一种基于数据处理芯片的传感器电路的制作方法

1.本实用新型涉及一种传感器电路，具体地说，是涉及一种基于数据处理芯片的传感器电路。


背景技术：

2.压力传感器是工业实践中最常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及生产自控、电力、水利水电、管道等众多行业。压力传感器能感受压力信号，并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出的电信号的器件或装置。
3.然而现有的压力传感器在采集到相关信号后，在对采集的模拟信号进行处理时，由于数据处理芯片中开关管的延时控制不精确，这些模拟信号通过运算放大器时会产生阶梯状的偏置电流，偏置电流提供给数据处理芯片时，通过数据处理芯片的电流信号将按偏置电流成比例的衰减，导致传感器的检测灵敏度降低，传感器检测精度不高。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种基于数据处理芯片的传感器电路，主要解决现有传感器检测灵敏度低、检测精度不高的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
6.一种基于数据处理芯片的传感器电路，包括用于采集压力信号的压敏元件，与压敏元件相连用于对采集的压力信号进行采样保持的采样保持电路，与采样保持电路相连的低通滤波器，与低通滤波器相连的灵敏度控制电路，以及与灵敏度控制电路相连的时钟脉冲电路和抽样判决电路；所述灵敏度控制电路包括型号为ne555的时基芯片u1，正极与时基芯片u1的第1引脚相连且负极接地的电解电容c1，与时基芯片u1的第1引脚相连的电阻r1，一端与电阻r1另一端和时基芯片u1的第2引脚相连且另一端接地的电容c2，一端与时基芯片u1的第5引脚相连且另一端接地的电容c3，与时基芯片u1的第3引脚相连的电阻r2、r3，连接于电阻r2另一端和电阻r3另一端之间的电容c4，并联后一端与时基芯片u1的第4引脚相连且另一端接地的电阻r4、电容c5，连接于时基芯片u1的第4引脚和第7引脚之间的电阻r5，连接于时基芯片u1的第6引脚和第8引脚之间的电阻r6，与时基芯片u1的第6引脚相连的电感l1，负极与时基芯片u1的第2引脚相连且正极经电阻r7连接于电感l1另一端的二极管d1，正极与电感l1另一端相连且负极与电阻r3和电容c4的公共端相连的二极管d2，负极与时基芯片u1的第8引脚相连其正极与抽样判决电路相连的二极管d3，正极与二极管d2的正极相连且负极接地的电解电容c6，并联于电解电容c6两端的电阻r8；以及正极与低通滤波器的输出端相连，且负极与时基芯片u1的第1引脚相连的二极管d4；其中，电阻r2和电容c4的公共端与电容c2的接地端相连，时基芯片u1的第1引脚与第8引脚与时钟脉冲电路相连。
7.进一步地，在本实用新型中，所述采样保持电路包括型号为ad590的芯片u2，与芯片u2的v-引脚相连的电阻r8，与电阻r8另一端均相连的电阻r9、电阻r10，正极与电阻r10相连且负极接地的电解电容c7，同相输入端与电解电容c7的正极相连的放大器a1，一个固定
端与放大器a1的同相输入端相连且另一个固定端接地的变阻器r11，同相输入端与变阻器r11的自由端相连的放大器a2，一端与放大器a1的反相输入端和输出端均相连且另一端与放大器a2的反相输入端相连的电阻r12，以及一端与放大器a2的反相输入端相连且另一端与放大器a2的输出端相连的电阻r13；其中，芯片u2的v+引脚接12v电压源的正极，电阻r9的另一端接12v电压源的负极，电阻r10的另一端接地，放大器a2的正负电源端对应连接12v电压源的正负极，放大器a2的输出端与低通滤波器相连，芯片u2的can引脚与压力传感器的输出端相连。
8.进一步地，在本实用新型中，所述时钟脉冲电路包括连接于时基芯片u1的第1和第8引脚之间的晶体振荡器rx1，一端与信号收发芯片的其中一个晶振引脚相连且另一端接地的电容c8，以及一端与信号收发芯片的另一个晶振引脚相连且另一端接地的电容c9。
9.进一步地，在本实用新型中，所述抽样判决电路包括与灵敏度控制电路中的二极管d3的负极相连的电阻r14，正极与电阻r14另一端相连、负极与灵敏度控制电路中的二极管d3的负极相连的二极管d5，与二极管d5的正极相连且另一端接地的电容c10，串联后一端与二极管d5的正极相连且另一端接地的电阻r15、r16，基极与电阻r15、r16公共端相连、发射极接地的三极管q1，以及一端与三极管q1的集电极相连且另一端与外部供电vcc端相连的电阻r17。
10.进一步地，在本实用新型中，所述低通滤波器的型号为lfcn-3800+。
11.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
12.(1)本实用新型通过对传感器电路结构进行改进，通过设置灵敏度控制电路，利用ne555芯片的产生的精确的时间延迟或振荡，能够提升传感器电路的时钟控制精度，从而使得数据处理芯片中开关管的控制更加精确可靠，减小压敏元件采集的模拟信号在数据处理芯片中处理时产生的偏置电流，从而提高整个传感器的检测灵敏度及检测精度。
13.(2)本实用新型电路结构简单、成本低，电路配置常规易实现，适于推广应用。
附图说明
14.图1为本实用新型中的灵敏度控制电路及时钟脉冲电路的原理图。
15.图2为本实用新型中的采样保持电路的电路原理图。
16.图3为本实用新型中的抽样判决电路的电路原理图。
具体实施方式
17.下面结合附图说明和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的方式包括但不仅限于以下实施例。
18.实施例
19.本实用新型公开的一种基于数据处理芯片的传感器电路，包括用于采集压力信号的压敏元件，与压敏元件相连用于对采集的压力信号进行采样保持的采样保持电路，与采样保持电路相连的低通滤波器，与低通滤波器相连的灵敏度控制电路，以及与灵敏度控制电路相连的时钟脉冲电路和抽样判决电路。其中，所述低通滤波器的型号为lfcn-3800+。该传感器电路首先利用压敏元件将采集到的压力信息转换为模拟信号进行传输，采样保持电路追踪、保持采集的模拟信号的电平值，模拟信号经低通滤波器滤波后输入值灵敏度控制
电路，在时钟脉冲电路和抽样判决电路的协同作用下，利用灵敏度控制电路产生的精确的时间延迟或振荡，能够提升传感器电路的时钟控制精度，从而使得数据处理芯片中开关管的控制更加精确可靠，使得模拟信号在后续数据处理芯片中的处理更加高效，提升整个传感器的精度。
20.如图1所示，所述灵敏度控制电路包括型号为ne555的时基芯片u1，正极与时基芯片u1的第1引脚相连且负极接地的电解电容c1，与时基芯片u1的第1引脚相连的电阻r1，一端与电阻r1另一端和时基芯片u1的第2引脚相连且另一端接地的电容c2，一端与时基芯片u1的第5引脚相连且另一端接地的电容c3，与时基芯片u1的第3引脚相连的电阻r2、r3，连接于电阻r2另一端和电阻r3另一端之间的电容c4，并联后一端与时基芯片u1的第4引脚相连且另一端接地的电阻r4、电容c5，连接于时基芯片u1的第4引脚和第7引脚之间的电阻r5，连接于时基芯片u1的第6引脚和第8引脚之间的电阻r6，与时基芯片u1的第6引脚相连的电感l1，负极与时基芯片u1的第2引脚相连且正极经电阻r7连接于电感l1另一端的二极管d1，正极与电感l1另一端相连且负极与电阻r3和电容c4的公共端相连的二极管d2，负极与时基芯片u1的第8引脚相连其正极与抽样判决电路相连的二极管d3，正极与二极管d2的正极相连且负极接地的电解电容c6，并联于电解电容c6两端的电阻r8；以及正极与低通滤波器的输出端相连，且负极与时基芯片u1的第1引脚相连的二极管d4；其中，电阻r2和电容c4的公共端与电容c2的接地端相连，时基芯片u1的第1引脚与第8引脚与时钟脉冲电路相连。该部分电路主要利用ne555芯片的产生的精确的时间延迟或振荡，能够提升传感器电路的时钟控制精度，从而使得数据处理芯片中开关管的控制更加精确可靠。
21.如图2所示，所述采样保持电路包括型号为ad590的芯片u2，与芯片u2的v-引脚相连的电阻r8，与电阻r8另一端均相连的电阻r9、电阻r10，正极与电阻r10相连且负极接地的电解电容c7，同相输入端与电解电容c7的正极相连的放大器a1，一个固定端与放大器a1的同相输入端相连且另一个固定端接地的变阻器r11，同相输入端与变阻器r11的自由端相连的放大器a2，一端与放大器a1的反相输入端和输出端均相连且另一端与放大器a2的反相输入端相连的电阻r12，以及一端与放大器a2的反相输入端相连且另一端与放大器a2的输出端相连的电阻r13；其中，芯片u2的v+引脚接12v电压源的正极，电阻r9的另一端接12v电压源的负极，电阻r10的另一端接地，放大器a2的正负电源端对应连接12v电压源的正负极，放大器a2的输出端与低通滤波器相连，芯片u2的can引脚与压力传感器的输出端相连。所述采样保持电路主要用于追踪、保持采集的模拟信号的电平值。
22.如图1所示，所述时钟脉冲电路包括连接于时基芯片u1的第1和第8引脚之间的晶体振荡器rx1，一端与信号收发芯片的其中一个晶振引脚相连且另一端接地的电容c8，以及一端与信号收发芯片的另一个晶振引脚相连且另一端接地的电容c9。时钟脉冲电路主要用于产生时钟脉冲，对电路的工作时序进行控制。
23.如图3所示，所述抽样判决电路包括与灵敏度控制电路中的二极管d3的负极相连的电阻r14，正极与电阻r14另一端相连、负极与灵敏度控制电路中的二极管d3的负极相连的二极管d5，与二极管d5的正极相连且另一端接地的电容c10，串联后一端与二极管d5的正极相连且另一端接地的电阻r15、r16，基极与电阻r15、r16公共端相连、发射极接地的三极管q1，以及一端与三极管q1的集电极相连且另一端与外部供电vcc端相连的电阻r17。抽样判决电路主要用于在时序控制中对接收信号的输出波形进行一定规则的抽样判决,得到接
收的数字信号。
24.通过上述设计，本实用新型能够提升传感器电路的时钟控制精度，从而使得数据处理芯片中开关管的控制更加精确可靠，减小压敏元件采集的模拟信号在数据处理芯片中处理时产生的偏置电流，从而提高整个传感器的检测灵敏度及检测精度。因此，与现有技术相比，本实用新型具有实质性的特点和进步。
25.上述实施例仅为本实用新型的优选实施方式之一，不应当用于限制本实用新型的保护范围，但凡在本实用新型的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本实用新型一致的，均应当包含在本实用新型的保护范围之内。