CN220153731U - 基于称重仪表的传感器接入检测单元 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例公开了一种基于称重仪表的传感器接入检测单元，所述称重仪表包括MCU、传感器接口、激励源稳压电路、电源供电端，激励源稳压电路输出端连接传感器接口，所述检测单元包括电流检测电路、跟随器电路，电流检测电路包括电流检测电阻和电流放大器，电流放大器的输入端正负极分别接电源供电端和激励源稳压电路输入端，电流放大器的输出端接跟随器电路，跟随器电路输出端接MCU的模数转换器端口，电流检测电阻的两端分别接电流放大器的输入端正负极。本实用新型通过监测称重仪表的传感器接口的激励电流的方式来确定传感器是否接入，本实用新型响应速度快，不影响称重精度和高低温的线性，并且稳定可靠。
Description
技术领域
本实用新型涉及称重仪表技术领域，尤其涉及一种基于称重仪表的传感器接入检测单元。
背景技术
在称重仪表的现场应用中，当未接入传感器或者传感器掉线时，此时因为仪表的传感器接口的信号正负之间测在共模电容和差模电容，并且因为电容的放电缓慢，经常出现重量值从大到小的变化，或者从小到大的变化，或者一个随机的值保持不变，这种现象往往让现场的工作人员误以为已经接入了传感器。
传统的解决方法是在信号正加下拉电阻或者信号负加上拉电阻，用来加快电容的充放电。此方法若选用阻值大的电阻则对称重精度影响较小但是解决效果并不明显，若选用稍小阻值的电阻（例如10M）则影响仪表的称重精度和高低温的线性。影响精度和线性的原因如下：
图1为传感器的内部电路图，VEXCITATION+和VEXCITATION–是传感器的电源，VSIGNAL+ 和VSIGNAL–传感器的差分信号输出，当在信号正VSIGNAL+和信号负VSIGNAL–加下拉和上拉电阻则相当于图1中R1和R4并联了电阻，影响了电桥本身的精度。由于上下拉电阻本身的温漂问题，进而应响高低温的线性。
实用新型内容
本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供一种基于称重仪表的传感器接入检测单元，以使能够检测传感器是否接入，同时不影响测量的精度和线性。
为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提出了一种基于称重仪表的传感器接入检测单元，所述称重仪表包括MCU、传感器接口、激励源稳压电路、电源供电端，激励源稳压电路输出端连接传感器接口，所述检测单元包括电流检测电路、跟随器电路，电流检测电路包括电流检测电阻和电流放大器，电流放大器的输入端正负极分别接电源供电端和激励源稳压电路输入端，电流放大器的输出端接跟随器电路，跟随器电路输出端接MCU的模数转换器端口，电流检测电阻的两端分别接电流放大器的输入端正负极。
进一步地，激励源稳压电路采用LDO芯片，LDO芯片的输入端接电流放大器的输入端负极，LDO芯片的输出端接传感器接口的传感器正压激励输出脚。
进一步地，LDO芯片为6V转5V输出的LDO芯片。
进一步地，跟随器电路采用电流跟随器，电流跟随器的输入端和输出端各通过一RC滤波电路分别连接电流放大器的输出端和MCU的模数转换器端口。
本实用新型的有益效果为：本实用新型通过监测称重仪表的传感器接口的激励电流的方式来确定传感器是否接入，本实用新型响应速度快，不影响称重精度和高低温的线性，并且稳定可靠。
附图说明
图1是现有的传感器的内部电路结构图。
图2是本实用新型实施例的传感器接口的电路图。
图3是本实用新型实施例的激励源稳压电路的电路图。
图4是本实用新型实施例的电流检测电路的电路图。
图5是本实用新型实施例的跟随器电路的电路图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
本实用新型实施例中若有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本实用新型中若涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
称重仪表包括MCU、传感器接口、激励源稳压电路、电源供电端。这部分属于现有技术。电源供电端提供6V电压，传感器接口如图2的J1所示，其中1脚为传感器正压激励输出5V，2脚为传感器负压激励输出0V，3与4脚为传感器的差分信号输入。激励源稳压电路输出端连接传感器接口，将电源供电端的6V电压转为5V给传感器接口，为传感器供电。
请参照图2～图5，本实用新型实施例的基于称重仪表的传感器接入检测单元包括电流检测电路、跟随器电路。
电流检测电路包括电流检测电阻和电流放大器。电流放大器的输入端正负极分别接电源供电端和激励源稳压电路输入端，电流放大器的输出端接跟随器电路，跟随器电路输出端接MCU的模数转换器端口，电流检测电阻的两端分别接电流放大器的输入端正负极。如图4所示，电阻R1为电流检测电阻，U2为电流放大器，放大倍数为50V/V。电阻R1没有放在LDO的后端做检测主要是因为影响了激励源的电压精度。LDO本身的功耗是微安级可以忽略不记，所以将检测电阻放在LDO前级。
当称重仪表接入一只350Ω的传感器时，电流为14.3mA。电阻R1的两端电压为7.15mV，因为电流放大器的放大倍数是50V/V，所以电流放大器的6脚的输出电压为0.358V，若接入的是8只传感器则输出电压为2.86V。若没有传感器接入则电阻R1的电压为零，同时电流放大器的的6脚电压输出为零。
作为一种实施方式，激励源稳压电路采用LDO芯片（如图3所示，U1是高精度低噪声LDO），LDO芯片的输入端接电流放大器的输入端负极，LDO芯片的输出端接传感器接口的传感器正压激励输出脚。LDO芯片为6V转5V输出的LDO芯片。LDO芯片的输出端接有若干个电容（如图3中的电容C2、电容C3、电容C4、电容C5）。
作为一种实施方式，跟随器电路采用电流跟随器，电流跟随器的输入端和输出端各通过一RC滤波电路分别连接电流放大器的输出端和MCU的模数转换器端口。如图5所示，R4与C11组成输入滤波，R3与C10组成输出滤波。输出端接入MCU的模数转换器端口，计算出电流值的大小。
所以当有传感器接入时，单片机的ADC端口能检测到电压值。没有传感器接入时，单片机的ADC端口检测的电压值为零。同时因为电流检测电阻在LDO稳压的前端，不影响LDO的输出电压，所以对称重的结果没有影响。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同范围限定。
Claims (4)
1.一种基于称重仪表的传感器接入检测单元，所述称重仪表包括MCU、传感器接口、激励源稳压电路、电源供电端，激励源稳压电路输出端连接传感器接口，其特征在于，所述检测单元包括电流检测电路、跟随器电路，电流检测电路包括电流检测电阻和电流放大器，电流放大器的输入端正负极分别接电源供电端和激励源稳压电路输入端，电流放大器的输出端接跟随器电路，跟随器电路输出端接MCU的模数转换器端口，电流检测电阻的两端分别接电流放大器的输入端正负极。
2.如权利要求1所述的基于称重仪表的传感器接入检测单元，其特征在于，激励源稳压电路采用LDO芯片，LDO芯片的输入端接电流放大器的输入端负极，LDO芯片的输出端接传感器接口的传感器正压激励输出脚。
3.如权利要求2所述的基于称重仪表的传感器接入检测单元，其特征在于，LDO芯片为6V转5V输出的LDO芯片。
4.如权利要求1所述的基于称重仪表的传感器接入检测单元，其特征在于，跟随器电路采用电流跟随器，电流跟随器的输入端和输出端各通过一RC滤波电路分别连接电流放大器的输出端和MCU的模数转换器端口。
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- 2023-10-24 CN CN202322848862.7U patent/CN220153731U/zh active Active
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