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一种多信号采集功能的信号调理电路设计
作者:凌卫红  时间:2009/2/5 16:15:00  来源:论文天下论文网

  (2) 采集热电阻信号时: 继电器SI、P11合上,CH、P37 断开。热电阻采用的是三线制接法,消除了长距离传输时传输导线的电阻带来的误差。采集过来的电阻值接在IN1、IN2 两端,IN2、IN3被三线制接法后短接,2.5V基准电压此时加在热电阻及R8、R9 上,变为毫伏级电压信号输入。当为Pt100输入390.26Ω时转换为约290mV左右的电压输出。
  (3) 采集每个通道信号前还要采集两个不同的基准电压, 实现仪表在测量中的自校正功能。电路中精密基准电源MAX872 输出的2.5V 电压经精密电阻R1(66kΩ)、R3(192kΩ)分压后,将约为640mV 左右加在X9241 的0 号电位器分压。此时继电器S4、S5、S6 断开,继电器P37 合上。
  
  2、软件设计
  
  软件部分所要完成的工作就是控制各光继电器的状态及设定数字电位器X9241 中各数字电位器滑动端的位置。本模块采用单片机控制, 可与其它模块单片机或上位机进行通信。信号类型的设定, 也可通过扫描键盘或IC卡完成。确定了各路的信号类型后, 对应不同的输入信号, 数字电位器X9241内部的4个电位器滑动端的数值不同, 其中决定放大倍数的电位器RW1,RW2, RW3 的数值n1, n2, n3 可用下面计算方法得到, 使得当信号输入为上限值时, 在LT1013的输出端得到约为500mV 的输出电压。算法为令n1=63ViH500, n2=n1+1 则得到电阻RW3两端的电压V3=500H63(mV)
  由Vi=(V3H63)n3+(500H63)n1 得到n3=( 63 × 63H500)·Vi- 63n1其中Vi 为信号输入上限值时对应的LT1013输出电压值。若采集8个通道, 则需将24个字节数据的电位器RW1, RW2, RW3 的数值n1, n2,n3顺序保存在本模块的 中, 另外还要保存8个字
  节的通道信号类型。当巡回采集0~7八个通道时,根据不同的通道号, 一方面从EEPROM 中取出X9241滑动端相应的数值通过 总线写入X9241数据寄存器中, 数据寄存器的内容可传输到滑动计数寄存器WCR 以设置滑动端的位置; 另一方面从EEPROM 中取出该通道的信号类型, 根据信号类型控制各光继电器AQW212E 的开合状态, 并将X9241 的0 号电位器RW 置上合适的数值, 实现信号的正确输入及调理。
  
  3、实验与总结
  
  在设计中,电压、电流、热电偶、热电阻等多种类型的输入信号,完成了对各种输入信号以及多种输入范围的高精度测量。设计中器件传输信号的线性度与信号高、低端的测量是关键, 它们影响着测量的精度, 在小信号测量时注意提升电位, 大信号测量时注意电源的供给要留有余量。通过选择精密的元器件, 在软件上做一些算法修正, 这个信号调理电路的线性度很好, 而且通过自校正算法克服了零漂。
  
  参考文献:
  [1] 乔巍,杜爱玲,陈春,叶芃生. 高速数据采集系统信号调理电路的设计[J]电子技术 , 2003,(04)
  [2] 应秀华,徐兵. 一种光电编码器数字滤波电路的误计数原因探讨[J]机床与液压 , 2002,(04)

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[本文关键字] 单片机 数字电位器 信号调理电路
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