该电路核心是信号变送调理:含有基于电阻式传感器的RTD测量电路(恒流测压法,RTD法);与基于基尔霍夫定律的宽范围负压调理电路(R-T星型法)。包括但不限制于实现对大电流敏感的精密传感器的测量、测实现外部电压信号负压采集(支持采样范围-10V到+10V)。
1 简述
本项目设计的是一款单通道的多功能MINI示波器,示波器就是一种将信号仪波形的形式在显示器上显示的工具。该项目核心为两种测量调理电路的Demo例子——RTD测量、支持负压的电压测量。
2 用途/应用场景
本项目可应用在对电流极度敏感的电阻式传感器的测量,俗称“RTD”测量法,可以参考下图,这是ADI官方对RTD的示例与解读,简单可以理解为恒流测压法,这里的IDAC1是用户可以通过外部电路进行控制的微小的恒流源,项目中使用的恒流源值为500uA(选值的关键在于传感器的I/V曲线)。
本项目还可以应用在负压测量的场合,通过30K、10K和15K的电阻星型组合,将输入信号从[-10V, +10V]的范围映射到[0V, +3.3V]的STM32-ADC极限范围内,实现对负压的测量。
3 优势
如下图所示,是该项目的PCBA平面图,其中含有笔者的简单注释。电路板前端为两种测量电路的探头:
·香蕉头(红为探测端,黑为电路板地)
·多个FPC-4P的传感器接口件(分别支持内2脚,外2脚以及左右2脚三类传感器)
·一个RGB信号指示灯
·一个KEY按键交互键
·可控制硬件开关
·自带电源与充电电路,可离线使用(电源接入ADC,可测量当前电池剩余电量)
·SPI-OLED显示屏
·外部电源口可以同时数据交换(搭载CH340C串口调节器,可直接与PC交互数据)
4 参数
该项目使用简单,因此避免冗余讲述使用方法——即接即测,程序开源,可自行DIY测试对象。烧录接口使用1.27间距的,如果带来不便可以自行修改为2.54间距,提前避坑以提高使用体验。
该设计的实物三视图如下(正面垂直,背面垂直,侧面平直)
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