传感器信号调理模块DS31及其应用

　　电阻全桥、半桥及1/4桥式传感器在工程测控领域有着极为广泛的应用,但是它对接口调理电路的精度和稳定性要求极高,这给应用设计增加了难度。美国模拟器件公司(ANALOG DEVICES)推出的该类传感器信号通用调理模块2B31,功能齐全,应用简单,但是2B31仅局限于精度和稳定性的调整,对程控选择电路参数的要求难以满足。我们研制的新型传感器调理模块DS31,除允许程控设定参数外,还可提供两路恒流源输出,给新型的电阻式传感器应用提供了方便的接口。

　　1.传感器调理模块的功能与特点

　　●提供高稳定度和高精度的电桥激励源,桥压范围可在4~15V内调整或程控设定;

　　●供桥电压的长线衰减自动补偿和非线性误差自动补偿;

　　●两路大小相等的高稳定度恒流源输出,电流可在0.1~10mA之间调整或程控设定;

　　●具有桥路短路过流保护;

　　●1~1000倍范围内可调仪表放大器,可程控设定放大倍数;

　　●低通滤波器,输出信号可直接作为A/D转换的输入信号;

　　●外接元件极少,整个电路体积小,功耗低;

　　●程控选择激励源幅值或放大倍数时,开关阻抗对电路的精度和稳定性均无影响;

　　●激励源的地与调理部分地线分开,完全消除了长地线串扰;

　　●恒流源的电压范围宽,即使激励源与放大器共用同一电源,也能达到0~15V,分开供电时为任意值。

　　2. DS31模块的结构

　　DS31模块由电桥激励源,恒流激励源,程控仪表放大器,低通滤波器四个部分组成,与2B31的不同之处在于电路激励源与恒流激励源由两个相互独立的模块产生,因此DS31允许同时使用两种激励源输出, DS31的激励部分与调理部分的电源是分开处理的,但也可以在模块外部将电源并起来使用,这种方法给用户的某些特殊应用提供了方便,图1(a),(b)分别是DS31的结构框图和引脚图。DS31模块引脚说明如下:

　　1脚:(OUT1)未经滤波的仪表放大器直接输出;

　　2,3,4,5脚:放大倍数设定输入端;

　　6,8,9脚:滤波器带宽选择;

　　7脚:滤波器输出信号引脚;

　　10,11脚:输出信号幅度微调;

　　12,13脚:输入信号正端,负端;

　　14,15,16脚:仪表放大器及滤波器供电电源;

　　17脚:输出失调调整;

　　18,19脚:恒流源IS1,IS2的输出端(两个均为正端,负端均为电源地);

　　20,21脚:恒流源幅值设定端;

　　22脚:参考源输出端;

　　23脚:电桥激励源电压设定端/非线性校正输入端1,(非线性曲线下翘输入端);

　　24脚:保留引脚;