精密應變測量裝置。同時遠程操作的應變測量裝置可用以設備的在線、遠程監(jiān)測。
[0003] 應變測量裝置的一個關鍵技術指標是測量精度。影響精度的因素有:測量裝置基 準源的穩(wěn)定度、激勵方式、地線上電流的壓降與噪聲。目前，應變測量裝置的精度還可以進 一步提高;并且可實現(xiàn)激勵電壓可調(diào);傳感器參數(shù)可設定;進行遠程操作等功能。這些功能 的實現(xiàn)將大大增加應變測量裝置的價值。
[0004] 從目前市場上看，還沒有一種能實現(xiàn)高精度、參數(shù)可調(diào)、可無線遠程操作的應變測 量裝置。 【實用新型內(nèi)容】
[0005] 有鑒于此，有必要針對上述的問題，提供一種無線精密應變測量裝置，實現(xiàn)高精 度、參數(shù)可調(diào)、可無線遠程操作。
[0006] 為了實現(xiàn)上述目的，本實用型新的技術方案如下：
[0007] -種無線精密應變測量裝置，包括機箱、設于機箱上的控制面板、以及設于機箱內(nèi) 部的測量模塊、WiFi模塊；
[0008] 所述控制面板用于實現(xiàn)人機交互；
[0009] 所述測量模塊包括數(shù)字控制模塊和精密電源模塊;所述精密電源模塊包括恒溫基 準源、精密可調(diào)電壓源、精密電壓測量電路、應變電橋驅(qū)動電路和應變電橋測量電路;所述 數(shù)字控制模塊包括處理器、調(diào)試接口、串口、WiFi模塊接口。
[0010] 所述恒溫基準源分別連接精密可調(diào)電壓源和精密電壓測量電路，所述精密可調(diào)電 壓源連接應變電橋驅(qū)動電路，所述應變電橋驅(qū)動電路連接應變電橋測量電路;所述WiFi模 塊接口連接WiFi模塊
[0011] 作為優(yōu)選的，所述數(shù)字控制模塊與精密電源模塊的電源相互隔離，且地線相互隔 離，恒溫基準源周圍不放置其他元件;恒溫基準源與外部連線集中在兩條路徑上;未布線區(qū) 域鏤空處理。
[0012] 作為優(yōu)選的，所述應變電橋測量電路至少包括一虛零電路，用于消除地噪聲與地 電流壓降產(chǎn)生的誤差；
[0013] 作為優(yōu)選的，所述應變電橋驅(qū)動電路包括電壓反轉(zhuǎn)電路，所述電壓反轉(zhuǎn)電路輸入 端接精密電源模塊的輸出端；電壓反轉(zhuǎn)電路輸出端作為應變橋激勵電壓負極，從而產(chǎn)生了 正負對稱的激勵電源;所述電壓反轉(zhuǎn)電路包括運放反向器與PNP三極管，所述運放反向器與 PNP三極管組成反向擴流電路，所述PNP三極管基極與運放反向器輸出端接有反偏二極管， PNP三極管基極與運放反向器輸出端間用電阻相連，PNP三極管與電源負極之間用電阻相 連。
[0014] 作為優(yōu)選的，所述虛零電路包括一對互為對管的三極管組成的推挽結構，所述推 挽結構與一精密運放組成一跟隨器，所述推挽結構的輸入端通過電阻連接正負電源，所述 跟隨器的輸入端接基準源的零參考點，跟隨器的輸出端作為虛零輸出，虛零輸出和精密電 源模塊的地線之間用（10-100歐姆)的電阻連接。
[0015] 與現(xiàn)有技術相比，本實用型新的有益效果在于：
[0016] 1、采用虛零電路產(chǎn)生系統(tǒng)的零電位參考點，并且可以使用多個虛零電路，產(chǎn)生多 個零電位參考點，能消除電源地的噪聲帶來的影響，也能消除回地電流產(chǎn)生壓降的影響，還 能消除大部分寄生熱電偶產(chǎn)生電壓對精密電源的影響。
[0017] 2、恒溫基準源附近不放置其他元件，線路采用折線引出，在恒溫基準源區(qū)域，非布 線區(qū)域鏤空處理，增加熱阻，提高了恒溫基準源的穩(wěn)定性。
[0018] 3、采用電壓反轉(zhuǎn)電路產(chǎn)生負激勵電壓，應變橋路采用正負對稱電源激勵可以實現(xiàn) 橋路的輸出電壓在零點附近，有利于橋路輸出放大電路的設計，當精密電壓測量ADC輸入范 圍不大時，使用本方案仍然可以加大電壓激勵。傳感器輸入的激勵電壓越大，傳感器的靈敏 度越高。
[0019] 4、本測量裝置的傳感器參數(shù)可以調(diào)，激勵電壓可調(diào)，可以配合不同參數(shù)的傳感器； 本裝置帶有精密可調(diào)電壓輸出功能，精密電壓測量功能。
[0020] 5、本裝置實現(xiàn)一個高精度電壓表同時校準系統(tǒng)的輸入、輸出，可減少使用校準儀 器的數(shù)量，提高校準速度。
[0021] 6、本裝置通過WiFi無線接口連接互聯(lián)網(wǎng)，遠程PC可以通過互聯(lián)網(wǎng)上的服務器遠程 控制本測量裝置，實現(xiàn)了遠程監(jiān)測。
【附圖說明】
[0022] 圖1示出了本實用型新的無線精密應變測試裝置面板；
[0023] 圖2示出了本實用型新的精密測量模塊的結構框圖；
[0024] 圖3示出了應變電橋測量電路的虛零電路；
[0025] 圖4示出了電壓極性反轉(zhuǎn)電路；
[0026] 圖5示出了無線精密應變測量裝置校準連接方式；
[0027] 圖6示出了精密應變測量觸摸屏界面。
【具體實施方式】
[0028] 下面結合附圖和實施例對本實用型新所述的無線精密應變測量裝置作進一步說 明。
[0029] 以下是本實用型新所述的一種無線精密應變測量裝置的最佳實例，并不因此限定 本實用型新的保護范圍。
[0030] -種無線精密應變測量裝置，包括機箱、設于機箱上的控制面板、以及設于機箱內(nèi) 部的測量模塊、WiFi模塊;所述機箱由手提箱組成，控制面板平放在手提箱內(nèi)，測量模塊平 放在面板下，手提箱內(nèi)；面板上人機交互界面如圖1所述，圖6示出了精密應變測量觸摸屏界 面。所述恒溫基準源分別連接精密可調(diào)電壓源和精密電壓測量電路，所述精密可調(diào)電壓源 連接應變電橋驅(qū)動電路，所述應變電橋驅(qū)動電路連接應變電橋測量電路;所述WiFi模塊接 口連接WiFi模塊
[0031]所述測量模塊包括數(shù)字控制模塊和精密電源模塊，數(shù)字控制模塊和精密電源模塊 通過隔離器隔離；所述精密電源模塊包括恒溫基準源、精密可調(diào)電壓源、精密電壓測量電 路、應變電橋驅(qū)動電路和應變電橋測量電路;所述數(shù)字控制模塊包括處理器、調(diào)試接口、串 口、WiFi模塊接口。
[0032]在本實施例中，所述精密可調(diào)電壓源采用的是一片20位DAC，AD5791。該芯片采用 正負基準電壓。芯片的輸出端使用精密的加法電路，實現(xiàn)了零伏到正基準電壓輸出。該電路 精密電壓的參考零點接入虛零參考點，而不接電源地線。該芯片和處理器之間用磁耦傳遞 信號，來實現(xiàn)電隔離。
[0033]作為優(yōu)選的，所述應變電橋測量電路至少包括一虛零電路，用于消除地噪聲與地 電流壓降產(chǎn)生的誤差；
[0034]作為優(yōu)選的，所述數(shù)字控制模塊與精密電源模塊的電源相互隔離，且地線相互隔 離。
[0035] 在本實施例中，恒溫基準源由LTZ1000恒溫基準電源芯片與外圍基準電壓產(chǎn)生電 路組成。恒溫基準源放置在鏤空的線路板上，這樣增大了熱阻?；鶞试磁c外電路的布線成折 線結構，參見圖2。系統(tǒng)的基準零電壓點采用虛零電路產(chǎn)生，不采用系統(tǒng)電源地為基準電壓 零點。恒溫基準源電壓零點獨立布線到虛零電路的輸入端。
[0036] 所述虛零電路參見圖3，"Z-S_GND"為恒溫基準源參考零點。"REF_GND"為系統(tǒng)的虛 零參考點，和精密電壓有關的參考點都用虛零參考點。根據(jù)需要可以使用多個虛零電路。由 于該電路的自動調(diào)節(jié)能力，當有大電流回流、溫漂、電源不穩(wěn)時都能提供準確的零電位點， 保證了系統(tǒng)的精度。
[0037] 作為優(yōu)選的，所述應變電橋驅(qū)動電路包括電壓反轉(zhuǎn)電路，所述電壓反轉(zhuǎn)電路輸入 端接精密電源模塊的輸出端；電壓反轉(zhuǎn)電路輸出端作為應變橋激勵電壓負極，從而產(chǎn)生了 正負對稱的激勵電源