电桥调平电路
技术领域
本实用新型涉及调平电路技术领域，更具体地说是指一种电桥调平电路。
背景技术
目前3D打印由于平台(也称为热床)需要手动调平，并且喷头与平台间的距离把控往往给刚接触打印机的用户带来巨大的困难，这是一件很头疼的事，毕竟要打印漂亮的模型，底层就需要调得比较好。而达到“好”之前，就往往需要新用客户犯大量的错误作为经验去铺路。就算对3D打印机有深入了解的用户，有时候也需要花大量的时间与精力去调节。同时还浪费大量的耗材。
电桥电路常用来测量变化微弱的被测量的电路。传统调平电路通过串联或并联的方式添加机械式电位器，然后通过手动调节的方式对电桥进行平衡调节。这种做法存在多个方面的缺陷：(1)操作麻烦，效率低；(2)调整好的电路运行一段时间一般存在再次失衡，需再次调节；(3)当应变片本身阻值偏差较大或不同应变片随温度变化偏差较大时均不能正常工作。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电桥调平电路。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种电桥调平电路，包括电桥子电路、差分电压转换模块、微控制单元、校准模块和可调稳压模块，所述差分电压转换模块一端与所述电桥子电路连接，另一端与所述微控制单元连接，所述校准模块和所述可调稳压模块分别与所述微控制单元连接，所述差分电压转换模块用于线性放大所述电桥子电路输出的模拟信号，所述校准模块用于输入校准信号至所述微控制单元以便进行校准处理，所述可调稳压模块可对不平衡电桥子电路进行偏置调节。
其进一步技术方案为：还包括指示灯子电路，所述指示灯子电路与所述微控制单元连接。
其进一步技术方案为：所述校准模块设置有校准按钮，所述校准按钮与所述微控制单元连接。
其进一步技术方案为：所述电桥子电路为应变片组成的惠斯通全桥子电路。
其进一步技术方案为：所述可调稳压模块为数字电位器。
其进一步技术方案为：所述微控制单元包括型号为STM32F030F4P6的控制芯片U1、电阻R1、电容C2、电阻R3、电阻R2和电阻R5，所述电阻R1的第一端接地，第二端与所述控制芯片U1的BOOT0端连接，所述电容C2的第一端接地，第二端与所述控制芯片U1的RST端连接，所述电阻R3的第一端接3.3V的电压，第二端与所述控制芯片U1的RST端连接，所述数字电位器的引脚1接地，引脚2与所述控制芯片U1的PA2/ADC_IN2端连接，引脚3分别与所述电阻R3的第一端和所述电阻R2的第一端连接，所述电阻R2的第二端与所述控制芯片U1的VDDA端连接，所述电阻R5的第一端与VCC端连接，第二端与所述控制芯片U1的PA4/ADC_IN4/SPI1_NSS端连接。
其进一步技术方案为：所述指示灯子电路包括LED灯D1和电阻R4，所述LED灯D1的第一端接3.3V的电压，第二端与所述电阻R4的第一端连接，所述电阻R4的第二端与所述控制芯片U1的PA3/ADC_IN3端连接。
其进一步技术方案为：所述差分电压转换模块包括型号为SHX711的转换芯片U2、三极管Q1、接口P3、电阻R7、电容C4、电阻R9、电容C5、电阻R10、电阻R11、电容C6、电容C3、电阻R6和电阻R8，所述三极管Q1的发射极分别与所述转换芯片U2的VSUP端和3.3V的电压连接，基极与所述转换芯片U2的BASE端连接，集电极与所述转换芯片U2的AVDD端连接，所述接口P3的1号端口分别与所述电容C4的第一端、所述电阻R7的第一端和所述转换芯片U2的AVDD端连接，所述电阻R7的第二端与所述电阻R9的第一端连接，所述接口P3的2号端口分别与所述电容C4的第二端、所述电阻R9的第二端、所述转换芯片U2的AGND端和所述电容C5的第一端连接，所述电容C5的第二端与所述转换芯片U2的VBG端连接，所述接口P3的3号端口与所述电阻R10的第一端连接，所述电阻R10的第二端分别与所述电容C6的第一端和所述转换芯片U2的INA-端连接，所述接口P3的4号端口与所述电阻R11的第一端连接，所述电阻R11的第二端分别与所述电容C6的第二端和所述转换芯片U2的INA+端连接，所述电容C3的第一端分别与3.3V的电压和所述转换芯片U2的DVDD端连接，第二端接地，所述电阻R6的第一端与所述转换芯片U2的RATE端连接，第二端接3.3V的电压，所述电阻R8的第一端所述转换芯片U2的RATE端连接，第二端接地。
其进一步技术方案为：所述电桥调平电路还包括供电模块，所述供电模块与所述微控制单元连接。
其进一步技术方案为：所述供电模块包括型号为ME6211C33M5G的供电芯片U3、电容C7和电容C8，所述电容C7的第一端接5V的电压，所述电容C7的第一端分别与所述供电芯片U3的VIN端和CE端连接，第二端接所述供电芯片U3的VSS端并接地，所述电容C8的第一端与所述供电芯片U3的VOUT端连接并接到3.3V的电压上，第二端接地。
本实用新型与现有技术相比的有益效果是：本实用新型一种电桥调平电路通过差分电压转换模块一端与电桥子电路连接，另一端与微控制单元连接，校准模块和可调稳压模块分别与微控制单元连接，差分电压转换模块用于线性放大电桥子电路输出的模拟信号，校准模块用于输入校准信号至微控制单元以便进行校准处理，可调稳压模块可对不平衡电桥子电路进行偏置调节。通过校准模块进行校准，微控制单元比较处理并控制可调稳压模块的稳压源来实现自动调平功能，操作简单，效率高，调整好的电路运行一段时间若再次失衡也不需要再次调节，同时也解决了电桥子电路内的应变片本身阻值偏差较大或不同应变片随温度变化偏差较大时均不能正常工作的难题。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型技术手段，可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征及优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，详细说明如下。
附图说明
图1为电桥调平电路的连接示意图；
图2为微控制单元的电路图；
图3为指示灯子电路的电路图；
图4为差分电压转换模块的电路图；
图5为供电模块的电路图。
附图标记
1、电桥子电路；2、差分电压转换模块；3、微控制单元；4、校准模块；5、可调稳压模块；6、指示灯子电路；7、供电模块。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行结合和组合。
如图1至图5所示，一种电桥调平电路，包括电桥子电路1、差分电压转换模块2、微控制单元3、校准模块4和可调稳压模块5，差分电压转换模块2一端与电桥子电路1连接，另一端与微控制单元3连接，校准模块4和可调稳压模块5分别与微控制单元3连接，差分电压转换模块2用于线性放大电桥子电路1输出的模拟信号，校准模块4用于输入校准信号至微控制单元3以便进行校准处理，可调稳压模块5可对不平衡电桥子电路1进行偏置调节。通过校准模块4进行校准，微控制单元3比较处理并控制可调稳压模块5的稳压源来实现自动调平功能，操作简单，效率高，调整好的电路运行一段时间若再次失衡也不需要再次调节，同时也解决了电桥子电路1内的应变片本身阻值偏差较大或不同应变片随温度变化偏差较大时均不能正常工作的难题。
具体地，如图1所示，还包括指示灯子电路6，指示灯子电路6与微控制单元3连接。通过指示灯子电路6可对本电桥调平电路的工作状态进行反馈。
具体地，校准模块4设置有校准按钮，校准按钮与微控制单元3连接。通过校准按钮即可输入校准信号，方便客户操作。
具体地，电桥子电路1为应变片组成的惠斯通全桥子电路。通过校准模块4进行校准，微控制单元3比较处理并控制可调稳压模块5的稳压源来实现自动调平功能，同时也解决了当惠斯通全桥子电路内的应变片本身阻值偏差较大或不同应变片随温度变化偏差较大时均不能正常工作的难题。
具体地，可调稳压模块5为数字电位器，采用数字电位器操作方便，精度高。
具体地，如图2所示，微控制单元3包括型号为STM32F030F4P6的控制芯片U1、电阻R1、电容C2、电阻R3、电阻R2和电阻R5，电阻R1的第一端接地，第二端与控制芯片U1的BOOT0端连接，电容C2的第一端接地，第二端与控制芯片U1的RST端连接，电阻R3的第一端接3.3V的电压，第二端与控制芯片U1的RST端连接，数字电位器的引脚1接地，引脚2与控制芯片U1的PA2/ADC_IN2端连接，引脚3分别与电阻R3的第一端和电阻R2的第一端连接，电阻R2的第二端与控制芯片U1的VDDA端连接，电阻R5的第一端与VCC端连接，第二端与控制芯片U1的PA4/ADC_IN4/SPI1_NSS端连接。
具体地，如图3所示，指示灯子电路6包括LED灯D1和电阻R4，LED灯D1的第一端接3.3V的电压，第二端与电阻R4的第一端连接，电阻R4的第二端与控制芯片U1的PA3/ADC_IN3端连接。
具体地，通过指示灯子电路6可对本电桥调平电路的工作状态进行反馈。若校准模块4输入校准信号得到的记录值与电位器的电位值之和大于电桥子电路1输入得到的实时值，则LED灯D1灭，若校准模块4输入校准信号得到的记录值与电位器的电位值之和小于电桥子电路1输入得到的实时值，则LED灯D1亮。
具体地，如图4所示，差分电压转换模块2包括型号为SHX711的转换芯片U2、三极管Q1、接口P3、电阻R7、电容C4、电阻R9、电容C5、电阻R10、电阻R11、电容C6、电容C3、电阻R6和电阻R8，三极管Q1的发射极分别与转换芯片U2的VSUP端和3.3V的电压连接，基极与转换芯片U2的BASE端连接，集电极与转换芯片U2的AVDD端连接，接口P3的1号端口分别与电容C4的第一端、电阻R7的第一端和转换芯片U2的AVDD端连接，电阻R7的第二端与电阻R9的第一端连接，接口P3的2号端口分别与电容C4的第二端、电阻R9的第二端、转换芯片U2的AGND端和电容C5的第一端连接，电容C5的第二端与转换芯片U2的VBG端连接，接口P3的3号端口与电阻R10的第一端连接，电阻R10的第二端分别与电容C6的第一端和转换芯片U2的INA-端连接，接口P3的4号端口与电阻R11的第一端连接，电阻R11的第二端分别与电容C6的第二端和转换芯片U2的INA+端连接，电容C3的第一端分别与3.3V的电压和转换芯片U2的DVDD端连接，第二端接地，电阻R6的第一端与转换芯片U2的RATE端连接，第二端接3.3V的电压，电阻R8的第一端转换芯片U2的RATE端连接，第二端接地。通过差分电压转换模块2实现用于线性放大电桥子电路1输出的模拟信号。
具体地，如图1所示，电桥调平电路还包括供电模块7，供电模块7与微控制单元3连接，供电模块7为微控制单元3连接供电。
具体地，如图5所示，供电模块7包括型号为ME6211C33M5G的供电芯片U3、电容C7和电容C8，电容C7的第一端接5V的电压，电容C7的第一端分别与供电芯片U3的VIN端和CE端连接，第二端接供电芯片U3的VSS端并接地，电容C8的第一端与供电芯片U3的VOUT端连接并接到3.3V的电压上，第二端接地。
具体地，本电桥调平电路可运用于3D打印领域，实现喷头与平台间的距离的自动调节，节省时间和原材料，提高打印效率与质量。
与现有技术相比，本实用新型一种电桥调平电路通过差分电压转换模块一端与电桥子电路连接，另一端与微控制单元连接，校准模块和可调稳压模块分别与微控制单元连接，差分电压转换模块用于线性放大电桥子电路输出的模拟信号，校准模块用于输入校准信号至微控制单元以便进行校准处理，可调稳压模块可对不平衡电桥子电路进行偏置调节。通过校准模块进行校准，微控制单元比较处理并控制可调稳压模块的稳压源来实现自动调平功能，操作简单，效率高，调整好的电路运行一段时间若再次失衡也不需要再次调节，同时也解决了电桥子电路内的应变片本身阻值偏差较大或不同应变片随温度变化偏差较大时均不能正常工作的难题。
上述仅以实施例来进一步说明本实用新型的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本实用新型的实施方式仅限于此，任何依本实用新型所做的技术延伸或再创造，均受本实用新型的保护。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。
