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专利名称：一种电桥零点调节电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及惠斯登电桥领域，特别是涉及一种惠斯登电桥零点调节电路。
背景技术：
对阻抗型信号的采集手段多用惠斯登电桥，在应用过程中，需将惠斯登电桥进行 调零。以往调零手段多是使用可调电阻或配接电阻进行调零。参见图1，示出现有的惠斯登 电桥零点调节电路。该调节电路中，第一电阻Rl、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4 组成惠斯登电桥，其中，第一电阻Rl连接电源VCC;第五电阻R5和第六电阻R6分别与第一 开关SI、第二开关S2串联后并联，第一开关SI和第二开关S2的公共端连接第三电阻R3和 第四电阻R4的公共端，第五电阻R5和第六电阻R6的公共端连接电源VCC。设第一电阻Rl和第二电阻R2公共端电压为VI，第三电阻R3和第四电阻R4公共 端电压为V2，检测电压Vl和电压V2，如果电压Vl和电压V2不相等，接通配接电阻第五电 阻R5和第六电阻R6，调节电压V2，使电压Vl和电压V2相等。该零点调节电路通过配接第五电阻R5和第六电阻R6调节电压V2，在调零过程中， 由于第五电阻R5和第六电阻R6阻值的离散性，使得第三电阻R3和第四电阻R4在电压分 配上成非线性关系，导致该调零过程变得很难达到理想的效果。如果设备存在多个惠斯登 电桥，需对各惠斯登电桥一一调零，调零工作量会非常大，耗费人力物力。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种电桥零点调节电路，该电路减低系统的维 护成本，减少人工干预的程度，具有精度高，方便和快捷等优点。本发明一种电桥零点调节电路，包括由第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻 组成的第一惠斯登电桥，串联的第一电阻和第二电阻与串联的第三电阻和第四电阻并联， 第二电阻和第四电阻的公共端接地，第一电阻一端连接第二电阻，另一端连接电源VCC，还 包括控制元件和数模转换元件，控制元件的输出端连接数模转换元件的输入端，数模转换 元件的输出端连接第三电阻一端，第三电阻另一端连接第四电阻所述控制元件检测所述 第一惠斯登电桥两个零点的电压差，并根据电压差计算得到数字电压调节量，将数字电压 调节量输出到数模转换元件；数模转换元件将该数字电压调节量转换为模拟电压调节量， 输出到第三电阻，使所述第一惠斯登电桥两个零点电压相等。优选的，还包括配接调节电路，配接调节电路包括串联的第五电阻和第一开关与 串联的第六电阻和第二开关并联连接，第一开关和第二开关的公共端与第三电阻和第四电 阻的公共端连接，第五电阻和第六电阻的公共端连接电源VCC。优选的，还包括多个惠斯登电桥，各惠斯登电桥的调节端与数模转换元件的输出 端连接。优选的，所述数模转换元件的输出端连接第三电阻一端具体为数模转换元件的 输出端连接隔离元件的输入端，隔离元件的输出端连接第三电阻一端。
优选的，还包括多个惠斯登电桥，各惠斯登电桥的调节端与隔离元件的输出端连 接。与现有技术相比，本发明具有以下优点本发明自动进行惠斯登电桥的零点调节，实现调节的全计算机化和自动化，相对 于现有技术中利用元器件配平技术，本发明减低系统的维护成本，减少人工干预的程度，具 有精度高，方便和快捷等优点。


图1为现有的惠斯登电桥零点调节电路；图2为本发明电桥零点调节电路第一实施例；图3为本发明电桥零点调节电路第二实施例。
具体实施例方式为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实 施方式对本发明作进一步详细的说明。参见图2，示出本发明电桥零点调节电路第一实施例，包括由第一电阻R1、第二电 阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4组成的惠斯登电桥，串联的第一电阻Rl和第二电阻R2与 串联的第三电阻R3和第四电阻R4并联，第二电阻R2和第四电阻R4的公共端接地，第一电 阻Rl —端连接第二电阻R2，另一端连接电源VCC ；该电路还包括控制元件Ul和数模转换元 件U2，控制元件Ul的输出端连接数模转换元件U2的输入端，数模转换元件U2的输出端连 接第三电阻R3 —端，第三电阻R3另一端连接第四电阻R4。设所述惠斯登电桥两个零点，S卩，第一电阻Rl和第二电阻R2公共端的电压为电压 VI，第三电阻R3和第四电阻R4公共端的电压为电压V2。控制元件Ul检测所述惠斯登电桥 两个零点的电压差，判断电压Vl是否等于电压V2，如是，表明所述惠斯登电桥两个零点的 电压差为零，不做调整；如否，根据该电压差计算得到数字电压调节量，将数字电压调节量 输出到数模转换元件U2。根据该电压差计算数字电压调节量可采用多种方式，如Vx = K(V1-V2) 式 1其中，Vx为电压调节量，K为调节系数。数模转换元件U2将该数字电压调节量转换为模拟电压调节量，输出到第三电阻 R3，调整电压V2值，让电压V2 =电压VI，使所述惠斯登电桥两个零点电压相等。在惠斯登电桥中，Rl = R2，R3为精密电阻，作为计算基准。
1R1 3AV = Vl-V2 = -Vl--厂2;式 2
2i ll + i 13
VI-2AVi 13 = ---及 11;式 3
2V2-VI + 2AV令Vs = 2V2-V1 式 4
VI-2AV及13=、， 。at,J 11 式 5
当AV = 0时=RU=^rRll;为负载的静止值式6
Vs当负载R13变动为R13+AR13时 式7
V1-2AVAR13 = w 。^R11-R13^是负载变化的精确值
Vs + 2AV由于惠斯登电桥的供电电压，配平电压，基准电阻值都由控制元件Ul控制和记 录，因此计算时电压差AV与惠斯登电桥桥臂电阻不存在非线性关系的影响。本发明电桥 零点调节电路消除惠斯登电桥两零点电压差与电桥桥臂电阻的非线性关系，提高调节精度。本发明自动进行惠斯登电桥的零点调节，实现调节的全计算机化和自动化，相对 于现有技术中利用元器件配平技术，本发明减低系统的维护成本，减少人工干预的程度，具 有精度高，方便和快捷等优点。为避免电路中控制部分元件和惠斯登电桥相互干扰，本发明还在数模转换元件U2 与第三电阻R3之间连接一隔离元件U3，数模转换元件U2的输出端连接隔离元件U3的输入 端，隔离元件U3的输出端连接第三电阻R3 —端，第三电阻R3另一端连接第四电阻R4。如果设备中存在多个惠斯登电桥，本发明可通过设置可针对每个惠斯登电桥都配 置控制元件Ul和数模转换元件U2，一一对应进行零点调节工作，实现多通道配平各惠斯登 电桥零点电压。当然，本发明也可借助配接电阻，利用控制元件Ul和数模转换元件U2实现对多个 惠斯登电桥的零点调节，下面以电路中包含两个惠斯登电桥为例，进行说明。参见图3，示出本发明电桥零点调节电路第二实施例，包括由第一电阻R1、第二电 阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4组成的第一惠斯登电桥，串联的第一电阻Rl和第二电阻 R2与串联的第三电阻R3和第四电阻R4并联，第二电阻R2和第四电阻R4的公共端接地，第 一电阻Rl —端连接第二电阻R2，另一端连接电源VCC ；串联的第五电阻R5和第一开关Sl 与串联的第六电阻R6和第二开关S2并联连接，第一开关Sl和第二开关S2的公共端与第三 电阻R3和第四电阻R4的公共端连接，第五电阻R5和第六电阻R6的公共端连接电源VCC。该电路还包括由第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9和第十电阻RlO组成的第 二惠斯登电桥，串联的第七电阻R7和第八电阻R8与串联的第九电阻R9和第十电阻RlO并 联，第八电阻R8和第十电阻RlO的公共端接地，第七电阻R7 —端连接第八电阻R8，另一端 连接电源VCC ；串联的第十一电阻Rll和第三开关S3与串联的第十二电阻R12和第四开关 S4并联连接，第三开关S3和第四开关S4的公共端与第九电阻R9和第十电阻RlO的公共端 连接，第十一电阻Rll和第十二电阻RlO的公共端连接电源VCC ；该电路还包括控制元件U1、数模转换元件U2和隔离元件U3，控制元件Ul的输出 端连接数模转换元件U2的输入端，数模转换元件U2的输出端连接隔离元件U3的输入端， 隔离元件U3的输出端连接第三电阻R3和第九电阻R9的一端，第三电阻R3另一端连接第 四电阻R4，第九电阻R9的另一端连接第十电阻R10。控制元件Ul分别检测第一惠斯登电桥和第二惠斯登电桥的两个零点的电压差， 再根据该电压差计算得到数字电压调节量，将数字电压调节量输出到数模转换元件U2，通 过隔离元件U3作用到第一惠斯登电桥和第二惠斯登电桥，完成零点调平工作，误差通过各 惠斯登电桥连接的配接电阻进行调平。
以上对本发明所提供的一种电桥零点调节电路，进行了详细介绍，本文中应用了 具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本 发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体 实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的 限制。
权利要求
一种电桥零点调节电路，包括由第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻组成的第一惠斯登电桥，串联的第一电阻和第二电阻与串联的第三电阻和第四电阻并联，第二电阻和第四电阻的公共端接地，第一电阻一端连接第二电阻，另一端连接电源VCC，其特征在于，还包括控制元件和数模转换元件，控制元件的输出端连接数模转换元件的输入端，数模转换元件的输出端连接第三电阻一端，第三电阻另一端连接第四电阻所述控制元件检测所述第一惠斯登电桥两个零点的电压差，并根据电压差计算得到数字电压调节量，将数字电压调节量输出到数模转换元件；数模转换元件将该数字电压调节量转换为模拟电压调节量，输出到第三电阻，使所述第一惠斯登电桥两个零点电压相等。
2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，还包括配接调节电路，配接调节电路包括串 联的第五电阻和第一开关与串联的第六电阻和第二开关并联连接，第一开关和第二开关的 公共端与第三电阻和第四电阻的公共端连接，第五电阻和第六电阻的公共端连接电源VCC。
3.如权利要求1所述的电路，其特征在于，还包括多个惠斯登电桥，各惠斯登电桥的调 节端与数模转换元件的输出端连接。
4.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述数模转换元件的输出端连接第三电阻 一端具体为数模转换元件的输出端连接隔离元件的输入端，隔离元件的输出端连接第三电阻一端。
5.如权利要求4所述的电路，其特征在于，还包括多个惠斯登电桥，各惠斯登电桥的调 节端与隔离元件的输出端连接。
全文摘要
本发明涉及一种电桥零点调节电路，包括串联的第一电阻和第二电阻与串联的第三电阻和第四电阻并联，第二电阻和第四电阻的公共端接地，第一电阻一端连接第二电阻，另一端连接电源VCC，还包括控制元件和数模转换元件，控制元件的输出端连接数模转换元件的输入端，数模转换元件的输出端连接第三电阻一端，第三电阻另一端连接第四电阻控制元件检测第一惠斯登电桥两个零点的电压差，并根据电压差计算得到数字电压调节量，将数字电压调节量输出到数模转换元件；数模转换元件将该数字电压调节量转换为模拟电压调节量，输出到第三电阻，使电桥两个零点电压相等。本发明具有精度高，方便和快捷等优点。
文档编号G01R27/02GK101887081SQ20101021691
公开日2010年11月17日 申请日期2010年6月29日 优先权日2010年6月29日
发明者周翔, 喻志平, 李建洪 申请人:三一重工股份有限公司