本發(fā)明屬于工業(yè)測控領(lǐng)域，涉及一種電路，特別涉及一種恒流式阻敏傳感器信號調(diào)理電路，適用于各類采用阻敏傳感器對相關(guān)被測物理量進行實時檢測的應用場合。
背景技術(shù)：
力敏電阻、熱電阻等各類阻敏傳感元件得以廣泛應用，基于阻敏傳感元件的傳感器性能取決于供電電源電路與信號調(diào)理電路的穩(wěn)定性、信噪比、以及電路整定的難易程度等。目前，在阻敏傳感器電路方面的常用方案及其不足之處主要在于：(1)方案1：采用穩(wěn)壓源供電+運算放大器處理電路的方案，其中，穩(wěn)壓電源雖然電路簡單，但電源特別是現(xiàn)代開關(guān)穩(wěn)壓電源電壓中客觀存在的噪聲、線路壓降等都將對阻敏傳感器的檢測結(jié)果產(chǎn)生嚴重干擾。(2)方案2：采用穩(wěn)流源供電+運算放大器處理電路的方案，即，對阻敏傳感器的供電采用基于運算放大器與三極管驅(qū)動的穩(wěn)流電源，信號處理采用以算放大器為主的電路，電路較為復雜，器件多、參數(shù)匹配難，調(diào)試及維護麻煩。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，針對阻敏傳感器的一端不需接地的應用場合，提出一種恒流式阻敏傳感器信號調(diào)理電路。該電路基于比例積分調(diào)節(jié)律與大電流輸出的驅(qū)動運放作為阻敏傳感器的無靜差恒流供電電源、以高性能儀表運放作為信號調(diào)理電路的處理方案，實現(xiàn)低噪聲、高精度穩(wěn)流供電控制的信號調(diào)理，該方法所用的電路器件少、體積小、易于芯片化、易于電路參數(shù)的整定。
本發(fā)明包括傳感器電源電路、傳感信號調(diào)理電路。
傳感器電源電路包括穩(wěn)流運放IC1、穩(wěn)壓管DW1、阻敏傳感元件SR1、穩(wěn)流電阻R1、正端電阻R2、負端電阻R3、調(diào)節(jié)電阻R4、基準電阻R0、穩(wěn)壓電容C0、調(diào)節(jié)電容C1，穩(wěn)流電阻R1的一端與電路正電源端VCC端連接，穩(wěn)流電阻R1的另一端與穩(wěn)壓管DW1的陰極、正端電阻R2的一端連接，穩(wěn)壓管DW1的陽極接地，正端電阻R2的另一端與穩(wěn)壓電容C0的一端、穩(wěn)流運放IC1的正輸入端IN+端連接，穩(wěn)壓電容C0的另一端接地，穩(wěn)流運放IC1的負輸入端IN-端與負端電阻R3的一端、調(diào)節(jié)電阻R4的一端連接，調(diào)節(jié)電阻R4的另一端與調(diào)節(jié)電容C1的一端連接，調(diào)節(jié)電容C1的另一端與穩(wěn)流運放IC1的輸出端OUT端、阻敏傳感元件SR1的一端、正濾波電阻R7的一端連接，穩(wěn)流運放IC1的正電源端VCC端與電路正電源端VCC端連接，穩(wěn)流運放IC1的負電源端VSS端與電路負電源端VSS端連接，負端電阻R3的另一端與阻敏傳感元件SR1的另一端、基準電阻R0的一端、反相電阻R5的一端、負濾波電阻R8的一端連接，基準電阻R0的另一端接地。
傳感信號調(diào)理電路包括反相運放IC2、儀表運放IC3、增益電位器RP1、反相電阻R5、反饋電阻R6、正濾波電阻R7、負濾波電阻R8、濾波電容C2、正電源電容C3、負電源電容C4，反相電阻R5的另一端與反饋電阻R6的一端、反相運放IC2的負輸入端IN-端連接，反饋電阻R6的另一端與反相運放IC2的輸出端OUT端、儀表運放IC3的偏置輸入端REF端連接，反相運放IC2的正電源端VCC端與電路正電源端VCC端連接，反相運放IC2的負電源端VSS端與電路負電源端VSS端連接，儀表運放IC3的正輸入端IN+端與正濾波電阻R7的另一端、濾波電容C2的一端連接，儀表運放IC3的負輸入端IN-端與負濾波電阻R8的另一端、濾波電容C2的另一端連接，儀表運放IC3的增益正端RG+端與增益電位器RP1的一端連接，儀表運放IC3的增益負端RG-端與增益電位器RP1的另一端與中心端連接，儀表運放IC3的輸出端OUT端與信號輸出端Uout端連接，儀表運放IC3的正電源端VCC端與電路正電源端VCC端、正電源電容C3的正端連接，儀表運放IC3的負電源端VSS端與電路負電源端VSS端、負電源電容C4的負端連接，正電源電容C3的負端接地，負電源電容C4的正端接地。
本發(fā)明的有益效果如下：
本發(fā)明利用大電流輸出的驅(qū)動運放與儀表運放等常規(guī)器件，可實現(xiàn)對無需一端接地的阻敏傳感器進行低噪聲、無靜差的高性能穩(wěn)流供電控制以及高集成度的信號處理，該方法電路簡單、器件少、實時性強、體積小、成本低、可靠性高、通用性好，并易于芯片化與電路參數(shù)的整定。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的電路圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
如圖1所示，一種恒流式阻敏傳感器信號調(diào)理電路，包括傳感器電源電路、傳感信號調(diào)理電路。
傳感器電源電路包括穩(wěn)流運放IC1、穩(wěn)壓管DW1、阻敏傳感元件SR1、穩(wěn)流電阻R1、正端電阻R2、負端電阻R3、調(diào)節(jié)電阻R4、基準電阻R0、穩(wěn)壓電容C0、調(diào)節(jié)電容C1，穩(wěn)流電阻R1的一端與電路正電源端VCC端連接，穩(wěn)流電阻R1的另一端與穩(wěn)壓管DW1的陰極、正端電阻R2的一端連接，穩(wěn)壓管DW1的陽極接地，正端電阻R2的另一端與穩(wěn)壓電容C0的一端、穩(wěn)流運放IC1的正輸入端IN+端連接，穩(wěn)壓電容C0的另一端接地，穩(wěn)流運放IC1的負輸入端IN-端與負端電阻R3的一端、調(diào)節(jié)電阻R4的一端連接，調(diào)節(jié)電阻R4的另一端與調(diào)節(jié)電容C1的一端連接，調(diào)節(jié)電容C1的另一端與穩(wěn)流運放IC1的輸出端OUT端、阻敏傳感元件SR1的一端、正濾波電阻R7的一端連接，穩(wěn)流運放IC1的正電源端VCC端與電路正電源端VCC端連接，穩(wěn)流運放IC1的負電源端VSS端與電路負電源端VSS端連接，負端電阻R3的另一端與阻敏傳感元件SR1的另一端、基準電阻R0的一端、反相電阻R5的一端、負濾波電阻R8的一端連接，基準電阻R0的另一端接地。
傳感信號調(diào)理電路包括反相運放IC2、儀表運放IC3、增益電位器RP1、反相電阻R5、反饋電阻R6、正濾波電阻R7、負濾波電阻R8、濾波電容C2、正電源電容C3、負電源電容C4，反相電阻R5的另一端與反饋電阻R6的一端、反相運放IC2的負輸入端IN-端連接，反饋電阻R6的另一端與反相運放IC2的輸出端OUT端、儀表運放IC3的偏置輸入端REF端連接，反相運放IC2的正電源端VCC端與電路正電源端VCC端連接，反相運放IC2的負電源端VSS端與電路負電源端VSS端連接，儀表運放IC3的正輸入端IN+端與正濾波電阻R7的另一端、濾波電容C2的一端連接，儀表運放IC3的負輸入端IN-端與負濾波電阻R8的另一端、濾波電容C2的另一端連接，儀表運放IC3的增益正端RG+端與增益電位器RP1的一端連接，儀表運放IC3的增益負端RG-端與增益電位器RP1的另一端與中心端連接，儀表運放IC3的輸出端OUT端與信號輸出端Uout端連接，儀表運放IC3的正電源端VCC端與電路正電源端VCC端、正電源電容C3的正端連接，儀表運放IC3的負電源端VSS端與電路負電源端VSS端、負電源電容C4的負端連接，正電源電容C3的負端接地，負電源電容C4的正端接地。
本發(fā)明所使用的包括穩(wěn)流運放IC1、反相運放IC2、儀表運放IC3、基準電阻R0等在內(nèi)的所有器件均采用現(xiàn)有的成熟產(chǎn)品，可以通過市場取得。例如：上述運放可采用TLE2062，儀表運放采用AD623、基準電阻采用0.1％精度的精密金屬膜電阻等。
本發(fā)明中的主要電路參數(shù)整定原則如下：
(1)設穩(wěn)壓管DW1的穩(wěn)壓值為UW，流過阻敏傳感元件的供電電流為IS，則，基準電阻R0與UW、IS間的參數(shù)配合關(guān)系如式(1)所示。
R0＝UW/IS (1)
(2)負端電阻R2與正端電阻R3、調(diào)節(jié)電阻R4間的阻值配合關(guān)系如式(2)所示。
R2＝R3R4/(R3+R4) (2)
(3)正端電阻R3、調(diào)節(jié)電阻R4、調(diào)節(jié)電容C1間的阻值配合應使電路開機上電時流過阻敏傳感元件的電流最大動態(tài)超調(diào)量不超過5％。
(4)正濾波電阻R7、負濾波電阻R8間的阻值配合關(guān)系如式(3)所示。
R7＝R8 (3)
本發(fā)明工作過程如下：
如圖1所示，本發(fā)明圖1中阻敏傳感元件SR1的供電電流IS采用以穩(wěn)流運放IC1為主的比例積分調(diào)節(jié)器進行無靜差控制，使得IS完全取決于式(1)關(guān)系中穩(wěn)壓管DW1的穩(wěn)壓值UW與基準電阻R0的阻值，實現(xiàn)無靜差的高精度穩(wěn)流控制。在反相器IC2、儀表運放IC3為主的信號調(diào)理電路中，使反相器IC2的輸出信號Uref抵消掉阻敏傳感元件SR1在穩(wěn)流供電下的初始輸出信號(“零點”信號)，并調(diào)整增益電位器RP1的有效阻值，使儀表運放IC3將被測物理量(例如，力)的量程范圍轉(zhuǎn)化為所需的標準電壓信號制范圍的電壓信號輸出。