【技术实现步骤摘要】
一种用于六维力传感器的信号处理系统
本专利技术涉及六维力传感器
，具体为一种用于六维力传感器的信号处理系统。
技术介绍
力传感器根据测力的维度分，可以分为单维力传感器和多维力传感器。其中，多维力传感器是能够同时测得2个或2个以上力及力矩信息的力传感器，其中应用最广泛的是六维力传感器。在众多基于不同原理设计的六维力传感器中，电阻应变型六维力传感器的使用最为普遍，其力敏感原理是电阻应变效应，即当力施加在传感器的弹性梁上时，会引起弹性梁的微小形变，因此贴在弹性体上的电阻应变片也会发生一定的变形，从而引起应变片的电阻发生变化。通过测得弹性梁上各应变片的电阻变化，即可求得三维空间上的六维力/力矩。一般来说，弹性梁上的电阻应变片都会以惠斯通电桥的形式存在，每个力/力矩维度对应一组惠斯通电桥，因此六维力传感器共有6组惠斯通电桥。然而即使在传感器满量程力/力矩的作用下，每组惠斯通电桥的输出电压为毫伏级，不便于后续数据的处理，且模拟信号易受环境干扰，同时，随着六维力传感器的使用环境逐渐复杂，操作繁琐，接线困难也是制约其使用的一个重要问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现...
【技术保护点】
1.一种用于六维力传感器的信号处理系统，其特征在于，包括信号放大模块、信号采集模块、数据处理模块、信号传输模块以及供电模块，其中，信号放大模块用于对六维力传感器的六组惠斯通电桥的差分输出信号进行放大，并输出放大后的六路模拟信号；信号采集模块对信号放大模块输出的六路模拟信号进行采集，并转化为数字信号，送入数据处理模块；数据处理模块对信号采集模块采集的数据进行处理，并送入信号传输模块；信号传输模块将六维力传感器解耦后的力/力矩值或者未解耦的模拟电压值发送到对应的上位机；供电模块为信号放大模块、信号采集模块、数据处理模块和信号传输模块供电。
【技术特征摘要】
1.一种用于六维力传感器的信号处理系统，其特征在于，包括信号放大模块、信号采集模块、数据处理模块、信号传输模块以及供电模块，其中，信号放大模块用于对六维力传感器的六组惠斯通电桥的差分输出信号进行放大，并输出放大后的六路模拟信号；信号采集模块对信号放大模块输出的六路模拟信号进行采集，并转化为数字信号，送入数据处理模块；数据处理模块对信号采集模块采集的数据进行处理，并送入信号传输模块；信号传输模块将六维力传感器解耦后的力/力矩值或者未解耦的模拟电压值发送到对应的上位机；供电模块为信号放大模块、信号采集模块、数据处理模块和信号传输模块供电。2.根据权利要求1所述的一种用于六维力传感器的信号处理系统，其特征在于，所述信号处理系统的主控芯片为STM32F103ZET6单片机平台。3.根据权利要求2所述的一种用于六维力传感器的信号处理系统，其特征在于，信号放大模块采用两级放大方式，第一级放大采用六块单片放大器放大，分别放大对应于Ff,Fy,Fz,Mx,My,Mz方向惠斯通电桥的电压信号，第一级放大使用仪用放大器AD620；第二级放大采用程控放大器AD603，程控放大器增益调节原则是送入信号采集模块的六路电压信号的满量程值保持在9V左右，调节方法为根据信号采集模块采集的实时满量程电压值，与期望值即±9V进行比较，使用STM32F103ZET6自带的DAC产生-0.5～0.5V的控制电压，实现对AD603程控放大器放大倍数的调节。4.根据权利要求2所述的一种用于六维力传感器的信号处理系统，其特征在于，信号采集模块采用16位模数转换器AD7606，信号采集模块具有6路同步采样输入功能，A/D采样率达200KSPS，主控芯片STM32F103ZET6通过定时中断，在中断中利用串口查询AD7606采集进度，并在采集完毕时开启SPI时序进行六维力传感器的电压信号的采集。5.根据权利要求2所述的一种用于六维力传感器的信号处理系统，其特征在于，数据处理模块首先对连续采集的10组六路电压信号进行数字滤波，数字滤波采用IIR无限脉冲响应低通滤波器。6.根据权利要求5所述的一种用于六维力传感器的信号处理系统，...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈望隆，杨述焱，胡权，孙东杰，李丹若，宋爱国，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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