一種可自動應變調零的應變調理裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于應變信號調理設計技術領域，具體涉及一種可自動應變調零的應變調理裝置。
【背景技術】
[0002]在某些火箭、飛行器試驗中，需要測量某些關鍵結構部位的載荷，如壓力、拉力、扭矩、彎矩等，一般采用粘貼應變片組成電橋的方式，通過測量橋路應變，并結合地面標定試驗的數據來計算實際中的載荷。
[0003]應變橋路輸出的電壓很小，為毫伏量級，需要對橋路電壓放大幾百倍甚至幾千倍，由此帶來輸出零位、溫漂、噪聲等一系列問題。在安裝應變片時，不可避免會存在安裝誤差，如果安裝誤差較大，經電路放大后，輸出信號有可能超出電路的輸出范圍；并且，電路工作后需要一定時間才進入熱平衡，熱平衡之后模擬電路工作才會相對穩定，所以需要對應變調理電路進行調零，以保證在沒有載荷時，電路的輸出為零位。
[0004]同時，應變信號電纜長度較長，應變調理電路的增益較大，會引入外界噪聲，應變信號的有用信號頻率一般較低，幾十赫茲至上百赫茲，而噪聲一般為高頻干擾，所有設計低通濾波器可以降低噪聲水平。
【發明內容】
[0005]本實用新型的目的是針對現有技術存在的上述缺陷，提供一種可對應變橋路進行放大、濾波與驅動，并能自動應變調零的應變調理裝置。
[0006]本實用新型的技術方案是這樣解決的
[0007]—種可自動應變調零的應變調理裝置，包括信號變換單元、濾波與驅動單元、應變調零單元、系統及橋壓電源單元四部分，應變傳感器共有6路進行信號傳輸，應變傳感器將信號傳入信號變換單元，信號變換單元將系統及橋壓電源單元的應變橋路信號轉化為電壓信號，并實現信號放大；
[0008]放大后的信號傳至濾波與驅動單元，濾波與驅動單元實現8階巴特沃茲低通濾波，并使用電壓跟隨器驅動輸出信號，使信號輸出；
[0009]應變調零單元用于在固定的時刻從濾波與驅動單元采集信號，將電路的輸出電壓調整至零位，并且控制信號變換單元；
[0010]系統及橋壓電源單元實現為應變傳感器、信號變換單元、濾波與驅動單元、應變調零單元及應變橋路供電。
[0011 ] 一種可自動應變調零的應變調理裝置，所述信號變換單元采用兩級放大電路，第一級采用儀表放大器，將電橋信號轉化為電壓信號，放大倍數通過電阻RG調節;第二級采用反向放大電路，固定放大1倍。
[0012]—種可自動應變調零的應變調理裝置，所述信號變換單元的電路結構為:信號輸入接口 JS1-C0N2包括兩個管腳，其中，管腳2依次連接電阻Rl、儀表放大器AD627的反向輸入端2，管腳I依次連接電阻R2、儀表放大器AD627的同向輸入端3;儀表放大器AD627共有8個管腳；
[0013]電阻R3—端連接到儀表放大器AD627的反向輸入端2，一端連接到儀表放大器AD627的同向輸入端3;
[0014]電容Cb2—端連接到儀表放大器AD627的反向輸入端2與電阻R3之間，一端連接到儀表放大器AD627的同向輸入端3與電阻R3之間；
[0015]電容Cbl—端接地，一端連接到電阻R3與儀表放大器AD627反向輸入端2之間；
[0016]電容Cb3—端接地，一端連接到電阻R3與儀表放大器AD627同向輸入端3之間；
[0017]電阻RG—端連接儀表放大器AD627的管腳1，另一端連接儀表放大器AD627的管腳8，控制儀表放大器AD627的放大倍數；
[0018]儀表放大器AD627的管腳4接地，儀表放大器AD627的管腳7連接V5.5的來自系統及橋壓電源單元的供電單元，電容PCl I —端接地，一端連接在V5.5供電單元與儀表放大器AD627的管腳7之間；
[0019]儀表放大器AD627的管腳5連接基準信號輸入DAl，用來進行調零；
[0020]儀表放大器AD627輸出端6依次連接電阻R4和運算放大器U12A的反向輸入端2，基準電壓REF2.5V依次連接電阻R6和運算放大器U12A的同向輸入端3;
[0021]電阻R5—端連接在電阻R4和運算放大器U12A反向輸入端2之間，另一端連接在運算放大器Ul 2A輸出端I;
[0022]電容cwl與電阻R5串聯;運算放大器U12A的管腳4接地，運算放大器U12A的管腳8與V5.5的供電單元連接，電容PCl 2—端接地，另一端連接在運算放大器Ul 2A的管腳8和V5.5的供電單元之間。
[0023]一種可自動應變調零的應變調理裝置，所述濾波與驅動單元采用8階開關電容巴特沃茲低通濾波器MAX291，低通截止頻率由系統設定設置。
[0024]一種可自動應變調零的應變調理裝置，濾波與驅動單元中的驅動器clk7400q連接8階低通濾波器MAX291的時鐘管腳CLK管腳，Vl先連接電阻R7再連至8階低通濾波器MAX291的輸入管腳IN管腳，V5.5的供電單元先連接電阻RL3再連至8階低通濾波器MAX291的接地管腳GND管腳，電阻RL2—端接地，另一端連接在電阻RL3和8階低通濾波器MAX291的GND管腳之間，電容LCl一端接地，另一端連接在電阻RL2和8階低通濾波器MAX291的GND管腳之間；
[0025]電容cw2—端連接8階低通濾波器MAX291的V+管腳，另一端接地；
[0026]8階低通濾波器MAX291的輸出管腳OPOUT管腳與8階低通濾波器MAX291的OPIN管腳相連，信號從8階低通濾波器MAX291的OPOUT管腳傳送至8階低通濾波器MAX291的OPIN管腳；
[0027]8階低通濾波器MAX291的V-管腳接地;8階低通濾波器MAX291的OUT管腳連接至運算放大器U12B的同向輸入端5;串聯的電阻R9和電阻RlO—端接地，另一端接在運算放大器U12B的同向輸入端5與8階低通濾波器MAX291的OUT之間；
[0028]運算放大器U12B的輸出端7連接電阻RlI;運算放大器U12B的反向輸入端6連接至運算放大器U12B的輸出端7與電阻Rll之間，在運算放大器U12B的反向輸入端6和運算放大器Ul 2B的輸出端7之間設置有電阻R8;
[0029]電容cw2—端連接在運算放大器U12B的反向輸入端6與電阻R8之間，另一端連接在運算放大器U12B的輸出端7與電阻R8之間；
[0030]運算放大器U13A的同向輸入端3連接在電阻R9和電阻RlO之間，運算放大器U13A的反向輸入端2與運算放大器U13A的輸出端I相連，電阻R12連接在運算放大器U13A的反向輸入端2和運算放大器U13A的輸出端I之間；運算放大器U13A的管腳4接地，運算放大器U13A的管腳8連接V5.5供電單元，電容Cl一端接地，另一端連接在運算放大器U13A的管腳8與V5.5供電單元之間。
[0031]一種可自動應變調零的應變調理裝置，所述系統及橋壓電源采用初級電源和次級電源兩級電源，首先是電壓為15V的供電供給初級電源，兩個次級電源再接收電壓為8V的來自初級電源的供電，一個次級電源為系統供電，電壓為5.5V，另一個次級電源為電橋供電，電壓為5V;兩級電源均采用線性穩壓電路。
[0032]一種可自動應變調零的應變調理裝置，所述應變調零單元在上電后30分鐘和120分鐘，CPU內部AD采集輸出的電壓，并采用調零算法，使用DA調整至儀表放大器的基準管腳，最終將輸出電壓調整至零位，完成自動應變平衡。
[0033]一種可自動應變調零的應變調理裝置，所述應變調零單元具有6路應變調理通道，各通道之間相互獨立。
[0034]本實用新型的有益效果在于:
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