一种实时动态重量信号处理电路模块制造技术

本发明专利技术公开了一种实时动态重量信号处理电路模块。包括电源管理电路、信号放大电路、信号滤波电路、电压转电流电路和传感器激励电压电路；其中电源管理电路分别与信号放大电路、信号滤波电路、电压转电流电路和传感器激励电压电路相连接进行供电，信号放大电路、信号滤波电路、电压转电流电路顺次连接并作为传感器动态重量信号的通路。本发明专利技术能放大原始动态重量信号，消除扰动载荷信号，并将电压信号转换为电流信号，低通滤波的截止频率在3～300Hz范围内可调，能适用于不同重量设备及不同特性的重量对象。

A real-time dynamic weight signal processing circuit module

The invention discloses a real-time dynamic weight signal processing circuit module. Including the power management circuit, signal amplification circuit, signal filter circuit, voltage transfer circuit and excitation voltage circuit of current sensor; the power management circuit and a signal amplifying circuit, filter circuit, signal voltage to voltage circuit current circuit and the sensor is connected to power supply, signal amplification circuit, filter circuit, signal voltage to current converter in order to connect and as a dynamic weight sensor signal. The invention can enlarge the original dynamic weight signal, eliminate the disturbance signal, and converting the voltage signal to current signal, the cutoff frequency of low-pass filter in the range of 3 ~ 300Hz adjustable, suitable for different equipment and different characteristics of the weight of the weight of the object.

【技术实现步骤摘要】
一种实时动态重量信号处理电路模块
本专利技术涉及一种信号处理电路模块，特别涉及了应用于工业现场的一种实时动态重量信号处理电路模块。
技术介绍
动态重量测试技术被广泛应用于工业现场产品检测和分选环节中。通常重量传感器被安装在传送带的某个固定位置，当被测物经过该位置时，传感器输出重量信号。在动态传送带系统中，当产品到达重量传感器时，由于要求产品动态重量计量的速度较快，产品重量加载在传感器上的时间很短(在几百毫秒以内)。另外由于传送带运行过程中的机械振动、产品翻滚振动等干扰因素的影响，真实的产品重量会被淹没在各种干扰载荷之中，给动态重量实现高精度测量造成很大困难。因此在外界随机干扰作用下，如何排除干扰载荷，准确测量被测物真实重量，是动态重量测试系统的技术难点和关键所在。目前，工业现场动态实时重量信号调理主要利用工业通用的电压信号调理电路来实现信号放大、滤波以及压流转换等功能。但是由于动态重量信号有保持时间短变化快的特点，在加上动态重量设备和重量对象的差异，现有的信号处理电路模块难以满足动态重量设备重量信号响应快，工况差异大的需求，无法实现高精度的动态重量。随着产品市场和工业现场的需求发展，迫切需要一种适用范围广，动态性能好的信号处理电路模块。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种实时动态重量信号处理电路模块，能够用于动态重量设备的信号处理，对动态重量信号进行调理，并且滤波器截止频率可调，解决工业现场动态重量精度低的问题。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术包括电源管理电路、信号放大电路、信号滤波电路、电压转电流电路和传感器激励电压电路；其中电源管理电路分别与信号放大电路、信号滤波电路、电压转电流电路和传感器激励电压电路相连接进行供电，信号放大电路、信号滤波电路、电压转电流电路顺次连接并作为传感器动态重量信号的通路。动态重量信号输入到信号放大电路放大，然后输入到信号滤波电路滤波，最后输入到电压转电流电路转化为电流的调理后的重量信号，传感器激励电压电路连接传感器用以驱动传感器。所述电源管理电路包括电源接口CON1、电容C1～C14、电阻R1、二极管D1、发光二极管D2、24V转±15V电源转换模块U1以及稳压芯片U2～U5，电路经电源接口CON1接+24V供电，二极管D1的阳极接+24V电源正极，二极管D1的阴极经钽电容C1与模拟地(AGND)相连，二极管D1的阴极与24V转±15V电源转换模块U1的输入端VIN脚相连，二极管D1的阴极经电阻R1和发光二极管D2再接模拟地(AGND)；24V转±15V电源转换模块U1的电源输出端-VO和+VO脚分别输出-15V和+15V电源，并分别通过并联的电容C3、C4以及电容C5、C6接模拟地(AGND)；稳压芯片U2的输入端Vin脚接+15V电源，输出端Vout脚输出﹢12V电源，输出端Vout脚通过并联的电容C7和C8接模拟地(AGND)；稳压芯片U2输出的+12V电源接稳压芯片U4的5、7、8脚，稳压芯片U4的输出端1脚和2脚相连接并输出5V电源，并通过并联的电容C11和C12接模拟地(AGND)，同时稳压芯片U4的1脚和2脚通过电容C2连接到3脚，稳压芯片U4的4脚接模拟地(AGND)；稳压芯片U3的输入端Vin脚接-15V电源，稳压芯片U3的输出端Vout脚输出-12V电源并通过并联的电容C9和C10接模拟地(AGND)；稳压芯片U5的输入端Vin脚接-12V电源，U5的输出端Vout脚输出-5V电源并通过并联的电容C13和C14接模拟地(AGND)。所述的信号放大电路包括接口CON2和接口CON3、运算放大器芯片U6和U7、电位器VR1和VR2、电阻R2～R6和电容C15～C22，原始的动态重量信号由接口CON2接入电路，接口CON2的两个脚分别与运算放大器芯片U6的输入端5脚和4脚相连；运算放大器芯片U6的2脚依次经过电阻R2、电位器VR1和自身的15脚相连；运算放大器芯片U6的10脚接模拟地(AGND)，运算放大器芯片U6的电源引脚13脚和7脚分别接+12V和-12V电源，并分别经过并联的电容C15、C16以及电容C17、C18接模拟地(AGND)；运算放大器芯片U6的11脚和12脚相连，并经过电阻R5与运算放大器芯片U7的反向输入端2脚相连，运算放大器芯片U7的3脚经过电阻R6接模拟地(AGND)，运算放大器芯片U7的7脚和4脚分别接+12V和-12V电源，并分别经过并联电容C19、C20以及C21、C22接模拟地(AGND)；电阻R3的一端和电位器VR2的公共脚相连，电位器VR2两端分别连接模拟地(AGND)和+5V电源，电阻R3的另一端和运算放大器芯片U7的2脚相连，运算放大器芯片U7的2脚通过电阻R4和自身的6脚相连，运算放大器芯片U7的6脚作为信号放大电路的输出脚，通过与接口CON3相连输出放大后的信号，将输出信号连接至信号滤波电路。所述的信号滤波电路包括接口CON4、低通滤波器芯片U8、电阻R7和R8以及电容C23～C27，接口CON4的两端分别与低通滤波器芯片U8的Fout脚和模拟地(AGND)连接，低通滤波器芯片U8的CLKR脚、VCC-脚、AGND脚和VCC+脚为电源引脚，其中LS脚和VCC脚接-5V电源并经过并联的电容C24和C25接模拟地(AGND)，VCC+脚接+5V电源并经过并联的电容C26和C27接模拟地(AGND)，AGND脚接模拟地(AGND)；通滤波器芯片U8的CLKIN脚通过电容C23接数字地(DGND)，并通过电阻R8和电位器VR3和自身的CLKR脚连接，模拟地(AGND)和数字地(DGND)之间通过电阻R7相连接，低通滤波器芯片U8的Fin脚接来自信号放大电路的输出信号，经过低通滤波处理后在Fout脚输出滤波后的信号并通过接口CON4输出。所述的电压转电流电路包括接口CON5、压流转换芯片U9、三极管Q1、场效应管Q2、电阻R9～R18以及电容C28～C31，压流转换芯片U9的VSP脚和GND脚为电源引脚，VSP脚接+24V电源并经过并联的电容C30和C31接模拟地(AGND)，GND脚接模拟地(AGND)；压流转换芯片U9的VIN脚为信号输入端，经过下拉电阻R18接模拟地(AGND)，同时与电阻R16和电阻R17的一端相连，电阻R16和电阻R17的另一端分别接来自信号滤波电路的输出信号和压流转换芯片U9自身REGF脚的参考电压；压流转换芯片U9的SET脚依次通过电阻R13和电阻R14接模拟地(AGND)，压流转换芯片U9的REGS脚通过电阻R11接模拟地(AGND)，压流转换芯片U9的REGF脚通过电阻R12和自身的REGS脚相连，REGF脚通过电容C29接模拟地(AGND)；压流转换芯片U9的OD脚通过电阻R10接模拟地(AGND)，压流转换芯片U9的PAD脚直接接模拟地(AGND)；压流转换芯片U9的IS脚和VG脚分别接三极管Q1的发射极和集电极，三极管Q1的发射极通过电阻R9和基极相连，场效应管Q2的源极和三极管Q1的基极相连，场效应管Q2栅极与三极管Q1的集电极相连，场效应管Q2的漏极接电阻R15后作为电流信号输出端，并通过电容C28接模拟地(AGN本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实时动态重量信号处理电路模块，其特征在于：包括电源管理电路(1)、信号放大电路(2)、信号滤波电路(3)、电压转电流电路(4)和传感器激励电压电路(5)；其中电源管理电路(1)分别与信号放大电路(2)、信号滤波电路(3)、电压转电流电路(4)和传感器激励电压电路(5)相连接进行供电，信号放大电路(2)、信号滤波电路(3)、电压转电流电路(4)顺次连接并作为传感器动态重量信号的通路。

【技术特征摘要】
1.一种实时动态重量信号处理电路模块，其特征在于：包括电源管理电路(1)、信号放大电路(2)、信号滤波电路(3)、电压转电流电路(4)和传感器激励电压电路(5)；其中电源管理电路(1)分别与信号放大电路(2)、信号滤波电路(3)、电压转电流电路(4)和传感器激励电压电路(5)相连接进行供电，信号放大电路(2)、信号滤波电路(3)、电压转电流电路(4)顺次连接并作为传感器动态重量信号的通路。2.根据权利要求1所述的一种动态实时重量信号处理电路模块，其特征在于：所述电源管理电路(1)包括电源接口CON1、电容C1～C14、电阻R1、二极管D1、发光二极管D2、24V转±15V电源转换模块U1以及稳压芯片U2～U5，电路经电源接口CON1接+24V供电，二极管D1的阳极接+24V电源正极，二极管D1的阴极经钽电容C1与模拟地相连，二极管D1的阴极与24V转±15V电源转换模块U1的输入端VIN脚相连，二极管D1的阴极经电阻R1和发光二极管D2再接模拟地；24V转±15V电源转换模块U1的电源输出端-VO和+VO脚分别输出-15V和+15V电源，并分别通过并联的电容C3、C4以及电容C5、C6接模拟地；稳压芯片U2的输入端Vin脚接+15V电源，输出端Vout脚输出﹢12V电源，输出端Vout脚通过并联的电容C7和C8接模拟地；稳压芯片U2输出的+12V电源接稳压芯片U4的5、7、8脚，稳压芯片U4的输出端1脚和2脚相连接并输出5V电源，并通过并联的电容C11和C12接模拟地，同时稳压芯片U4的1脚和2脚通过电容C2连接到3脚，稳压芯片U4的4脚接模拟地；稳压芯片U3的输入端Vin脚接-15V电源，稳压芯片U3的输出端Vout脚输出-12V电源并通过并联的电容C9和C10接模拟地；稳压芯片U5的输入端Vin脚接-12V电源，U5的输出端Vout脚输出-5V电源并通过并联的电容C13和C14接模拟地；所述的信号放大电路(2)包括接口CON2和接口CON3、运算放大器芯片U6和U7、电位器VR1和VR2、电阻R2～R6和电容C15～C22，动态重量信号由接口CON2接入电路，接口CON2的两个脚分别与运算放大器芯片U6的输入端5脚和4脚相连；运算放大器芯片U6的2脚依次经过电阻R2、电位器VR1和自身的15脚相连；运算放大器芯片U6的10脚接模拟地，运算放大器芯片U6的电源引脚13脚和7脚分别接+12V和-12V电源，并分别经过并联的电容C15、C16以及电容C17、C18接模拟地；运算放大器芯片U6的11脚和12脚相连，并经过电阻R5与运算放大器芯片U7的反向输入端2脚相连，运算放大器芯片U7的3脚经过电阻R6接模拟地，运算放大器芯片U7的7脚和4脚分别接+12V和-12V电源，并分别经过并联电容C19、C20以及C21、C22接模拟地；电阻R3的一端和电位器VR2的公共脚相连，电位器VR2两端分别连接模拟地和+5V电源，电阻R3的另一端和运算放大器芯片U7的2脚相连，运算放大器芯片U7的2脚通过电阻R4和自身的6脚...

【专利技术属性】
技术研发人员：王剑平，陈小天，应义斌，蒋焕煜，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33