本系統(tǒng)對不同大小的信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后，獲取到了一系列實(shí)際數(shù)據(jù)和理論數(shù)據(jù)，如表1所示。通過Excel對A/D數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線繪制，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)A/D轉(zhuǎn)換器具有較好的線性度。如圖6所示。

2 實(shí)際應(yīng)用

上文較詳細(xì)的討論了小信號的調(diào)理，A/D轉(zhuǎn)換，及其處理方法，下面通過實(shí)例介紹其具體應(yīng)用。

電阻應(yīng)變片作為一種傳感元件，常用來監(jiān)測物體形變，一般將應(yīng)變片貼在構(gòu)件側(cè)點(diǎn)上，構(gòu)件受力后由于測點(diǎn)發(fā)生應(yīng)變，電阻發(fā)生變化，產(chǎn)生微弱的電壓變化，通過檢測微弱的電壓變化，可計(jì)算得到構(gòu)件形變程度，從而達(dá)到監(jiān)測構(gòu)件狀況的目的，指導(dǎo)相關(guān)工程人員進(jìn)行處理。

本系統(tǒng)可應(yīng)用在電橋產(chǎn)生的電壓，一個(gè)電橋示意圖如圖7所示，圖中R4、R3、R1、R2，為電橋4臂，R4、R3為阻抗大小固定電阻，R1、R2中一個(gè)為受力后阻值發(fā)生變化的電阻，R4、R3阻值大小相同，R1、R2未受力時(shí)阻值大小也相同。在未受力情況下，電橋3、4兩點(diǎn)等電位，即電勢差為0，如果將其作為AD620輸入，則認(rèn)為輸入信號為0，稱此時(shí)的電橋平衡。當(dāng)R1或R2受力大小發(fā)生變化時(shí)，變化結(jié)果反映在其阻值上，通過歐姆定律可得，3、4兩點(diǎn)電位不一樣，即有電勢差產(chǎn)生，此時(shí)電橋失衡，但此時(shí)的信號很微弱，不能直接采集，因此通過文中提到的信號調(diào)理電路，進(jìn)行信號放大，即將電橋中3、4兩點(diǎn)接入AD620的2、3腳，通過放大后，然后進(jìn)行A/D采集。

本系統(tǒng)在仿真時(shí)，使用自己搭建的簡易電橋，如圖8所示。

通過調(diào)節(jié)圖中R2，產(chǎn)生不同的微弱信號，將簡易電橋1，2端接入信號調(diào)理電路，后經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換，即可實(shí)現(xiàn)微弱信號采集。簡易電橋中1，2端對應(yīng)圖中3，4端。在此次模擬時(shí)，調(diào)節(jié)R2，使1，2兩端產(chǎn)生約5．35 mV，調(diào)節(jié)信號調(diào)理電路中的外接電阻至160．7Ω，計(jì)算可得放大倍數(shù)約為308．4倍，A/D參考電壓為4．256 V，通過測量AD620輸出可得，電壓大小為1．645 V，計(jì)算可得放大倍數(shù)G=1．647 V/5．35mV≈308，可知，放大效果良好(去除放大效果后，誤差只有nV級)。通過多次A/D轉(zhuǎn)換．返回結(jié)果均在0x018B左右，證明系統(tǒng)具有較高可信度(在實(shí)際系統(tǒng)中已有運(yùn)用)。

3 結(jié)論

從芯片選型，電路設(shè)計(jì)等方便詳細(xì)說明了小信號的采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)：8位單片機(jī)STC12C5A60S2作為控制器和A/D轉(zhuǎn)換器；以AD620作為信號調(diào)理電路主芯片；以ICL7660S芯片為負(fù)電壓產(chǎn)生芯片；電橋原理等。通過測試，很好地實(shí)現(xiàn)了功能，在實(shí)際系統(tǒng)中出色地完成了預(yù)期目標(biāo)，具有一定實(shí)用價(jià)值。