应变传感器模拟器

一、产品简介

一种可以输出应变式传感器信号的模拟器，可模拟称重传感器，测力传感器，气压传感器等，以检测其采集仪表的准确性与温漂值等。省去搭建试验环境的成本，快速的测量其仪表的稳定性与具体性能。

二、应用场景

检测称重仪表：检测其温漂，信号漂移，测量线性度等。

上位机模拟传感器：上位机使用modbus RTU协议可修改其输出大小，以模拟传感器。

传感器信号远程传输：可以使用通信的方式，在远端模拟传感器信号输出。

三、产品描述

此产品配备一路差分信号输出，在使用5V电压供电时，输出最大范围为+-20MV，即为4.000mV/V的灵敏度，非线性控制在万分之三以内。DAC芯片使用16位DAC，最大分辨率为65536/1。其所有参数均可通过modbus RTU协议进行读取和写入，也可以通过模块自带屏幕，按键进行参数调整。所有参数使用PVD中断方式保存。整机加入电磁兼容设计和防反接防过载等电路保护设计。

四、产品参数

供电电压：3.3-10V

功率：0.4W

输出最小分辨率：0.01%

传感器灵敏度范围：0.0001-4.0000mv/V

差分电压输出范围：-20mV-+20mV

输出分辨率：65536/1

输出精度：0.05%

支持通信：RS485

支持通信协议：modbus RTU

支持波特率: 4800 9600 19200 38400

PCB参数：双层板，单面贴装，尺寸48.8*96.4MM，板材等无其他特殊要求。

五、使用说明

恢复数据：在上电前按下KEY2按键，然后上电，等待OLED进入主界面后松开。该操作用于第一次下载程序后，或者数据设置错误，将基本参数恢复至程序内的默认数值。

手动修改输出百分比：在主界面按下KEY2按键后即可直接将输出百分比置零，按下KEY3则增加一个步长的百分比值，按下KEY4则减少一个步长的百分比值。

手动修改主要参数操作说明：

1. 在主界面显示下，长按KEY1按钮1.5秒后，进入参数界面。

2. 短按KEY1按键切换设置参数界面，短按KEY2按键则可以在当前界面显示的参数中切换。

3. 当选中要修改的参数后，短按KEY3按键切换当前修改参数位，短按KEY4在当前位加一。

4. 修改完成后，长按KEY1按键则可以退回主显示界面。

输出电压校准方法：首先使用线性电源输出5V标准电压给模块供电，上电后长按KEY1按键，找到参数“零点DA”，选中该参数，然后使用万用表测量S+与S-端口之间的电压值，查看是否为0mV，若非0mV则可以调整参数“零点DA”的大小，以改变输出的零点电压。调整好后切换至参数“灵敏度”，将其改为20000，然后切换界面找到参数“正满度DA”，然后选中该参数，使用万用表测量输出电压是否为20.000mV，如果不是则可以微调参数“正满度DA”设置为20.000mV即可。然后切换至参数“负满度DA”，然后选中该参数，使用万用表测量输出电压是否为-20.000mV，如果不是则可以微调参数“负满度DA”设置为-20.000mV即可。

参数说明：

通信模式说明：此模拟器支持modbus RTU 协议，发送时间与接收时间完全遵循协议标准。支持指令为03H，05H或10H命令，数据位为8位，无校验位，停止位和波特率可设。硬件上加入自恢复保险丝与TVS进行保护。

通信实例 （通信支持N81或N82格式）

Modbus RTU协议

0X03指令

发送：01 03 00 01 00 02 95 CB（读取当前输出的百分比）

返回：01 03 04 00 00 00 12 7A 3E （当前输出为00 00 00 12，转换为10进制为18，其输出的百分比为0.18%）

0X10指令

发送：01 10 00 01 00 02 04 00 00 00 64 33 88 （设置输出百分比为1%）

返回：01 10 00 01 00 02 10 08（设置成功，输出完成）

端口说明

电压输出端口：为”S+,S-”其中S+为差分电压正端，S-为差分电压负端。

电源端口：为”VCC,GND”,其中VCC为电源正极，GND为电源负极。

通信输出端口： RS485总线端口，共有两个端口A+,B-。

串口1输出端口：可以进行程序下载和后期改装。

SWD下载端口：可以使用脱机下载器进行下载。

六、备注

此模块有程序，需要使用专用下载器或USB转串口模块。

硬件整体成本小批100套，单片成本为70元左右。

U1芯片可修改为APM32F103C8T6,GD32F103C8T6等单片机，可以根据芯片价格进行直接替换。

模块右边的两个插针为下载口，可以进行串口下载或者SWD下载，不用焊接插针。

上传BOM部分立创没有，复刻请查看附件“BOM_应变式传感器模拟器”。

程序源码采用keil作为开发环境，程序下载文件与程序源文件均放置在附件中。

七、演示视频

使用四位半万用表测量输出mv级电压。