電阻式應變測量的遠程調零電路及其調零方法技術

本發明專利技術公布了一種電阻式應變測量的遠程調零電路及其調零方法，該調零電路由應變傳感器、調零信號檢測電路和調零電路共同工作完成其功能。調零信號檢測電路時刻監測輸出電流信號線的信號狀態，若檢測到電流信號線與地短接時，調零信號使能有效，調零電路開始工作，完成電阻式應變測量的調零功能。本發明專利技術電阻式應變測量的遠程調零方法在整個調零過程中不需要額外的調零信號線，調零方法簡單實用，工程人員不必到傳感器的安裝現場，在控制室內就能完成傳感器的調零功能，調零后的電路參數會自動儲存，斷電后不會丟失，本發明專利技術解決了電阻式應變傳感器調零難度大的問題，其功耗小，成本低，易于操作，便于推廣使用。

Remote zeroing circuit for resistance strain measurement and its zeroing method

The invention discloses a remote zero setting circuit for resistance strain measurement and a zeroing method thereof, wherein the zero modulation circuit is completed by the strain sensor, the zeroing signal detection circuit and the zeroing circuit. Signal state zero signal detection circuit monitors the output current signal line, if the detected current signal line and the ground short circuit, zero signal can effectively, zero circuit, complete resistance strain measure zero function. Remote control method of the invention of resistance strain measurement of zero zero in the whole process does not require additional zero signal line, zero method is simple and practical, engineering personnel do not have to install the sensor, in the control room will be able to complete the zero sensor function, circuit parameters to zero after the automatic storage. When the power is not lost, the invention solves the problem of difficult adjustment of zero resistance strain sensor, its low power consumption, low cost, easy operation, easy to use.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及的是一種調零技術，尤其涉及一種電阻式應變測量的遠程調零技術及 其調零方法。
技術介紹
由于電阻應變片阻值匹配或傳輸線路阻值問題，電阻式應變傳感器的輸出電流或 電壓信號發生了漂移；或將被測對象的某個應力狀態設定為初始狀態，上述情況下都需要 對信號進行調零處理，將傳感器的輸出信號調節為零或某個確定的值。調零的方法之一是對傳感器采集的輸出信號進行數值處理，減去初始偏移量；方 法二是調節傳感器的參數，例如通過電位器調節傳感器信號輸出偏移量。第一種調零方法適用于計算機信號采集系統，方法簡便，但會影響傳感器的量程 和測量范圍。第二種方法是直接在傳感器電路上調節，這對于遠距離、安裝位置不易觸及、 密封要求高的傳感器調零會帶來很多不便。
技術實現思路
本專利技術目的是用來彌補現有技術中，電流型輸出信號的電阻式應變傳感器現場調 零難度大的不足，而提供一種電阻式應變測量的遠程調零技術。為了實現上述目的，本專利技術的技術方案如下電阻式應變測量的遠程調零電路，該調零電路由應變傳感器、調零信號檢測模塊 和調零電路模塊共同工作完成其功能，應變傳感器的應變信號處理電路上設置有輸出電流 信號線、直流電源線以及電源地線，所述調零信號檢測模塊時刻監測電流信號線的狀態，若檢測到用戶有調零需要 時，發出調零使能狀態信號En，這時調零電路模塊工作完成調零功能；所述調零電路模塊主要由計算芯片(U3A)、數字電路和數字電位器(U5)，(U6)以 及應變電阻橋(Rb)組成，所述計算芯片(U3A)的引腳2與數字電路相連接，所述數字電路 上的引腳4通過電阻(R36)和電容(C6)接地，所述數字電路上的引腳11通過電阻(R37) 和電容(C7)接地，所述電容(R36)的一端與數字電位器(TO)的引腳1相連，另端與數字電 位器(U6)的1腳相連，所述電容(R37)的一端與數字電位器(TO)的引腳2相連，另端與數 字電位器(U6)的2腳相連，所述數字電位器(U5)的引腳5、數字電位器(U6)的引腳5，6均 與應變電阻橋相連接；所述調零信號檢測模塊通過電流信號輸出端的調節實現高低電平轉換進行調 零；電阻式應變測量的遠程調零方法，該遠程調零方法是通過以下步驟來實現的(1)、直接將電流型傳感器的輸出電流信號線的接線端子與電源地線的接線端子 短接，或串接直流電流表后短接；(2)、短接約3秒鐘后，傳感器的自動調零電路確認該短接信號，生成調零使能信號；(3)、調零使能信號通過信號線傳送到調零信號檢測電路后啟動調零電路工作，在 當前應變信號狀態下，自動調節傳感器參數，使輸出電流信號調整到某個事先確認的初始 電流值；(4)、解除短接后，調零過程結束。本專利技術電阻式應變測量的遠程調零電路及調零方法在整個調零過程中不需要額 外的調零信號線，調零方法簡單實用，工作人員不必到傳感器的安裝現場，在控制室內就能 完成傳感器的自動調零，調零后的電路參數會自動儲存，斷電后不會丟失，并且調零電路簡 單，本專利技術解決了電流型輸出信號的電阻式應變傳動器現場調零難度大的問題，只要通過 原有的電流信號線就能完成傳感器的調零，其功耗小，成本低。以下結合附圖和具體實施方式來進一步說明本專利技術。附圖說明圖1為本專利技術的電路結構2為本專利技術調零電路原理3為本專利技術調零電路原理4為本專利技術調零信號檢測電路5為圖4中&與V3關系示意圖具體實施例方式為了使本專利技術實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結 合具體圖示，進一步闡述本專利技術。參考圖1所示電阻式應變測量的遠程調零電路，該調零電路模塊通過應變傳感 器、調零信號檢測模塊以及調零電路組成，應變傳感器的應變信號處理電路上設置有輸出 電流信號線、直流電源線以及電源地線，調零信號檢測模塊時刻監測輸出電流信號線信號 的狀態，當檢測到電流信號是調零狀態時，調零信號使能。調零電路模塊接收調零使能信 號，調節電路偏置。調零電路原理圖如圖2和圖3所示調零電路模塊主要由計算芯片U3A、數字電路 和數字電位器TO，U6以及應變電阻橋Rb組成，計算芯片U3A的引腳2與數字電路相連接， 數字電路上的引腳4通過電阻R36和電容C6接地，數字電路上的引腳11通過電阻R37和電 容C7接地，電容R36的一端與數字電位器TO的引腳1相連，另端與數字電位器TO的1腳 相連，電容R37的一端與數字電位器U5的引腳2相連，另端與數字電位器U6的2腳相連， 數字電位器U5的引腳5、數字電位器TO的引腳5，6均與應變電阻橋相連接；調零信號檢測 模塊通過電流信號輸出端Itl的調節實現&高低電平轉換進行調零。圖2中的En為低電平時，調零信號使能；當Vx > 1. 199V時，PDl和PD2為低電平， U5、U6的VW向VL調整；當Vx < 1. 199V時，PUl和PU2為低電平，U5、U6的VW向VH調整， 通過數字電位器的調整來抵消惠斯頓橋電阻的漂移，使信號的輸出初始狀態為零。調零信號檢測模塊的電路圖如圖4所示電路輸入信號來自前端信號放大、V-I轉 換電路，Io以12mA為基準，上下波動8mA，即輸入電流為Io = 4mA 20mA ；當電路處于非調零狀態時，V3 = V2-102Io = VZ-102Io = 5. 1-102 (4mA 20mA) = 4. 692 3. 060V, V3 > 1. 772V，U3A輸出低電平，En為高電平，調零無效；當電路處于調零狀態時，即電流信號輸 出端 Io 與地短接，V3 = 1. 4-102Io = 0. 992 -0. 64V, V3 < 1. 132V, U3A 輸出高電平，En 為低電平，調零有效，如圖5所示。參考圖1所示其遠程調零方法是通過以下步驟來實現的(1)、直接將電流型傳感器的輸出電流信號線的接線端子與電源地線的接線端子 短接，或串接直流電流表后短接；(2)、短接約3秒鐘后，傳感器內的自動調零電路確認該短接信號，生成調零信號；(3)、調零信號通過信號線傳送到調零信號檢測模塊后啟動調零電路工作，在當前 應變信號狀態下，自動調節傳感器參數，使輸出電流信號調整到某個事先確認的初始電流 值；(4)、解除短接后，調零過程結束。本專利技術在整個調零過程中不需要 額外的調零信號線，調零方法簡單實用，不必到傳感器的安裝現場，在控制室內就能完成傳 感器的自動調零，調零后的電路參數會自動儲存，斷電后不會丟失，并且調零電路簡單，本 專利技術解決了電流型輸出信號的電阻式應變傳動器現場調零難度大的問題，只要通過原有的 電流信號線就能完成傳感器的調零，其功耗小，成本低。以上顯示和描述了本專利技術的基本原理和主要特征和本專利技術的優點。本行業的技術 人員應該了解，本專利技術不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本 專利技術的原理，在不脫離本專利技術精神和范圍的前提下，本專利技術還會有各種變化和改進，這些變 化和改進都落入要求保護的本專利技術范圍內。本專利技術要求保護范圍由所附的權利要求書及其 等效物界定。權利要求1.電阻式應變測量的遠程調零電路由應變傳感器、調零信號檢測模塊和調零電路模塊 共同工作完成其功能，應變傳感器的應變信號處理電路上設置有輸出電流信號線、電源線 以及地線，其特征在于，所述調零信號檢測模塊時刻監測電流信號線的狀態本文檔來自技高網...

【技術保護點】
電阻式應變測量的遠程調零電路由應變傳感器、調零信號檢測模塊和調零電路模塊共同工作完成其功能，應變傳感器的應變信號處理電路上設置有輸出電流信號線、電源線以及地線，其特征在于，所述調零信號檢測模塊時刻監測電流信號線的狀態，若檢測到用戶有調零需要時，發出調零使能狀態信號Ｅｎ，調零電路模塊開始工作，完成調零功能。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李勇，李希壘，王微，沈劍，
申請(專利權)人：上海海事大學，
類型：發明
國別省市：31[中國|上海]