本實(shí)用新型涉及一種信號(hào)采集裝置，具體涉及一種張力值分段采集裝置，屬于傳感器技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，紡織行業(yè)的張力傳感器一般是模擬量電壓輸出0～10V，對(duì)應(yīng)與0～100克或0～1千克(如BTSR TS44等)，而微控制單元(MCU)的模擬量輸入都是在3.3V或5V之間。因此0～10V的電壓往往無(wú)法被MCU直接采集。

因此，為解決上述技術(shù)問題，確有必要提供一種創(chuàng)新的張力值分段采集裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的所述缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種張力值分段采集裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為：一種張力值分段采集裝置，其包括電源模塊、接口模塊、ADC1電壓取樣電路模塊、ADC2電壓取樣電路模塊、ADC3電壓取樣電路模塊以及MCU；其中，所述電源模塊電性連接至MCU，并為MCU供電；所述接口模塊上設(shè)有檢測(cè)節(jié)點(diǎn)I、檢測(cè)節(jié)點(diǎn)II以及檢測(cè)節(jié)點(diǎn)III；所述ADC1電壓取樣電路模塊一端連接至檢測(cè)節(jié)點(diǎn)I，另一端連接至MCU；所述ADC2電壓取樣電路模塊一端連接至檢測(cè)節(jié)點(diǎn)II，另一端連接至MCU；所述ADC3電壓取樣電路模塊一端連接至檢測(cè)節(jié)點(diǎn)III，另一端連接至MCU。

本實(shí)用新型的張力值分段采集裝置進(jìn)一步設(shè)置為：所述檢測(cè)節(jié)點(diǎn)I、檢測(cè)節(jié)點(diǎn)II和檢測(cè)節(jié)點(diǎn)III呈串聯(lián)設(shè)置。

本實(shí)用新型的張力值分段采集裝置進(jìn)一步設(shè)置為：所述電源模塊中采用LM2575芯片。

本實(shí)用新型的張力值分段采集裝置進(jìn)一步設(shè)置為：所述ADC1電壓取樣電路模塊中采用由LM393構(gòu)成的鉗位電路。

本實(shí)用新型的張力值分段采集裝置還設(shè)置為：所述ADC2電壓取樣電路模塊和ADC3電壓取樣電路模塊中采用由LM358構(gòu)成的電壓跟隨器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下有益效果：本實(shí)用新型的張力值分段采集裝置不僅可以全電壓段采集張力值的模擬量，而且可以保持低張力值時(shí)的高精度采樣，避免了簡(jiǎn)單分壓采集在低張力時(shí)的缺陷。

【附圖說明】

圖1是本實(shí)用新型的張力值分段采集裝置的電路圖。

【具體實(shí)施方式】

請(qǐng)參閱說明書附圖1所示，本實(shí)用新型為一種張力值分段采集裝置，其由電源模塊1、接口模塊2、ADC1電壓取樣電路模塊3、ADC2電壓取樣電路模塊4、ADC3電壓取樣電路模塊5以及MCU6等幾部分組成。

其中，所述電源模塊1電性連接至MCU6，并為MCU6供電。該電源模塊1采用LM2575芯片，最大輸入電壓45V，最大輸出電流1A，最大穩(wěn)壓誤差4％，轉(zhuǎn)換效率75％～88％。

所述接口模塊2的張力反饋電壓模擬量0～10V(對(duì)應(yīng)與0～100克、0～1千克或0～5千克等)經(jīng)過分段精密電阻R4～R7分壓。該接口模塊2上設(shè)有檢測(cè)節(jié)點(diǎn)I21、檢測(cè)節(jié)點(diǎn)II22以及檢測(cè)節(jié)點(diǎn)III23，該檢測(cè)節(jié)點(diǎn)I21、檢測(cè)節(jié)點(diǎn)II22和檢測(cè)節(jié)點(diǎn)III23呈串聯(lián)設(shè)置。檢測(cè)節(jié)點(diǎn)I21為直接檢測(cè)點(diǎn)，電壓值為張力傳感器實(shí)際反饋電壓，由ADC1電壓取樣電路模塊取樣電壓值；檢測(cè)節(jié)點(diǎn)II22為實(shí)際反饋電壓1/2分壓，由ADC2電壓取樣電路模塊取樣電壓值；檢測(cè)節(jié)點(diǎn)III23為1/3分壓，由ADC3電壓取樣電路模塊取樣電壓值。

所述ADC1電壓取樣電路模塊3一端連接至檢測(cè)節(jié)點(diǎn)I21，另一端連接至MCU6。該ADC1電壓取樣電路模塊3中采用由LM393構(gòu)成的鉗位電路。由于是直接取樣，電壓值范圍是0～10V，由LM393構(gòu)成的鉗位電路將最高輸出電壓ADC1控制在R2和R3決定的比較電壓3.3V之內(nèi)，確保MCU的模擬量輸入口安全。當(dāng)ADC1出的電壓達(dá)到后者接近3.3V時(shí)，所以第一段ADC1電壓值已經(jīng)飽和，由MCU決定在ADC2取樣張力電壓值。

所述ADC2電壓取樣電路模塊4一端連接至檢測(cè)節(jié)點(diǎn)II22，另一端連接至MCU6。該ADC2電壓取樣電路模塊采用由LM358構(gòu)成的電壓跟隨器。經(jīng)過1/2分壓的Node2節(jié)點(diǎn)電壓，范圍是0～5V，經(jīng)由LM358構(gòu)成的電壓跟隨器后，張力電壓值供給MCU6取樣。

LM358電壓跟隨器其高輸入阻抗使得分壓電路的精度不受影響，其低輸出阻抗使得MCU6得到一個(gè)穩(wěn)定的電壓值，即在分壓電路和MCU6之間實(shí)現(xiàn)了“隔離”使得輸入輸出阻抗匹配，確保了分壓取樣精度。

由于ADC2電壓取樣電路模塊4最高電壓是5V，超出3.3V的MCU6取樣電壓范圍，因此另外加了一個(gè)3.3V的穩(wěn)壓二極管BZG05C3V3，使ADC2電壓取樣電路模塊4的最高限制在3.3V。

所述ADC3電壓取樣電路模塊5一端連接至檢測(cè)節(jié)點(diǎn)III23，另一端連接至MCU6，其亦采用由LM358構(gòu)成的電壓跟隨器，經(jīng)過1/3分壓的檢測(cè)節(jié)點(diǎn)III23電壓，范圍是0～3.33V。

本實(shí)用新型的張力值分段采集裝置的設(shè)計(jì)原理如下：0～10V的張力電壓值，在第一段0～3.3V電壓范圍時(shí)，經(jīng)由ADC1電壓取樣電路模塊3采樣，按10位ADC計(jì)算，采樣精度3.2mV即范圍為100克的張力傳感器張力分辨率為0.032克，范圍為1千克張力傳感器張力分辨率為0.32克，在低張力時(shí)能夠得到很高的精度。

在第二段3.3～6.6V電壓范圍時(shí)，ADC1電壓取樣電路模塊3的電壓已經(jīng)達(dá)到3.3V，因此MCU6可從ADC2電壓取樣電路模塊4采樣電壓，采樣電壓值乘以2，即為實(shí)際電壓值。100克的張力傳感器在33～66克的張力范圍分辨率為0.064克，1千克張力傳感器張力分辨率為0.64克

同理，第三段6.6～9.9V電壓范圍時(shí)，ADC1電壓取樣電路模塊3和ADC2電壓取樣電路模塊4均達(dá)到3.3V，MCU6從ADC3電壓取樣電路模塊5采樣電壓，100克的張力傳感器在33～66克的張力范圍分辨率為0.096克，1千克張力傳感器張力分辨率為0.96克，具體結(jié)果如下：

以上的具體實(shí)施方式僅為本創(chuàng)作的較佳實(shí)施例，并不用以限制本創(chuàng)作，凡在本創(chuàng)作的精神及原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本創(chuàng)作的保護(hù)范圍之內(nèi)。