土壤酸碱度信号采集电路和电子设备制造技术

本实用新型专利技术适用于电路技术领域，提供了一种土壤酸碱度信号采集电路和电子设备，其中，上述土壤酸碱度信号采集电路包括：顺次连接的pH传感器、差分放大单元、减法单元和放大单元，以及为pH传感器、差分放大单元、减法单元和放大单元供电的电源单元。本实用新型专利技术实施例提供的土壤酸碱度信号采集电路和电子设备，通过差分放大单元将pH传感器检测的两路原始检测信号进行差分放大和增益调节，使原始检测信号得到一定倍数放大；通过减法单元得到两路检测信号的差值，从而将负电压信号转化为正电压信号；通过放大单元对差值检测信号进行增益调节，从而使最终输出的放大检测信号能够适应普通单片机的采集范围，从而被单片机读取和识别。

Soil Acidity and Alkalinity Signal Acquisition Circuit and Electronic Equipment

【技术实现步骤摘要】
土壤酸碱度信号采集电路和电子设备
本技术属于电路
，尤其涉及一种土壤酸碱度信号采集电路和电子设备。
技术介绍
普通pH传感器的输出信号一般为幅值很小的负电压信号，输出信号一般为-200mV至-300mV的电压信号。由于普通单片机无法直接读取幅值微小的负电压信号，因此，亟待研制一种对pH传感器输出的微小负电压信号进行适当处理的电路，从而使pH传感器检测的土壤酸碱度信号能够被单片机等处理器读取和识别。
技术实现思路
有鉴于此，本技术实施例提供了一种土壤酸碱度信号采集电路和电子设备，以解决现有技术中pH传感器检测的土壤酸碱度信号不能被单片机等处理器读取和识别的问题。根据第一方面，本技术实施例提供了一种土壤酸碱度信号采集电路，包括：pH传感器，以及用于对所述pH传感器输出的第一原始检测信号和第二原始检测信号进行差分放大处理的差分放大单元；用于对所述差分放大单元输出的两路信号进行减法处理的减法单元；用于对所述减法单元输出的信号进行放大处理的放大单元；分别为所述差分放大单元、减法单元和放大单元供电的电源单元。结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，所述差分放大单元包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、可调电阻RP1、放大器U2A和放大器U2B；所述放大器U2A的同相输入端经所述电阻R1连接所述pH传感器的第一输出端，并接收所述pH传感器输出的第一原始检测信号；所述放大器U2A的输出端经所述电阻R3与所述放大器U2A的反相输入端连接；所述放大器U2A的输出端输出第一检测信号；所述放大器U2B的同相输入端经所述电阻R2连接所述pH传感器的第二输出端，并接收所述pH传感器输出的第二原始检测信号；所述放大器U2B的输出端经所述电阻R4与所述放大器U2B的反相输入端连接；所述放大器U2B的输出端输出第二检测信号；所述可调电阻RP1连接在所述放大器U2A的反相输入端和所述放大器U2B的反相输入端之间。结合第一方面，在第一方面第二实施方式中，所述减法单元包括：放大器U3A、电阻R5、电阻R6、电阻R7和电阻R8；所述放大器U3A的反相输入端经所述电阻R5接收所述差分放大单元输出的第一检测信号；所述放大器U3A的输出端经所述电阻R7与所述放大器U3A的反相输入端连接；所述放大器U3A的同相输入端经所述电阻R6接收所述差分放大单元输出的第二检测信号；所述放大器U3A的同相输入端经所述电阻R8接地；所述放大器U3A的输出端输出差值检测信号。结合第一方面，在第一方面第三实施方式中，所述放大单元包括：放大器U4A、电阻R9和可调电阻RP2；所述放大器U4A的反相输入端经所述电阻R9接收所述减法单元输出的差值检测信号；所述放大器U4A的输出端经所述可调电阻RP2与所述放大器U4A的反相输入端连接；所述放大器U4A的输出端输出放大检测信号。结合第一方面第三实施方式，在第一方面第四实施方式中，所述放大单元还包括：电阻R10、电阻R11、电容C11和电容C15；所述电阻R10的一端与所述放大器U4A的输出端连接，所述电阻R10的另一端与所述电阻R11的一端连接，所述电阻R11的另一端输出所述放大检测信号；所述电容C11连接在所述电阻R10和电阻R11的连接点与地之间；所述电容C15连接在所述电阻R11的另一端与地之间。结合第一方面第三或第四实施方式，在第一方面第五实施方式中，所述放大单元还包括：偏移电压子单元，所述偏移电压子单元输出的偏移电压输入所述放大器U4A的同相输入端。结合第一方面第五实施方式，在第一方面第六实施方式中，所述偏移电压子单元包括：电阻R12、电阻R13、可调电阻RP3和稳压器U5；所述电阻R12、电阻R13和可调电阻RP3串联后连接在所述电源单元和地之间；所述稳压器U5的电压输出端与所述电阻R12和所述电阻R13的连接点连接；所述可调电阻RP3的动臂输出所述偏移电压。根据第二方面，本技术实施例提供了一种电子设备，所述电子设备包括如第一方面或第一方面任一实施方式所述的土壤酸碱度信号采集电路。本技术实施例提供的土壤酸碱度信号采集电路和电子设备，通过差分放大单元将pH传感器检测的两路原始检测信号进行首次差分放大和增益调节，使原始检测信号得到一定倍数放大；此后，通过减法单元得到两路检测信号的差值，从而将负电压信号转化为正电压信号；由于差值检测信号仍存在幅值较小的问题，通过放大单元对差值检测信号进行增益调节，从而使本技术实施例提供的土壤酸碱度信号采集电路最终输出的放大检测信号能够适应普通单片机的采集范围，从而被单片机读取和识别，解决了现有技术中pH传感器检测的土壤酸碱度信号不能被单片机等处理器读取和识别的问题。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术实施例提供的土壤酸碱度信号采集电路的一个具体示例的结构示意图；图2是本技术实施例提供的土壤酸碱度信号采集电路中电源单元的一个具体示例的电路原理图；图3是本技术实施例提供的土壤酸碱度信号采集电路中差分放大单元的一个具体示例的电路原理图；图4是本技术实施例提供的土壤酸碱度信号采集电路中减法单元的一个具体示例的电路原理图；图5是本技术实施例提供的土壤酸碱度信号采集电路中放大单元的一个具体示例的电路原理图；图6是本技术实施例提供的土壤酸碱度信号采集电路中偏移电压子单元的一个具体示例的电路原理图；图7是本技术实施例提供的电子设备的一个具体示例的结构示意图。具体实施方式以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本技术实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本技术。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本技术的描述。为了说明本技术所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。本技术实施例提供了一种土壤酸碱度信号采集电路，如图1所示，该土壤酸碱度信号采集电路100可以包括：pH传感器101、差分放大单元102、减法单元103、放大单元104和电源单元105。其中，电源单元105分别为差分放大单元102、减法单元103和放大单元104供电。pH传感器101、差分放大单元102、减法单元103和放大单元104依次顺序连接，其工作过程如下：差分放大单元102接收pH传感器输出的第一原始检测信号PH-和第二原始检测信号PH+，并对第一原始检测信号PH-和第二原始检测信号PH+进行差分放大处理，对应生成第一检测信号V_o和第二检测信号V+o。减法单元103接收第一检测信号V_o和第二检测信号V+o，并对第一检测信号V_o和第二检测信号V+o进行减法处理，生成差值检测信号V1_o。放大单元104接收差值检测信号V1_o，并对差值检测信号V1_o进行放大处理，输出放大检测信号VO_PH。本技术实施例提供的土壤酸碱度信号采集电路，通过差分放大单元将p本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种土壤酸碱度信号采集电路，包括pH传感器，其特征在于，还包括：用于对所述pH传感器输出的第一原始检测信号和第二原始检测信号进行差分放大处理的差分放大单元；用于对所述差分放大单元输出的两路信号进行减法处理的减法单元；用于对所述减法单元输出的信号进行放大处理的放大单元；分别为所述差分放大单元、减法单元和放大单元供电的电源单元。

【技术特征摘要】
1.一种土壤酸碱度信号采集电路，包括pH传感器，其特征在于，还包括：用于对所述pH传感器输出的第一原始检测信号和第二原始检测信号进行差分放大处理的差分放大单元；用于对所述差分放大单元输出的两路信号进行减法处理的减法单元；用于对所述减法单元输出的信号进行放大处理的放大单元；分别为所述差分放大单元、减法单元和放大单元供电的电源单元。2.如权利要求1所述的土壤酸碱度信号采集电路，其特征在于，所述差分放大单元包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、可调电阻RP1、放大器U2A和放大器U2B；所述放大器U2A的同相输入端经所述电阻R1连接所述pH传感器的第一输出端，并接收所述pH传感器输出的第一原始检测信号；所述放大器U2A的输出端经所述电阻R3与所述放大器U2A的反相输入端连接；所述放大器U2A的输出端输出第一检测信号；所述放大器U2B的同相输入端经所述电阻R2连接所述pH传感器的第二输出端，并接收所述pH传感器输出的第二原始检测信号；所述放大器U2B的输出端经所述电阻R4与所述放大器U2B的反相输入端连接；所述放大器U2B的输出端输出第二检测信号；所述可调电阻RP1连接在所述放大器U2A的反相输入端和所述放大器U2B的反相输入端之间。3.如权利要求1所述的土壤酸碱度信号采集电路，其特征在于，所述减法单元包括：放大器U3A、电阻R5、电阻R6、电阻R7和电阻R8；所述放大器U3A的反相输入端经所述电阻R5接收所述差分放大单元输出的第一检测信号；所述放大器U3A的输出端经所述电阻R7与所述放大器U3A的反相输入端连接；所述放大器U3A的同相输入端经所述电阻R6接收所述差分放大单元输...

【专利技术属性】
技术研发人员：冉红斌，
申请(专利权)人：石家庄智感物联网科技有限公司，
类型：新型
国别省市：河北,13