一种可自动应变调零的应变调理装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于应变信号调理设计技术领域，具体涉及一种可自动应变调零的应变调理装置。
【背景技术】
[0002]在某些火箭、飞行器试验中，需要测量某些关键结构部位的载荷，如压力、拉力、扭矩、弯矩等，一般采用粘贴应变片组成电桥的方式，通过测量桥路应变，并结合地面标定试验的数据来计算实际中的载荷。
[0003]应变桥路输出的电压很小，为毫伏量级，需要对桥路电压放大几百倍甚至几千倍，由此带来输出零位、温漂、噪声等一系列问题。在安装应变片时，不可避免会存在安装误差，如果安装误差较大，经电路放大后，输出信号有可能超出电路的输出范围；并且，电路工作后需要一定时间才进入热平衡，热平衡之后模拟电路工作才会相对稳定，所以需要对应变调理电路进行调零，以保证在没有载荷时，电路的输出为零位。
[0004]同时，应变信号电缆长度较长，应变调理电路的增益较大，会引入外界噪声，应变信号的有用信号频率一般较低，几十赫兹至上百赫兹，而噪声一般为高频干扰，所有设计低通滤波器可以降低噪声水平。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种可对应变桥路进行放大、滤波与驱动，并能自动应变调零的应变调理装置。
[0006]本实用新型的技术方案是这样解决的
[0007]—种可自动应变调零的应变调理装置，包括信号变换单元、滤波与驱动单元、应变调零单元、系统及桥压电源单元四部分，应变传感器共有6路进行信号传输，应变传感器将信号传入信号变换单元，信号变换单元将系统及桥压电源单元的应变桥路信号转化为电压信号，并实现信号放大；
[0008]放大后的信号传至滤波与驱动单元，滤波与驱动单元实现8阶巴特沃兹低通滤波，并使用电压跟随器驱动输出信号，使信号输出；
[0009]应变调零单元用于在固定的时刻从滤波与驱动单元采集信号，将电路的输出电压调整至零位，并且控制信号变换单元；
[0010]系统及桥压电源单元实现为应变传感器、信号变换单元、滤波与驱动单元、应变调零单元及应变桥路供电。
[0011 ] 一种可自动应变调零的应变调理装置，所述信号变换单元采用两级放大电路，第一级采用仪表放大器，将电桥信号转化为电压信号，放大倍数通过电阻RG调节;第二级采用反向放大电路，固定放大1倍。
[0012]—种可自动应变调零的应变调理装置，所述信号变换单元的电路结构为:信号输入接口 JS1-C0N2包括两个管脚，其中，管脚2依次连接电阻Rl、仪表放大器AD627的反向输入端2，管脚I依次连接电阻R2、仪表放大器AD627的同向输入端3;仪表放大器AD627共有8个管脚；
[0013]电阻R3—端连接到仪表放大器AD627的反向输入端2，一端连接到仪表放大器AD627的同向输入端3;
[0014]电容Cb2—端连接到仪表放大器AD627的反向输入端2与电阻R3之间，一端连接到仪表放大器AD627的同向输入端3与电阻R3之间；
[0015]电容Cbl—端接地，一端连接到电阻R3与仪表放大器AD627反向输入端2之间；
[0016]电容Cb3—端接地，一端连接到电阻R3与仪表放大器AD627同向输入端3之间；
[0017]电阻RG—端连接仪表放大器AD627的管脚1，另一端连接仪表放大器AD627的管脚8，控制仪表放大器AD627的放大倍数；
[0018]仪表放大器AD627的管脚4接地，仪表放大器AD627的管脚7连接V5.5的来自系统及桥压电源单元的供电单元，电容PCl I —端接地，一端连接在V5.5供电单元与仪表放大器AD627的管脚7之间；
[0019]仪表放大器AD627的管脚5连接基准信号输入DAl，用来进行调零；
[0020]仪表放大器AD627输出端6依次连接电阻R4和运算放大器U12A的反向输入端2，基准电压REF2.5V依次连接电阻R6和运算放大器U12A的同向输入端3;
[0021]电阻R5—端连接在电阻R4和运算放大器U12A反向输入端2之间，另一端连接在运算放大器Ul 2A输出端I;
[0022]电容cwl与电阻R5串联;运算放大器U12A的管脚4接地，运算放大器U12A的管脚8与V5.5的供电单元连接，电容PCl 2—端接地，另一端连接在运算放大器Ul 2A的管脚8和V5.5的供电单元之间。
[0023]一种可自动应变调零的应变调理装置，所述滤波与驱动单元采用8阶开关电容巴特沃兹低通滤波器MAX291，低通截止频率由系统设定设置。
[0024]一种可自动应变调零的应变调理装置，滤波与驱动单元中的驱动器clk7400q连接8阶低通滤波器MAX291的时钟管脚CLK管脚，Vl先连接电阻R7再连至8阶低通滤波器MAX291的输入管脚IN管脚，V5.5的供电单元先连接电阻RL3再连至8阶低通滤波器MAX291的接地管脚GND管脚，电阻RL2—端接地，另一端连接在电阻RL3和8阶低通滤波器MAX291的GND管脚之间，电容LCl一端接地，另一端连接在电阻RL2和8阶低通滤波器MAX291的GND管脚之间；
[0025]电容cw2—端连接8阶低通滤波器MAX291的V+管脚，另一端接地；
[0026]8阶低通滤波器MAX291的输出管脚OPOUT管脚与8阶低通滤波器MAX291的OPIN管脚相连，信号从8阶低通滤波器MAX291的OPOUT管脚传送至8阶低通滤波器MAX291的OPIN管脚；
[0027]8阶低通滤波器MAX291的V-管脚接地;8阶低通滤波器MAX291的OUT管脚连接至运算放大器U12B的同向输入端5;串联的电阻R9和电阻RlO—端接地，另一端接在运算放大器U12B的同向输入端5与8阶低通滤波器MAX291的OUT之间；
[0028]运算放大器U12B的输出端7连接电阻RlI;运算放大器U12B的反向输入端6连接至运算放大器U12B的输出端7与电阻Rll之间，在运算放大器U12B的反向输入端6和运算放大器Ul 2B的输出端7之间设置有电阻R8;
[0029]电容cw2—端连接在运算放大器U12B的反向输入端6与电阻R8之间，另一端连接在运算放大器U12B的输出端7与电阻R8之间；
[0030]运算放大器U13A的同向输入端3连接在电阻R9和电阻RlO之间，运算放大器U13A的反向输入端2与运算放大器U13A的输出端I相连，电阻R12连接在运算放大器U13A的反向输入端2和运算放大器U13A的输出端I之间；运算放大器U13A的管脚4接地，运算放大器U13A的管脚8连接V5.5供电单元，电容Cl一端接地，另一端连接在运算放大器U13A的管脚8与V5.5供电单元之间。
[0031]一种可自动应变调零的应变调理装置，所述系统及桥压电源采用初级电源和次级电源两级电源，首先是电压为15V的供电供给初级电源，两个次级电源再接收电压为8V的来自初级电源的供电，一个次级电源为系统供电，电压为5.5V，另一个次级电源为电桥供电，电压为5V;两级电源均采用线性稳压电路。
[0032]一种可自动应变调零的应变调理装置，所述应变调零单元在上电后30分钟和120分钟，CPU内部AD采集输出的电压，并采用调零算法，使用DA调整至仪表放大器的基准管脚，最终将输出电压调整至零位，完成自动应变平衡。
[0033]一种可自动应变调零的应变调理装置，所述应变调零单元具有6路应变调理通道，各通道之间相互独立。
[0034]本实用新型的有益效果在于:
[003