[发明专利]粉尘浓度仪

摘要

本发明公开了一种粉尘浓度仪，包括用于产生电压信号Vout1的初级放大器电路、用于产生电压信号Vout2的可选增益运算放大器电路和用于产生电压信号Vout3和电压信号Vout4末端跟随电路，以及主控芯片和配套的模数转换和数模转换电路。本发明同时提取探杆电荷感应电动势形成的电压信号中的直流和交流分量，主控芯片同时对直流和交流分量同时进行分析，并且形成反馈回路，反馈信号由直流分量和带偏置的模拟交流分量组成，可以同时对直流信号和交流信号进行反馈，更能准确的计算探杆中检测到的电荷。另外可编程增益运算放大器电路方便对不同粉尘形成的电荷进行校准，使得该电路能适用于各种不同结构的粉尘。

主权项

一种粉尘浓度仪，包括电荷信号传感器，放大电路和跟随器，其特征在于，电荷信号传感器的信号输出端与初级放大电路的信号输入端Signal连接，初级放大器电路的输出端电压信号Vout1与可选增益运算放大器电路输入端连接，可选增益运算放大器电路的输出端电压信号Vout2与末端跟随电路的输入端连接，末端跟随电路的输出端交流电压信号Vout3与模数转换电路连接，通过模数转换电路转换输入主控芯片，末端跟随电路的输出端直流电压信号Vout4与模数转换电路连接，通过模数转换电路转换输入主控芯片；主控芯片同时通过数模转换输出偏置电压Vbias给初级放大器电路和可选增益运算放大器电路形成反馈，通过信号标定校准粉尘浓度；所述的初级放大器电路包括超超低输入电流运算放大器U1，电流运算放大器U1的信号输入端Signal与输出端电压信号Vout1的负极输入端之间连接电阻R1和电容C1，信号输入端Signal与电流运算放大器U1之间连接电阻R2，来自主控芯片的偏置电压信号Vbias与电流运算放大器U1的正输入端之间连接电阻R3，电流运算放大器U1的正极输入端通过电阻R4接地，并通过电容C2接地；所述的可选增益运算放大器电路包括增益可编程运算放大器U2，来自主控芯片的选择信号ASel与增益可编程运算放大器U2电流输入端连接，来自电流运算放大器U1的输出端电压信号Vout1与增益可编程运算放大器U2负极输入端连接，来自主控芯片的两组模拟信号Vdac1和Vdac2、偏置电压信号Vbias分别经过电阻R5和电阻R6、电阻R7与增益可编程运算放大器U2正极输入端连接；所述的末端跟随器电路通过两组跟随器将Vout2分成两路，Vout2第一路信号通过电阻R9与运算放大器U3正极输入端连接，运算放大器U3负极输入端与输出端连接电阻R9，运算放大器U3输出端依次经过电容C5、二极管D1和电阻R12后与运算放大器U5的正极输入端连接，运算放大器U5正极输入端通过电容C6与地连接，运算放大器U5的负极输入端与输出端分别连接电阻R11和电容C7，运算放大器U5输出端为交流电压信号Vout3；Vout2第二路信号通过电阻R12与运算放大器U4正极输入端连接，运算放大器U4负极输入端与输出端连接电阻R18，运算放大器U4输出端与低通滤波器U6的输入端连接，低通滤波器U6的输出端为直流电压信号Vout4。