信号处理电路的校正装置及校正方法与流程

    专利2025-06-01  97


    本发明涉及信号处理,特别是涉及一种信号处理电路的校正装置及校正方法。


    背景技术:

    1、小压力类型的压力变送器在产品设计环节中,因为测试的压力小,对应采样得到的电信号比较小,需要设计信号处理电路对小的电信号进行放大、模数转换等转换处理,便于后续的处理运算,如压阻式原理的压力变送器产品包括压阻传感器、信号处理电路、微控制器及存储器,压阻传感器根据压阻效应产生的阻值变化将压力信号转化为电信号,信号处理电路在对电信号进行放大、模数转换处理后输出为数字信号,微控制器再对数字信号进行运算处理,输出标准信号,但是,在放大和采样过程中,因为信号处理电路自身阻抗和内部模数转换过程的线性误差,会带来一定的误差,并影响到信号输出线性度。

    2、因此,目前亟需一种信号处理电路的误差校正技术方案。


    技术实现思路

    1、鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种信号处理电路的误差校正技术方案,结合高精度信号函数发生器、高精度信号采集设备、处理模块及存储模块设计信号处理电路的校正装置,利用高精度信号函数发生器产生校正用的标准信号,设置一个与信号处理电路并行的高精度信号采集设备,将其输出的标准数字信号作为信号处理电路输出的测试数字信号的参考信号,在校正之前,调节标准信号的大小,使得标准信号先后处于取值区间内的至少三个不同点,并获取每个标准信号对应的测试数字信号及标准数字信号,再通过处理模块对各个不同大小标准信号对应的测试数字信号及标准数字信号进行误差校正计算,对信号处理电路的误差进行线性校正,得到校正数据并存储到存储模块,便于后续对信号处理电路的输出进行实时校正,提升了信号处理电路的采样准确性。

    2、为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供的技术方案如下。

    3、一种信号处理电路的校正装置,所述信号处理电路的校正装置包括:

    4、高精度信号函数发生器,产生并输出标准信号,所述信号处理电路对所述标准信号进行处理,得到测试数字信号;

    5、高精度信号采集设备,其输入端接所述高精度信号函数发生器的输出端,对所述标准信号进行处理,得到标准数字信号;

    6、处理模块,接所述高精度信号函数发生器的输入端、所述高精度信号采集设备的输出端及所述信号处理电路的输出端,在校正时,调节所述标准信号的大小,并根据至少三个不同大小的所述标准信号所对应的所述测试数字信号及所述标准数字信号对所述信号处理电路进行误差校正,得到校正数据;

    7、存储模块,与所述处理模块连接,用于存储所述校正数据。

    8、可选地,所述信号处理电路应用于压力变送器,所述压力变送器包括压阻传感器、所述信号处理电路、微控制器及存储器,所述信号处理电路包括:

    9、放大模块,对输入的采样信号进行放大处理,得到模拟信号;

    10、放大及模数采样模块,对所述模拟信号进行放大及模数转换处理,得到第一数字信号。

    11、可选地,所述采样信号为差分信号,所述放大模块包括第一运算放大器、第二运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻及第七电阻,所述第一运算放大器的同相输入端经串接的所述第一电阻后接所述采样信号的差分正端,所述第一运算放大器的反相输入端经串接的所述第二电阻后接所述第一运算放大器的输出端,所述第一运算放大器的输出端经串接的所述第三电阻后输出,所述第一运算放大器的反相输入端还经串接的所述第四电阻后接所述第二运算放大器的反相输入端,所述第二运算放大器的反相输入端还经串接的所述第五电阻后接所述第二运算放大器的输出端,所述第二运算放大器的输出端经串接的所述第六电阻后输出,所述第二运算放大器的同相输入端接串接的所述第七电阻后接所述采样信号的差分负端,所述第一运算放大器的输出端与所述第二运算放大器的输出端配合输出所述模拟信号。

    12、可选地,所述放大及模数采样模块包括模数转换芯片,通过所述模数转换芯片对所述模拟信号进行放大及模数转换处理,得到所述第一数字信号。

    13、可选地,所述处理模块复用所述压力变送器中的微控制器,所述信号处理电路的输入端与所述高精度信号函数发生器的输出端连接,所述微控制器接所述高精度信号函数发生器的输入端、所述信号处理电路的输出端及所述高精度信号采集设备的输出端,通过所述微控制器调节所述标准信号的大小,并根据至少三个不同大小的所述标准信号所对应的所述测试数字信号及所述标准数字信号对所述信号处理电路进行误差校正,得到所述校正数据。

    14、可选地,所述存储模块复用所述压力变送器中的存储器,所述存储器与所述微控制器spi通信连接,所述存储器接收并存储所述校正数据,以便于后续校正时的读取调用。

    15、可选地,所述处理模块为上位机中的处理器,所述微控制器接所述信号处理电路的输出端,所述微控制器与所述处理器通信连接,所述处理器接收所述微控制器传输的所述测试数字信号,所述高精度信号函数发生器的输入端及所述高精度信号采集设备的输出端与所述处理器连接,通过所述处理器调节所述标准信号的大小,所述处理器接收所述测试数字信号及所述标准数字信号,所述处理器根据至少三个不同大小的所述标准信号所对应的所述测试数字信号及所述标准数字信号对所述信号处理电路进行误差校正,得到所述校正数据。

    16、可选地,所述存储模块复用所述压力变送器中的存储器,所述存储器与所述微控制器spi通信连接,所述微控制器接收所述处理器反馈的所述校正数据并写入存储到所述存储器,以便于后续校正时的读取调用。

    17、一种信号处理电路的校正方法,应用于如上述任一项所述的信号处理电路的校正装置,包括:

    18、在所述处理模块中构建所述信号处理电路的误差校正模型;

    19、调节所述标准信号的大小,使得所述标准信号先后处于取值区间内的至少三个不同点,并获取每个所述标准信号对应的所述测试数字信号及所述标准数字信号;

    20、通过所述误差校正模型,对各个所述测试数字信号及所述标准数字信号进行误差校正计算,得到所述校正数据。

    21、可选地,所述信号处理电路的校正方法还包括:

    22、将所述校正数据反馈存储到所述存储模块中;

    23、获取所述信号处理电路实时输出的所述第一数字信号,读取所述存储模块中保存的所述校正数据,根据所述校正数据对所述第一数字信号进行校正,得到校正数字信号,以降低所述信号处理电路所引起的误差。

    24、如上所述,本发明提供的信号处理电路的校正装置及校正方法,至少具有以下有益效果:

    25、结合高精度信号函数发生器、高精度信号采集设备、处理模块及存储模块设计信号处理电路的校正装置,利用高精度信号函数发生器产生校正用的标准信号,设置一个与信号处理电路并行的高精度信号采集设备,将其输出的标准数字信号作为信号处理电路输出的测试数字信号的参考信号,在校正之前,先调节标准信号的大小,使得标准信号先后处于取值区间内的至少三个不同点,并获取每个标准信号对应的测试数字信号及标准数字信号,再通过处理模块对各个不同大小标准信号对应的测试数字信号及标准数字信号进行误差校正计算,利用高精度信号采集设备的输出对信号处理电路的误差进行线性校正,得到校正数据并存储到存储模块中,便于后续读取校正数据对信号处理电路的输出进行实时校正,降低了信号处理电路的采样误差,提高了信号的采样准确性。


    技术特征:

    1.一种信号处理电路的校正装置,其特征在于,所述信号处理电路的校正装置包括:

    2.根据权利要求1所述的信号处理电路的校正装置,其特征在于,所述信号处理电路应用于压力变送器,所述压力变送器包括压阻传感器、所述信号处理电路、微控制器及存储器,所述信号处理电路包括:

    3.根据权利要求2所述的信号处理电路的校正装置,其特征在于,所述采样信号为差分信号,所述放大模块包括第一运算放大器、第二运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻及第七电阻,所述第一运算放大器的同相输入端经串接的所述第一电阻后接所述采样信号的差分正端,所述第一运算放大器的反相输入端经串接的所述第二电阻后接所述第一运算放大器的输出端,所述第一运算放大器的输出端经串接的所述第三电阻后输出,所述第一运算放大器的反相输入端还经串接的所述第四电阻后接所述第二运算放大器的反相输入端,所述第二运算放大器的反相输入端还经串接的所述第五电阻后接所述第二运算放大器的输出端,所述第二运算放大器的输出端经串接的所述第六电阻后输出,所述第二运算放大器的同相输入端接串接的所述第七电阻后接所述采样信号的差分负端,所述第一运算放大器的输出端与所述第二运算放大器的输出端配合输出所述模拟信号。

    4.根据权利要求3所述的信号处理电路的校正装置,其特征在于,所述放大及模数采样模块包括模数转换芯片,通过所述模数转换芯片对所述模拟信号进行放大及模数转换处理,得到所述第一数字信号。

    5.根据权利要求2所述的信号处理电路的校正装置,其特征在于,所述处理模块复用所述压力变送器中的微控制器,所述信号处理电路的输入端与所述高精度信号函数发生器的输出端连接,所述微控制器接所述高精度信号函数发生器的输入端、所述信号处理电路的输出端及所述高精度信号采集设备的输出端,通过所述微控制器调节所述标准信号的大小,并根据至少三个不同大小的所述标准信号所对应的所述测试数字信号及所述标准数字信号对所述信号处理电路进行误差校正,得到所述校正数据。

    6.根据权利要求5所述的信号处理电路的校正装置,其特征在于,所述存储模块复用所述压力变送器中的存储器,所述存储器与所述微控制器spi通信连接,所述存储器接收并存储所述校正数据,以便于后续校正时的读取调用。

    7.根据权利要求2所述的信号处理电路的校正装置,其特征在于,所述处理模块为上位机中的处理器,所述微控制器接所述信号处理电路的输出端,所述微控制器与所述处理器通信连接,所述处理器接收所述微控制器传输的所述测试数字信号,所述高精度信号函数发生器的输入端及所述高精度信号采集设备的输出端与所述处理器连接,通过所述处理器调节所述标准信号的大小,所述处理器接收所述测试数字信号及所述标准数字信号,所述处理器根据至少三个不同大小的所述标准信号所对应的所述测试数字信号及所述标准数字信号对所述信号处理电路进行误差校正,得到所述校正数据。

    8.根据权利要求7所述的信号处理电路的校正装置,其特征在于,所述存储模块复用所述压力变送器中的存储器,所述存储器与所述微控制器spi通信连接,所述微控制器接收所述处理器反馈的所述校正数据并写入存储到所述存储器,以便于后续校正时的读取调用。

    9.一种信号处理电路的校正方法,其特征在于,应用于如权利要求1-8中任一项所述的信号处理电路的校正装置,包括:

    10.根据权利要求9所述的信号处理电路的校正方法,其特征在于,所述信号处理电路的校正方法还包括:


    技术总结
    本发明提供一种信号处理电路的校正装置及校正方法,信号处理电路的校正装置包括高精度信号函数发生器、高精度信号采集设备、处理模块及存储模块,在校正之前,先调节高精度信号函数发生器输出的标准信号的大小,并获取每个标准信号下对应的测试数字信号及标准数字信号,将高精度信号采集设备输出的标准数字信号作为信号处理电路的输出的测试数字信号的参考信号,再通过处理模块对各个不同大小标准信号对应的测试数字信号及标准数字信号进行误差校正计算,以对信号处理电路的误差进行线性校正,得到校正数据并存储到存储模块中,便于后续对信号处理电路的输出进行实时校正时的读取,降低了信号处理电路的采样误差,提高了信号的采样准确性。

    技术研发人员:高晓红
    受保护的技术使用者:重庆四联测控技术有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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