一种可用于多种传感器的模拟信号采集、调理模块制造技术

本发明专利技术公开了一种可用于多种传感器的模拟信号采集、调理模块，涉及传感器信号采集处理技术领域。本发明专利技术通过在一块电路板上设计可用于多个传感器的模拟信号采集、调理电路，解决了多种不同的电化学传感器信号采集的需要不同的电路板的问题，使用便捷，降低产品的生产和管理成本，可以提高生产效率的。本发明专利技术包括OP2177放大器，电阻R72，电阻R73，电阻R70，电阻Rs，电阻R65，电阻R66，电阻R71，电阻Rf，电容C69，电容C64，电容C2，电容C68。在使用不同的传感器时，选择不同的焊接点连接电路就可以实现不同的信号调理的需要。

An analog signal acquisition and conditioning module which can be used in many kinds of sensors

【技术实现步骤摘要】
一种可用于多种传感器的模拟信号采集、调理模块
本专利技术涉及一种可用于多种传感器的模拟信号采集、调理模块，属于传感器信号采集处理

技术介绍
在气体检测仪表的生产过程中，会使用各种类型的气体传感器，常用的有可燃气体传感器、电化学有毒气体传感器、光学气体传感器以及其他种类的气体传感器，其中最常用的为可燃气体和电化学气体传感器，由于可燃气体传感器零点输出电位较高，对于传感器输出的信号一般会采用差分电路采集、放大，而电化学传感器根据不同检测气体的类型，会输出正电压或负电压信号，因此不同的传感器就需要不同的调理电路对采集到的信号进行调理、放大，以便输入到MCU进行运算。带来的问题是，分别设计的电路一方面要制作多种电路的PCB板，使用不方便，另一方面会增加生产和管理成本、影响生产效率的提高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可用于多种传感器的模拟信号采集、调理模块，本专利技术提供的模块既可以采集可燃气体传感器和正、负电压输出的电化学气体传感器，也可以对其他各种类型的传感器信号进行采集、调理、放大输出。为实现上述目的，本专利技术采用技术方案实现：本专利技术为一种可用于多种传感器的模拟信号采集、调理模块，包括OP2177放大器，电阻R72，电阻R73，电阻R70，电阻Rs，电阻R65，电阻R66，电阻R71，电阻Rf，电容C69，电容C64，电容C2，电容C68。其中所述电阻R72和所述电阻R73串联在+2.5V电源与地之间，组成分压电路；所述电阻R70的一端从所述电阻R72和所述电阻R73之间引出，另一端连接所述电阻Rs的一端，所述电阻Rs的另一端连接所述OP2177放大器反相输入端；所述电阻R65连接所述电阻R66的一端，所述电阻R66的另一端连接所述OP2177放大器同相输入端；所述电阻R71的一端连接在所述电阻R70和所述电阻Rs之间，所述电阻R71的另一端连接在所述电阻R65和所述电阻R66之间；所述OP2177放大器输出端通过所述电阻Rf与并联的所述电容C2支路与所述OP2177放大器反相输入端连接。所述电容C69接在所述OP2177放大器的同相和反相输入端之间；所述OP2177放大器同相输入端通过所述电容C64接地；所述OP2177放大器输出端通过所述电容C68连接在所述电阻R65和所述电阻R66之间。本专利技术的使用方法是：针对可燃气体传感器，由于气体零点时，有较高的输出电压，需要采用差分电路才能满足放大幅度和仪表的量程要求，此时R71、C2、C68不焊接，C64更换成与Rf等值的电阻其他元器件正常焊接即可以构成差分电路，其中增加C69可以有效降低电磁干扰(EMI)对整个电路的影响，同时也可以调整R72、R73的参数来调整运放反向输入端的参照电位，以适应不同传感器的输出电压。针对正压输出的电化学传感器或其他正电压输出的传感器，采用正相输入电路，此时R70、R71、RS、C2、C69不焊接，R65、R66换成不为0欧的等值电阻，C64、C68为等值电容，或者按照截止频率的要求，换成其他等值的电容和电阻；其中R65与C68，及R66与C64组成两级RC电路，信号均会形成2倍90度的相位差，干扰信号180度反相后，经C68反馈到输入端，以抑制干扰信号。针对负电压输出的电化学传感器或其他负电压输出的传感器，采用反相输入电路，以达到正电压输出和降低共模抑制比要求，便于MCU采集、运算，同时实现简化软件代码的效果(对各类传感器均采集到正电压)。此时，R66、R70不焊接，R65＝R71＝0R，RS＝RF＝20K,C64＝10K，C2＝1uF，C69＝1nF，其中C2采用稍大电容起到对输入电压储能稳压作用，以平抑输入电压的快速波动；C69可以提高电路共模抑制比。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术可以使设计的一块电路板满足多种不同的电化学传感器信号采集的需要，使用便捷，降低产品的生产和管理成本，可以提高生产效率的。当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述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专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的电气接线图；图2为差分电路输入时的接线图；图3是图2的等效电路；图4为同相输入时的接线图；图5为反相输入时的接线图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1-4所示，本专利技术为一种可用于多种传感器的模拟信号采集、调理模块，包括包括OP2177放大器，电阻R72，电阻R73，电阻R70，电阻Rs，电阻R65，电阻R66，电阻R71，电阻Rf，电容C69，电容C64，电容C2，电容C68；图1中，电阻R72和电阻R73串联在+2.5V电源与地之间，组成分压电路，电阻R72阻值5.3K，电阻R73阻值5.6K，中间的引出的电压1.284V；所述R70的一端从电阻R72和电阻R73之间引出，另一端连接电阻Rs的一端，电阻Rs的另一端连接OP2177放大器反相输入端；电阻R65连接电阻R66的一端，电阻R66的另一端连接OP2177放大器同相输入端；电阻R71的一端连接在电阻R70和电阻Rs之间，电阻R71的另一端连接在电阻R65和电阻R66之间；OP2177放大器输出端通过电阻Rf与串联的电容C69支路与OP2177放大器正极性输入端连接，电阻Rf与电容C2并联；OP2177放大器同相输入端通过电容C64接地；所述OP2177放大器输出端通过电容C68连接在电阻R65和电阻R66之间。图2是本专利技术的一个具体应用实施例，针对可燃气体传感器，由于存在零点漂移，在气体浓度零点时，有较高的输出电压，采用差分电路才能满足放大幅度和仪表的量程要求，正对此种需要，此时R71、C2、C68不焊接，C64更换成与Rf等值的电阻，其他元器件正常焊接即可以构成差分电路，另外增加C69可以有效降低电磁干扰(EMI)对整个电路的影响，同时也可以调整R72、R73的参数来调整运放反相输入端的参照电位，以适应不同传感器的输出电压。图3是图2的等效电路，图3中，这种接线的差分输出电压为VOUT＝Rf/Rs(V2-V1)＝2(V2-V1)图4是本专利技术的另一个具体应用实施例，针对正压输出的电化学传感器或其他正电压输出的传感器，采用正相输入电路，此时R70、R71、RS、C2、C69不焊接，R65、R66换成不为0欧的等值电阻，C64、C68为等值电容，或者按照截止频率的要求，换成其他等值的电容和电阻；其中R65与C68，及R66与C64组成两级RC移相电路，信号均会形成接近2倍90度的相位差，干扰信号180度反相后，经C68反馈到输入端，可以抑制干扰信号。图5是本专利技术的另一个具体应用实施例，针对负电压输出的电化学传感器或其他负电压输出的传感器，采用反相输入电路，以达到正电压输出和提高共模抑制比要求，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可用于多种传感器的模拟信号采集、调理模块，其特征在于：包括OP2177放大器，电阻R72，电阻R73，电阻R70，电阻Rs，电阻R65，电阻R66，电阻R71，电阻Rf，电容C69，电容C64，电容C2，电容C68；其中所述电阻R72和所述电阻R73串联在+2.5V电源与地之间，组成分压电路；所述电阻R70的一端从所述电阻R72和所述电阻R73之间引出，另一端连接所述电阻Rs的一端，所述电阻Rs的另一端连接所述OP2177放大器反相输入端；所述电阻R65连接所述电阻R66的一端，所述电阻R66的另一端连接所述OP2177放大器同相输入端；所述电阻R71的一端连接在所述电阻R70和所述电阻Rs之间，所述电阻R71的另一端连接在所述电阻R65和所述电阻R66之间；所述OP2177放大器输出端通过所述电阻Rf与并联的所述电容C2支路与所述OP2177放大器反相输入端连接；所述电容C69接在所述OP2177放大器的同相和反相输入端之间；所述OP2177放大器同相输入端通过所述电容C64接地；所述OP2177放大器输出端通过所述电容C68连接在所述电阻R65和所述电阻R66之间。

【技术特征摘要】
1.一种可用于多种传感器的模拟信号采集、调理模块，其特征在于：包括OP2177放大器，电阻R72，电阻R73，电阻R70，电阻Rs，电阻R65，电阻R66，电阻R71，电阻Rf，电容C69，电容C64，电容C2，电容C68；其中所述电阻R72和所述电阻R73串联在+2.5V电源与地之间，组成分压电路；所述电阻R70的一端从所述电阻R72和所述电阻R73之间引出，另一端连接所述电阻Rs的一端，所述电阻Rs的另一端连接所述OP2177放大器反相输入端；所述电阻R65连接所述电阻R66的一端，所述电阻R66的另一端连接所述OP2177放大器同相输入端；所述电阻R71的一端连接在所述电阻R70和所述电阻Rs之间，所述电阻R71的另一端连接在所述电阻R65和所述电阻R66之间；所述OP2177放大器输出端通过所述电阻Rf与并联的所述电容C2支路与所述OP2177放大器反相输入端连接；所述电容C69接在所述OP2177放大器的同相和反相输入端之间；所述OP2177放大器同相输入端通过所述电容C64接地；所述OP2177放大器输出端通过所述电容C...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱永亮，
申请(专利权)人：安徽赛安安全设备有限责任公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34