一种应用于航空机电产品的高精度电阻信号采集电路制造技术

本发明专利技术涉及一种应用于航空机电产品的高精度电阻信号采集电路，属于航空机电系统技术领域。针对传统惠斯通电桥电路采集电阻信号精度低的缺点，本发明专利技术提供一种高精度、调试简单、运行可靠的应用于航空机电系统的高精度电阻信号采集电路，消除了电阻引线对测量结果带来的影响，相比以往其他电阻采集电路，本发明专利技术采集精度高，调试简单，工作稳定，可靠性高。可靠性高。可靠性高。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于航空机电产品的高精度电阻信号采集电路


[0001]本专利技术属于航空机电系统
，具体涉及一种应用于航空机电产品的高精度电阻信号采集电路。

技术介绍

[0002]传统飞机上采用惠斯通电桥电路采集电阻信号，不能消除电阻引线对测量结果带来的影响，同时需要通过对调节电阻的适配来匹配不同电路参数的差异，产品调试过程繁琐，且在高低温下由于电路参数的漂移，电阻采集精度降低。

技术实现思路

[0003](一)要解决的技术问题
[0004]本专利技术要解决的技术问题是：如何针对传统惠斯通电桥电路采集电阻信号精度低的缺点，提供一种高精度、调试简单、运行可靠的应用于航空机电系统的高精度电阻信号采集电路。
[0005](二)技术方案
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种应用于航空机电产品的高精度电阻信号采集电路，包括恒流源电路、模拟开关切换电路、信号放大电路，参考电阻和待测电阻，所述恒流源电路中通过电压基准芯片和电阻产生恒流源，恒流源产生的恒定电流流过参考电阻和待测电阻，参考电阻和待测电阻两端的电压经模拟开关切换电路切换后，由信号放大电路放大供后端采集。
[0007]优选地，所述恒流源电路包括电压基准芯片N1、电阻R1和运算放大器N2，电压基准芯片N1采用基准电压源FW780GF，其2脚接+5V，4脚接地，6脚接电阻R1一端，R1的另一端接运算放大器N2的反相输入端，运算放大器N2的同相输入端接地，运算放大器N2的反相输入端同时接参考电阻R2一端，参考电阻R2的另一端接待测电阻R一端，待测电阻R的另一端接参考电阻R4一端,参考电阻R2、待测电阻R、参考电阻R4串联，参考电阻R4的另一端接运算放大器N2的输出端。
[0008]优选地，所述模拟开关切换电路为模拟开关N3，是双路四通道切换电路，第一通道和第三通道输入的是两个参考电阻两端的电压，第二通道输入的是待测电阻的电压，模拟开关切换电路根据控制命令和通道选择命令，分别将第一、第二、第三通道电压输出。
[0009]优选地，所述模拟开关N3为ADG509AKN，其供电正引脚14脚接+15V，模拟开关N3的供电负引脚3脚接
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15V，模拟开关N3的15脚接地，模拟开关N3的1脚为工作使能管脚EN，接外部CPU的IO口GPIO1，模拟开关N3的16脚输出选通地址A0，接CPU的IO口GPIO2，模拟开关N3的2脚输出选通地址A1，接CPU的IO口GPIO3；当CPU的IO口GPIO1输出信号低时，模拟开关N3不工作，当CPU的IO口GPIO1输出信号高时，模拟开关N3工作，此时，模拟开关N3的8、9脚模拟信号输出端的输出电压取决于选通地址A1、A0的电平，通过CPU的IO口GPIO3、GPIO2的输出控制模拟开关N3的输出通道，模拟开关N3的输入端负极4脚接所述参考电阻R2另一端，模拟开
关N3的13脚接所述参考电阻R2的一端，模拟开关N3的5脚接所述待测电阻R的另一端，模拟开关N3的12脚接所述待测电阻R的一端，模拟开关N3的6脚接所述参考电阻R4的另一端，模拟开关N3的11脚接参考电阻R4的一端。
[0010]优选地，所述模拟开关N3的4脚、13脚为所述第一通道，输入的是参考电阻R2两端的电压；模拟开关N3的5脚、12脚为所述第二通道，输入的是待测电阻R两端的电压；模拟开关N3的6脚、11脚为第三通道，输入的是参考电阻R4两端的电压；模拟开关N3的8脚为输出通道一端，模拟开关N3的9脚为输出通道另一端，模拟开关N3的8脚、9脚之间为输出通道电压。
[0011]优选地，所述模拟开关切换电路根据控制通道选择开关A0、A1和使能开关EN命令选择通道输出。
[0012]优选地，所述信号放大电路由仪用放大器N4和调节电阻组成，调节电阻串联在仪用放大器N4第1脚和第8脚之间，其中一个为固定电阻R5，另一个为可调电阻R6，信号放大倍数等于仪用放大器N4第1脚和第8脚之间电阻阻值，通过调节第1脚和第8脚之间电阻的阻值，可调节信号放大的倍数。
[0013]优选地，所述仪用放大器N4的7脚接+15V，仪用放大器N4的4脚接
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15V，仪用放大器N4的5脚接地，仪用放大器N4的反相端2管脚接模拟开关N3的8脚，仪用放大器N4的3管脚接模拟开关N3的9脚，仪用放大器N4的2管脚、3管脚之间为模拟开关N3输出电压，仪用放大器N4的6管脚为电阻测量电压。
[0014]优选地，所述仪用放大器N4的1管脚接固定电阻R5一端,固定电阻R5另一端接可调电阻R6一端，可调电阻R6另一端接仪用放大器N4的8管脚。信号放大倍数等于1+49.4kΩ/1脚R5和8脚R6电阻阻值之和。
[0015]本专利技术还提供了一种所述电路的工作方法，所述恒流源电路中，电压基准芯片N1提供电压基准，输出的电压基准经电阻R1接运算放大器N2的反相端，运算放大器N2的同相端和反相端电压相同，所以流过电阻R1的电流是恒定的，流过参考电阻R2、待测电阻R、参考电阻R4的电流是恒定的，等于电压基准除以电阻R1的阻值，恒定电流流过电阻R1后输入参考电阻R2、待测电阻R、参考电阻R4，最后进入运算放大器N2的输出端，电压基准芯片N1与运算放大器N2之间为电阻R1，恒流源电路输出电流仅决定于电压基准芯片N1输出电压和电压基准芯片N1与运算放大器N2之间的电阻。
[0016](三)有益效果
[0017]针对传统惠斯通电桥电路采集电阻信号精度低的缺点，本专利技术提供一种高精度、调试简单、运行可靠的应用于航空机电系统的高精度电阻信号采集电路，消除了电阻引线对测量结果带来的影响，相比以往其他电阻采集电路，本专利技术采集精度高，调试简单，工作稳定，可靠性高。
附图说明
[0018]图1为本专利技术的电路原理图。
具体实施方式
[0019]为使本专利技术的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。
[0020]本专利技术提供的一种应用于航空机电产品的高精度电阻信号采集电路，包括恒流源电路、模拟开关切换电路、信号放大电路，参考电阻和待测电阻，恒流源电路中通过电压基准芯片和高精度电阻产生恒流源，恒流源产生的恒定电流流过参考电阻和待测电阻，参考电阻和待测电阻两端的电压经模拟开关切换电路切换后，由信号放大电路放大供后端采集。两个参考电阻和待测电阻串联，流过相同恒定的电流，参考电阻采用高精度低温漂的精密电阻，参考电阻与待测电阻阻值比等于参考电阻与待测电阻两端电压比，可得到待测电阻的阻值，通过本专利技术的待测电阻计算方法，消除了电路系统误差。
[0021]参考图1，所述恒流源电路通过电压基准芯片N1、高精度电阻R1和运算放大器N2产生恒流源。电压基准芯片N1采用低误差，低温度漂移和低输出噪声的高精密基准电压源FW780GF，其2脚接+5V，4脚接地，6脚接低温漂、耐高温、高稳定的高精密电阻R1一端，R1的另一端接运算放大器N2的反相输入端，运算放大器N2的同相输入端接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于航空机电产品的高精度电阻信号采集电路，其特征在于，包括恒流源电路、模拟开关切换电路、信号放大电路，参考电阻和待测电阻，所述恒流源电路中通过电压基准芯片和电阻产生恒流源，恒流源产生的恒定电流流过参考电阻和待测电阻，参考电阻和待测电阻两端的电压经模拟开关切换电路切换后，由信号放大电路放大供后端采集。2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述恒流源电路包括电压基准芯片N1、电阻R1和运算放大器N2，电压基准芯片N1采用基准电压源FW780GF，其2脚接+5V，4脚接地，6脚接电阻R1一端，R1的另一端接运算放大器N2的反相输入端，运算放大器N2的同相输入端接地，运算放大器N2的反相输入端同时接参考电阻R2一端，参考电阻R2的另一端接待测电阻R一端，待测电阻R的另一端接参考电阻R4一端,参考电阻R2、待测电阻R、参考电阻R4串联，参考电阻R4的另一端接运算放大器N2的输出端。3.如权利要求2所述的电路，其特征在于，所述模拟开关切换电路为模拟开关N3，是双路四通道切换电路，第一通道和第三通道输入的是两个参考电阻两端的电压，第二通道输入的是待测电阻的电压，模拟开关切换电路根据控制命令和通道选择命令，分别将第一、第二、第三通道电压输出。4.如权利要求3所述的电路，其特征在于，所述模拟开关N3为ADG509AKN，其供电正引脚14脚接+15V，模拟开关N3的供电负引脚3脚接
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15V，模拟开关N3的15脚接地，模拟开关N3的1脚为工作使能管脚EN，接外部CPU的IO口GPIO1，模拟开关N3的16脚为输出选通地址A0，接CPU的IO口GPIO2，模拟开关N3的2脚为输出选通地址A1，接CPU的IO口GPIO3；当CPU的IO口GPIO1输出信号低时，模拟开关N3不工作，当CPU的IO口GPIO1输出信号高时，模拟开关N3工作，此时，模拟开关N3的8、9脚模拟信号输出端的输出电压取决于选通地址A1、A0的电平，通过CPU的IO口GPIO3、GPIO2的输出控制模拟开关N3的输出通道，模拟开关N3的输入端负极4脚接所述参考电阻R2另一端，模拟开关N3的13脚接所述参考电阻R2的一端，模拟开关N3的5脚接所述待测电阻R的另一端，模拟开关N3的12脚接所述待测电阻R的一端，模拟开关N3的6脚接所述参考电阻R4的另一端，模拟开关N3的11脚接...

【专利技术属性】
技术研发人员：仝步升，袁盾，刘强，
申请(专利权)人：天津津航计算技术研究所，
类型：发明
国别省市：