一种调平衡电路制造技术

本发明专利技术涉及电子技术领域，公开了一种调平衡电路，包括极性调整电路和加法电路，所述极性调整电路包括同相比例放大电路和反相比例放大电路，所述极性调整电路的输出端与所述加法电路的输入端相连。所述极性调整电路包括第四电阻R4、第九电阻R9、第十电阻R10和第十六电阻R16，通过调节所述第九电阻R9和所述第十六电阻R16的阻值能够改变参考信号的大小；若所述第四电阻R4接通，所述第十电阻R10断开，则所述极性调整电路为同相比例放大电路；若所述第四电阻R4断开，所述第十电阻R10接通，则所述极性调整电路为反相比例放大电路。本发明专利技术通过极性调整电路使两路信号极性相反，在经过加法电路后，能够消除桥路中的不平衡量。

A balance circuit

【技术实现步骤摘要】
一种调平衡电路
本专利技术涉及电子
，尤其涉及一种调平衡电路。
技术介绍
在电阻应变片测量中，由于应变片的电阻变化非常小，用一般的测量仪表不能直接精确测量，因此必须运用某种形式的测量电路。通常采用电桥电路将微小的电阻变化量转换成易于放大和记录的电压或电流的变化量，经电子放大器放大后，用仪表显示或记录。电桥电路按照工作方式可以分为平衡电桥和非平衡电桥。平衡电桥的工作方式为：测量前将电桥调节为平衡状态，测量时因桥臂阻值发生变化让电桥失去平衡，此时调节电桥的某桥臂的电阻值使电桥重新回到平衡状态使电桥输出为零，再以该桥臂电阻的调整量读出被测信号的大小。其优点是测量精度高，但此方法在读数前要再次调节使电桥平衡，故只用于静态测量。非平衡电桥的工作方式：测量前将电桥调节为平衡状态，测量时因桥臂阻值发生变化使电桥失去平衡，此时可在其测量端接指示仪器直接读出输出的电压或电流，当输出的为电压信号时称为电压桥，输出为电流时称为功率桥。在传感器应用中主要采用不平衡电桥。在实际测量中，由于各应变片的测量误差、各条导线的电阻和各焊接点的接触电阻的差异以及分布电容影响等，使得各桥臂的阻值不可能完全相等，这样，在测量前电桥就失去平衡，从而造成测量误差。传统的调平衡方法是在应变片组成的桥中串联微小电阻消除差异，但是采用这种方法对应变片的精度要求较高，要保证是同一批次，参数一致。本专利技术提出了一种调平衡电路，通过极性调整电路和加法电路，能够消除桥路中的不平衡量，即消除初始状态下的零点漂移。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供了一种调平衡电路，能够消除交流应变电桥的不平衡量。本专利技术的具体技术方案如下：一种调平衡电路，包括极性调整电路和加法电路，所述极性调整电路包括同相比例放大电路和反相比例放大电路，所述极性调整电路的输出端与所述加法电路的输入端相连。进一步地，所述同相比例放大电路包括第一运放U1、第一电阻R1、第二电阻R2、第四电阻R4、第五电阻R5和第三电阻R3，所述第一电阻R1的第一端与所述第一运放U1的反向输入端相连，第二端与所述第一运放U1的输出端相连；所述第二电阻R2的第一端与所述第一运放U1的反向输入端相连，第二端接地；所述第五电阻R5的第一端与所述第一运放U1的正向输入端相连，第二端与所述第四电阻R4的第一端相连；所述第三电阻R3的第一端与所述第一运放U1的输出端相连，第二端连接至所述极性调整电路的输出端。优选地，所述同相比例放大电路还包括旁路电容，所述旁路电容包括第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4，所述第一电容C1和所述第二电容C2的第一端均连接至所述第一运放U1的正电压端，第二端均接地；所述第三电容C3和所述第四电容C4的第一端均连接至所述第一运放U1的负电压端，第二端均接地。进一步地，所述反相比例放大电路包括第二运放U2、第七电阻R7、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十三电阻R13和第十四电阻R14，所述第七电阻R7的第一端与所述第二运放U2的反向输入端相连，第二端与所述第二运放U2的输出端相连；所述第十一电阻R11的第一端与所述第二运放U2的反向输入端相连，第二端与所述第十电阻R10的第一端相连；所述第十三电阻R13的第一端与所述第二运放U2的同相输入端相连，第二端接地；所述第十四电阻R14的第一端与所述第二运放U2的输出端相连，第二端连接至所述极性调整电路的输出端。优选地，所述极性调整电路还包括第九电阻R9和第十六电阻R16，所述第四电阻R4的第二端和所述第十电阻R10的第二端均与所述第九电阻R9的第一端相连，所述第九电阻R9的第二端与所述极性调整电路的输入端相连；所述第十六电阻R16的第一端与所述第九电阻R9的第一端相连，所述第十六电阻R16的第二端接地。进一步地，所述第九电阻R9和所述第十六电阻R16均为可调电阻，通过调节所述第九电阻R9和所述第十六电阻R16的阻值能够改变参考信号的大小。优选地，若所述第四电阻R4接通，所述第十电阻R10断开，则所述极性调整电路为同相比例放大电路；若所述第四电阻R4断开，所述第十电阻R10接通，则所述极性调整电路为反相比例放大电路。进一步地，所述加法电路包括第三运放U3、第六电阻R6、第八电阻R8、第十二电阻R12和第十五电阻R15，所述第六电阻R6的第一端与所述第三运放U3的反向输入端相连，第二端与所述第三运放U3的输出端相连；所述第八电阻R8的第一端与所述第三运放U3的反向输入端相连，第二端接地；所述第十二电阻R12的第一端和所述第十五电阻R15的第一端均与所述第三运放U3的同相输入端相连。优选地，所述加法电路包括桥路信号输入端和参考信号输入端，所述R12的第二端与所述参考信号输入端相连，所述R15的第二端与所述信号输入端相连。进一步地，所述第一运放U1、所述第二运放U2和所述第三运放U3的正电压端均连接+5V电压，负电压端均连接-5V电压。实施本专利技术实施例，具有如下有益效果：本专利技术通过极性调整电路使两路信号极性相反，在经过加法电路后，能够消除桥路中的不平衡量，并且操作简便，易于实现。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种应变电桥的电路图；图2是本专利技术实施例提供的一种极性调整电路的电路图；图3是本专利技术实施例提供的一种加法电路的电路图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步地详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据再适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。应变电桥能把应变片阻值的微小变化转换成输出电压的变化。其优点是能够测量出井底真实的钻压和扭矩，为钻井工程师准确快速地调整钻井参数、改变钻井方式、安全钻井提供实时依据。钻井过程中，钻柱的钻压、扭矩等钻井工程参数的随钻准确测量对安全、高效钻井是十分重要的。测量钻压、扭矩的方法就是把电阻应变片按一定的方式布局组成桥路，粘贴在测量对象上，利用测量对象在受力过程中的形变产生电阻应变片桥路的变化，输出对应钻压、扭矩的电压信号，检测此信号，则能准确测量井下动态变化的扭矩及钻压。电阻应变片因随构建变形而发生的电阻变化ΔR，通常用四臂电桥(惠斯顿电桥)来测量，如图1所示，图中四个桥臂AB、BC、CD和DA的电阻分别为R1、R2、R3和R4。若它们均为电阻应变片，则称为全桥接法。电桥为全桥接法时，根据电学原理电桥输出的电压为：如果R1R3＝R2R4，则U＝0，电桥处于平衡状态。在应变测量前，应先将电桥预调平衡，使电桥没有输出。因此，当试件受力变形时，贴在其上的应变片R1、R2、R3和R4感受到的应变是ε1、ε2、ε3和ε4，各片的电阻值相应发生变化，其变化量分别为ΔR1、ΔR2、ΔR3和ΔR4，由式(1)可求得此时电桥的输出电压为：对于电阻应变片Ri(i＝1,2,3,4)有其中，Ki为应变片的灵敏系数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种调平衡电路，其特征在于，包括极性调整电路和加法电路，所述极性调整电路包括同相比例放大电路和反相比例放大电路，所述极性调整电路的输出端与所述加法电路的输入端相连。

【技术特征摘要】
1.一种调平衡电路，其特征在于，包括极性调整电路和加法电路，所述极性调整电路包括同相比例放大电路和反相比例放大电路，所述极性调整电路的输出端与所述加法电路的输入端相连。2.根据权利要求1所述的一种调平衡电路，其特征在于，所述同相比例放大电路包括第一运放U1、第一电阻R1、第二电阻R2、第四电阻R4、第五电阻R5和第三电阻R3，所述第一电阻R1的第一端与所述第一运放U1的反向输入端相连，第二端与所述第一运放U1的输出端相连；所述第二电阻R2的第一端与所述第一运放U1的反向输入端相连，第二端接地；所述第五电阻R5的第一端与所述第一运放U1的正向输入端相连，第二端与所述第四电阻R4的第一端相连；所述第三电阻R3的第一端与所述第一运放U1的输出端相连，第二端连接至所述极性调整电路的输出端。3.根据权利要求2所述的一种调平衡电路，其特征在于，所述同相比例放大电路还包括旁路电容，所述旁路电容包括第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4，所述第一电容C1和所述第二电容C2的第一端均连接至所述第一运放U1的正电压端，第二端均接地；所述第三电容C3和所述第四电容C4的第一端均连接至所述第一运放U1的负电压端，第二端均接地。4.根据权利要求3所述的一种调平衡电路，其特征在于，所述反相比例放大电路包括第二运放U2、第七电阻R7、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十三电阻R13和第十四电阻R14，所述第七电阻R7的第一端与所述第二运放U2的反向输入端相连，第二端与所述第二运放U2的输出端相连；所述第十一电阻R11的第一端与所述第二运放U2的反向输入端相连，第二端与所述第十电阻R10的第一端相连；所述第十三电阻R13的第一端与所述第二运放U2的同相输入端相连，第二端接地；所述第十四电阻R14的第一端与所述第二运放U2的输出端相...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘策，刘海霞，
申请(专利权)人：贝兹维仪器苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32