一种扭矩的信号采集电路及其机器人的制作方法

1.本技术涉及机器人技术领域，特别是涉及一种扭矩的信号采集电路及其机器人。


背景技术：

2.关节力传感器是柔性机器人的硬件基础和核心之一，目前主流的力传感器的感应器件大多采用应变片或霍尔传感器，其原理均为当力传感器受到外部扭矩作用时，机械结构会发生微弱变化，进而引起感应器件阻值或电压的微弱变化。因此对该微弱信号的精确采集一直是影响力传感器性能的难点和痛点。


技术实现要素：

3.基于此，本技术实施例提供一种扭矩的信号采集电路及其机器人，以提高对采集的微弱信号的测量精度，保证了电路性能的可靠性。
4.第一方面，本技术实施例提供一种扭矩的信号采集电路，具体包括一下技术方案：
5.一种扭矩的信号采集电路，用于对机器人的关节扭矩进行信号采集，包括：全桥应变电路、放大电路、滤波器、模数转换器和电源转换模块；所述电源转换模块包括：第一稳压单元和第二稳压单元；
6.所述全桥应变电路的输出端与所述放大电路的输入端连接；
7.所述放大电路的输出端与所述滤波器的输入端连接；
8.所述滤波器的输出端与所述模数转换器的输入端连接；
9.所述第一稳压单元的输出端与所述全桥应变电路的电压输入端连接，用于为所述全桥应变电路提供第一稳压；
10.所述第二稳压单元的输出端与所述放大电路的电压输入端连接，用于为所述放大电路提供第二稳压。
11.进一步的，所述电源转换模块还包括升压单元；
12.所述升压单元的输出端与所述第一稳压单元的输入端连接，以将输入所述升压单元的电压经所述升压单元升压后，再经所述第一稳压单元稳压。
13.进一步的，所述升压单元包括lt1054升压芯片。
14.进一步的，所述升压单元包括：基本电压逆变模块和电压反向倍增模块；
15.所述基本电压逆变模块将输入所述基本电压逆变模块的电压逆变升压后，发送给所述电压反向倍增模块，通过所述电压反向倍增模块进行反向倍增升压。
16.进一步的，所述第一稳压单元包括：高精度稳压芯片；和/或
17.所述第一稳压单元包括：限流电阻、第一稳压芯片、第一电阻和第二电阻；
18.所述稳压芯片的阴极与所述限流电阻串联，以通过所述限流电阻限流；阳极接地；参考极分别连接所述第一电阻的一端和所述第二电阻的一端；
19.所述第二电阻的另一端接地；所述第一电阻的另一端与所述稳压芯片的阴极连接。
20.进一步的，所述升压单元升压至30v；所述第一稳压单元稳压至25v。
21.进一步的，所述第二稳压单元包括可调式电压基准芯片；和/或
22.所述第二稳压单元包括：第二稳压芯片和分压电路；
23.所述分压电路与所述第二稳压芯片连接，使得基于所述第二稳压单元的输入电压，由所述第二稳压芯片输出所述放大电路所需的偏置电压。
24.进一步的，所述全桥应变电路包括四个桥臂；每个桥臂接入一个应变片；或
25.所述全桥应变电路包括四个桥臂；每个桥臂接入两个应变片；每个桥臂与相邻的两个桥臂的应变片的电阻阻值等大反向，与相对的桥臂的的应变片的电阻阻值等大同向。
26.第二方面，本技术实施例提供一种传感装置，所述传感装置包括应变片和上面任一项所述的扭矩的信号采集电路。
27.第三方面，本技术实施例提供一种机器人，所述机器人包括上面所述的传感装置。
28.与现有技术相比，本技术实施例主要有以下有益效果：
29.本技术实施例通过采用全桥应变电路，读取应变电阻变化对应的微弱电压电信号；将该微弱的电压信号经过放大电路进行放大；再通过滤波器对放大后的电压信号进行滤波；再经过adc模块将该电压模拟信号转换为数字信号，以提高对采集的微弱信号的测量精度，保证了电路性能的可靠性。
30.另外，申请实施例通过设置第一稳压单元，以保证提供给全桥应变电路的电源不受外界干扰的影响，有利于提高本技术实施例所述的信号采集电路的采集精度。
附图说明
31.为了更清楚地说明本技术或现有技术中的方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1是本技术提供的扭矩信号采集电路的一个实施例的框架结构示意图；
33.图2是本技术提供的扭矩信号采集电路的另一个实施例的框架结构示意图；
34.图3是本技术提供的第一稳压单元的一个实施例的电路图；
35.图4是本技术提供的第二稳压单元和放大器的一个实施例的电路图；
36.图5是本技术提供的升压单元的一个实施例的电路图；
37.图6a是本技术提供的四个应变片布置的一个实施例的结构示意图；
38.图6b是本技术图6a应变片布置对应的全桥应变电路的一个实施例的框架结构示意图；
39.图7a是本技术提供的八个应变片布置的一个实施例的结构示意图；
40.图7b是本技术图7a应变片布置对应的全桥应变电路的一个实施例的框架结构示意图。
具体实施方式
41.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的
实施例的目的，不是旨在于限制本技术；本技术的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本技术的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
42.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
43.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
44.如图1所示，图1是本技术提供的扭矩信号采集电路的一个实施例的框架结构示意图。
45.本技术实施例提供一种扭矩的信号采集电路，该电路10包括：全桥应变电路11、放大电路12、滤波器13、模数转换器(adc)14和电源转换模块15；电源转换模块15包括：第一稳压单元151和第二稳压单元152。
46.全桥应变电路11，用于采集应变片受力后的电压信号。
47.通常，附着在关节的扭矩传感器的弹性梁在受到扭转时发生形变，故需要将应变片粘贴在弹性梁的敏感位置，应变片的敏感材料一般为金属细丝，其在受力条件下，电阻值会发生微弱变化。而全桥应变电路11通常包括四个桥臂，根据需要将应变片接入桥臂中，从而基于应变片的电阻值的微弱变化，通过全桥应变电路11输出相应的电压信号，进而后续基于处理模块的分析得到扭矩传感器的受力情况。
48.全桥应变电路11的输出端与放大电路12的输入端连接，以将全桥应变电路11输出的电压信号经放大电路放大。
49.由于通常应变片因受力而发生的电阻值变化微弱，相应引起的电压变化也非常微弱，通常电压变化为uv级别，因此需要将该电压信号经过放大电路进行放大。
50.放大电路12的输出端与滤波器13的输入端连接。
51.基于上面所述，由于电压变化非常微弱，不可避免的在电压信号采样放大过程中会引起系统的白噪声，从而导致电压信号的采样精度降低，因此可以通过滤波器13对放大后的电压信号进行滤波。
52.具体地，滤波器可以根据需要采用任何现在已有或将来开发的可以起到上述滤波作用的滤波器。
53.在一个优选的实施例中，该滤波器采用二阶有源巴特沃斯滤波器。
54.由于通常系统的噪声信号在频域中为高频信号，通过采用二阶有源巴特沃斯滤波器，该滤波器又称作最大平坦滤波器，因此在通频带可以最大限度的保证电压信号幅值保持不变，在阻频带可以快速(比如：40db/dec)衰减噪声信号，在保证原始信号数据幅值无变化且相位不滞后的前提下，有效的滤除掉高频成分的噪声信号。
55.滤波器13的输出端与adc14的输入端连接。
56.将经过滤波后的电压信号发送给adc14，从而可以将模拟电压信号转换为数字电压信号，进而将该数字电子信号发送给后端处理模块，后端处理模块基于预先的标定结果，
根据该电压信号得到相应的扭矩值。
57.第一稳压单元151的输出端与全桥应变电路11的电压输入端连接，用于为全桥应变电路11提供第一稳压。
58.在一个实施例中，第一稳压单元151的输入端与外部电源连接，将外部输入的电源经稳压后为全桥应变电路11供电。
59.通常外部输入电源往往因受到外部噪声干扰而不稳定，基于下面实施例所述的公式(1)可知，若输入电压波动，则电桥输出也随之波动，电压输出的变化不能反应应变片受到扭矩的真实情况，通过设置第一稳压单元，给定全桥应变电路一个固定的电压基准，以保证输入给全桥应变电路的电压固定稳定。
60.第二稳压单元152的输出端与放大电路的电压输入端连接，用于为放大电路提供第二稳压。
61.通过采用第二稳压单元，可以将输出给放大电路11的电压稳定在固定基准值，有利于提高本技术实施例所述的信号采集电路的采集精度。
62.本技术实施例通过采用全桥应变电路，读取应变电阻变化对应的微弱电压电信号；将该微弱的电压信号经过放大电路进行放大；再通过滤波器对放大后的电压信号进行滤波，使得在保证原始信号数据幅值无变化且相位不滞后的前提下，有效的滤除掉高频成分的噪声信号；再经过adc模块将该电压模拟信号转换为数字信号，以提高对采集的微弱信号的测量精度，保证了电路性能的可靠性。
63.另外，申请实施例通过设置第一稳压单元，以保证提供给全桥应变电路的电源不受外界干扰的影响，有利于提高本技术实施例所述的信号采集电路的采集精度。
64.在一个实施例中，第一稳压单元151可以包括第一稳压芯片，通过采用第一稳压芯片，可以使得整体电路结构更加简单。
65.具体地，第一稳压芯片可以但不限于是：lmv431bimfx、lmv431im5、lmv431aiz等高精度稳压芯片。在一个优选实时中，第一稳压芯片为lmv431bimfx、lmv431im5、lmv431aiz，从而可以更好地实现为全桥应变电路11提供稳定的电压。
66.本技术实施例通过采用上述可调式电压基准芯片，可以将输出给全桥应变电路11的电压稳定在预设值(比如：25v)，电压精度更高。
67.如图3所示，图3是本技术提供的第一稳压单元的一个实施例的电路图。
68.在一个实施例中，第一稳压单元151包括：限流电阻r31、第一稳压芯片u1(优选采用上面实施例所述的高精度稳压芯片)、第一电阻r32和第二电阻r33。
69.稳压芯片u1的阴极与限流电阻r31串联，以通过电阻r31限流；阳极接地；参考极分别连接第二电阻r33的一端和第一电阻r32的一端。
70.第二电阻r33的另一端接地；第一电阻r32的另一端与稳压芯片u1的阴极连接。
71.vout＝vref(1+r31/r32)+iref/r1
72.由此，基于调整第一电阻r31和第二电阻r32的阻值，可以在预设范围内调整第一稳压单元输出的稳压值vout。
73.进一步，在一个实施例中，基于前面实施例所述，为使得输入第一稳压单元电压为30v，而输出的稳压为25v,可以设定电阻的阻值如下：
74.vka＝25v，r31＝100，input＝30v，r32＝11k，r33＝1k。
75.通过上面实施例所述的电路结构的第一稳压单元u1，可以对输入的电压进行稳压处理。
76.在一个实施例中，第二稳压单元152可以包括第二稳压芯片，通过采用第二稳压芯片，可以使得整体电路结构更加简单。
77.具体地，第二稳压芯片可以但不限于是：lm4040c25fta、adr381artz-reel7、max6071baut25+t等高精度稳压芯片。
78.通过采用高精度稳压芯片，可以将输出给放大电路11的电压稳定在固定基准值，有利于提高本技术实施例的信号采集电路的采集精度。
79.如图4所示，图4是本技术提供的第二稳压单元和放大器的一个实施例的电路原理图。
80.在一个实施例中，第二稳压单元152，用于为放大电路12输入偏置稳压。
81.由于全桥应变电路11输出的电压为交流信号，但是整个采样系统是直流供电，为了保证信号不失真，故需将交流信号转化为直流信号。在一个实施例中，一个比较便捷的方法就是给信号增加一个偏置，比如：放大电路的供电电压为5v,因此通过增加一路2.5v的偏置电压在放大电路11上，以确保放大电路输出的电压信号为正。
82.其中，放大电路的输出电压公式为：
[0083]vout
＝g
×
(v
in+-v
in-)+v
ref
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0084]
此处设vref为2.5v，g为电压增益，(vin+)-(vin-)为电桥输出电压。因此该第一稳压单元可以使得放大电路输出电压不受外部干扰影响，输出电压能体现输入电压的变化。
[0085]
在一个实施例中，第二稳压单元152包括：第二稳压芯片和分压电路。
[0086]
分压电路与第二稳压芯片连接，使得第二稳压单元基于输入的外部电源电压(比如：5v)，由第二稳压芯片输出所述放大电路的偏置电压(比如：2.5v)。
[0087]
示例性的，如图4所示，以第二稳压单元包括稳压芯片adr03arz为例，则上述经过第二稳压芯片和分压电路分压后可以输出2.5v的稳压偏置电压给放大电路12。
[0088]
在一个实施例中，电源转换模块还包括：升压单元153。
[0089]
进一步，在一个实施例中，该升压单元153包括升压芯片，通过采用升压芯片，可以使得整体电路结构更加简单。
[0090]
升压单元153的输出端与第一稳压单元151的输入端连接。在一个实施例中，升压单元153的输入端与外部电源连接，以使得该升压单元153串联于外部电源与第一稳压单元151之间，从而可以将外部电源输入的电压经升压单元升压后，再经第一稳压单元稳压。
[0091]
具体地，升压芯片可以但不限于是：lt1054。
[0092]
在一个优选实施例中，升压芯片为lt1054。该芯片是电容型升压芯片，区别于电感型boost升压电路，该电路相对于电感型升压电路，噪声小，不会对采样电路产生新的干扰，其次所需外围器件少，需占用pcb空间少，适合紧凑型传感器开发。
[0093]
在一个实施例中，通过升压单元153可以将外部电源输入的5v电压，升高至35v；然后通过第一稳压单元151将电压稳定在30v，从而在满足本系统要求下，提高信号采集的精度。
[0094]
基于下面实施例所述的全桥应变电路11的电压信号计算公式(1)可知，供电电压u通过升压单元升高到允许范围的数倍后，输出电压u’将在噪声大小不变化的前提下等比例
放大，本技术实施例通过升压单元153进行升压后，可极大改善信号的信噪比(snr)，同时也能等比例的提高采样电路的分辨率，从而有利于提高信号采集的精度，再将升压后的电压进行稳压处理可以确保全桥应变电路输出的信号不受供电电压干扰的影响。
[0095]
如图5所示，图5是本技术提供的升压单元的一个实施例的电路图。
[0096]
在一个实施例中，所述升压单元153包括：基本电压逆变模块1531和电压反向倍增模块1532。
[0097]
基本电压逆变模块1531将输入电压逆变升压后发送给电压反向倍增模块1532，电压反向倍增模块1532对经基本电压逆变模块1531逆变升压后的电压进行反向倍增后输出，从而可以更好地实现升压。
[0098]
比如：对于5v输入电压，经基本电压逆变模块1531逆变升压后得到-15v,再经电压反向倍增模块1532进行反向倍增后，最终可以输出30v电压。
[0099]
在一个实施例中，基本电压逆变模块1531包括：第一升压芯片u2(比如：lt1054)、第一极性电容e1、第二极性电容e2、第三极性电容e3、电容c1、第一电阻r51、第二电阻r52。
[0100]
第一升压芯片u2的cap+经过第一极性电容e1连接至引脚-cap；vref引脚经第一电阻r51与fb/shdn引脚连接；接引脚v+接输入电压vin,并通过第二极性电容e2接地；接地引脚gnd接地；vout引脚经第三极性电容e3接地，另外经第二电阻r52和电容c1接电压输出端vout，另外还经第二电阻r52与fb/shdn引脚连接。
[0101]
示例性的，基于公式(2)
[0102][0103]
当r51＝1k,r52＝13.4k,e1＝10μf，e2＝2μf,e3＝100μf,c1＝0.002μf,当vin＝5v，则经第一升压模块1531逆变升压后的输出电压vout＝-15v。
[0104]
在一个实施例中，电压反向倍增模块1532包括：第二升压芯片u3(比如：lt1054)、第四极性电容e4、第五极性电容e5、第六极性电容e6、晶体管q51、第三电阻r53。
[0105]
第二升压芯片u3的引脚cap+经过第四极性电容e4连接至引脚-cap；vout引脚连接晶体管q51的发射极，通过晶体管q51防止启动时升压芯片u3的vout引脚被拉至gnd引脚以上；接地引脚gnd接经第一升压模块1531输出的输入电压vin,另外还经第五极性电容e5接地；v+引脚经接地后接输出负载(这里可以为第一稳压单元)的一端；输出负载的另一端接晶体管q51的集电极。
[0106]
第六极性电容e6的一端连接升压芯片u3的vout引脚；另一端接输入电压vin。
[0107]
晶体管51的基极经连接第三电阻r53接经基本电压逆变模块1531输出的输入电压vin，以通过第三电阻r53为晶体管的基极提供足够的驱动电流。
[0108]
示例性的，e4＝100μf，e5＝2μf,e6＝100μf,vin的范围在-3.5v至-15v；vout＝2vin+u3电压损失+晶体管q51饱和电压。比如：vin＝-15v(第一升压模块输出电压),vout＝30v。
[0109]
通过采用包括上面实施例所述的电路结构的升压单元，基于基本电压逆变模块1531和电压反向倍增模块1532的配合，可以更好地实现升压。比如：输入5v电压，经基本电压逆变模块逆变升压后得到-15v,再经电压反向倍增模块进行反向倍增后，最终可以输出
30v电压。
[0110]
如图6a和6b所示，图6a是本技术提供的四个应变片布置的一个实施例的结构示意图；图6b是本技术图6a应变片布置对应的全桥应变电路的一个实施例的框架结构示意图。
[0111]
在一个实施例中，全桥应变电路包括四个桥臂；每个桥臂接入一应变片；所述四个桥臂首尾相连。当应变片受力时，各个桥臂连接的应变片的电阻值会发生微弱变化，基于公式(1)，从而输出相应的电压信号。
[0112][0113]
当应变片不受外力时，电桥平衡，u’＝0v。
[0114]
在一个实施例中，四组应变片s1、s2、s3、s4可以按照图6a所示意的方式均匀分布在弹性梁。
[0115]
因此，该应变片对应的全桥应变电路如图6b所示，其中，s1应变片变形产生的可变电阻为r1，s2应变片变形产生的可变电阻为r2，s3应变片变形产生的可变电阻为r3，s4应变片变形产生的可变电阻为r4。因此，基于公式(1)可以输出相应的电压信号，后续基于预先对应变片构成的传感器的标定结果，基于电压值可以得到相应的力矩大小。
[0116]
如图7a和7b所示，图7a是本技术提供的八个应变片布置的一个实施例的结构示意图；图7b是本技术图7a应变片布置对应的全桥应变电路的一个实施例的框架结构示意图。
[0117]
在一个实施例中，全桥应变电路包括四个桥臂；每个桥臂接入两个应变片；每个桥臂与相邻的两个桥臂的应变片的电阻阻值等大反向，与相对的桥臂的的应变片的电阻阻值等大同向。
[0118]
示例性的，八组应变片s1、s2、s3、s4、s5、s6、s7、s8可以按照图7a所示意的方式均匀分布在弹性梁。
[0119]
因此，该应变片对应的全桥应变电路如图7b所示，通过每个桥臂接入两个应变片，使得电桥倍增设计，桥路相邻两桥臂上的应变片若变化异号等大，相对的两臂上应变片的阻值同号等大，使得全桥应变电路的输出端电压、灵敏度均为半桥单臂的4倍。
[0120]
本技术实施例基于公式(1)，如果将电桥的供电电压升高，则在应变片发生相同形变的条件下，可以极大的改善采集到的真实信号质量。比如：在应变片阻值变化不变的情况下，可以将输入外部电源升高6倍，则电桥的输出也将增大6倍，这样可以极大的改善真实信号质量不被噪声掩盖，将信号的信噪比同样也提升了6倍。
[0121]
在一个实施例中，放大电路12可以为仪表放大器(比如：如图4中所示)。仪表放大器是一种精密差分电压放大器，具有高共模抑制比、高输入阻抗、低噪声、低飘逸等特点，同时可通过外部电阻设置电压增益，因此很适合在本技术的信号采集电路中使用；除此之外，也可以根据需要采用任意需要的放大电路。
[0122]
基于上面实施例所述的扭矩的信号采集电路，本技术实施例还提供一种传感装置，该传感装置包括上面实施例所述的扭矩的信号采集电路。
[0123]
本技术实施例通过采用全桥应变电路，读取应变电阻变化对应的微弱电压电信号；将该微弱的电压信号经过放大电路进行放大；再通过滤波器对放大后的电压信号进行滤波，使得在保证原始信号数据幅值无变化且相位不滞后的前提下，有效的滤除掉高频成分的噪声信号；再经过adc模块将该电压模拟信号转换为数字信号，从而提高应变反馈信号
采集的精度。
[0124]
基于上面实施例所述的传感装置，本技术实施例还提供一种机器人，机器人包括多个关节和用于测量每个关节扭矩的传感装置。
[0125]
具体地，传感装的弹性梁贴附在关节表面。
[0126]
上述机器人包括但不限于：人形机器人或工业机器人、医疗康复/护理机器人。
[0127]
本技术实施例通过采用全桥应变电路，读取应变电阻变化对应的微弱电压电信号；将该微弱的电压信号经过放大电路进行放大；再通过滤波器对放大后的电压信号进行滤波，使得在保证原始信号数据幅值无变化且相位不滞后的前提下，有效的滤除掉高频成分的噪声信号；再经过adc模块将该电压模拟信号转换为数字信号，从而提高应变反馈信号采集的精度。
[0128]
显然，以上所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本技术的较佳实施例，但并不限制本技术的专利范围。本技术可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本技术的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本技术说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本技术专利保护范围之内。

技术特征：
1.一种扭矩的信号采集电路，用于对机器人的关节扭矩进行信号采集，其特征在于，包括：全桥应变电路、放大电路、滤波器、模数转换器和电源转换模块；所述电源转换模块包括：第一稳压单元和第二稳压单元；所述全桥应变电路的输出端与所述放大电路的输入端连接；所述放大电路的输出端与所述滤波器的输入端连接；所述滤波器的输出端与所述模数转换器的输入端连接；所述第一稳压单元的输出端与所述全桥应变电路的电压输入端连接，用于为所述全桥应变电路提供第一稳压；所述第二稳压单元的输出端与所述放大电路的电压输入端连接，用于为所述放大电路提供第二稳压。2.根据权利要求1所述的扭矩的信号采集电路，其特征在于，所述电源转换模块还包括升压单元；所述升压单元的输出端与所述第一稳压单元的输入端连接，以将输入所述升压单元的电压经所述升压单元升压后，再经所述第一稳压单元稳压。3.根据权利要求2所述的扭矩的信号采集电路，其特征在于，所述升压单元包括lt1054升压芯片。4.根据权利要求2所述的扭矩的信号采集电路，其特征在于，所述升压单元包括：基本电压逆变模块和电压反向倍增模块；所述基本电压逆变模块将输入所述基本电压逆变模块的电压逆变升压后，发送给所述电压反向倍增模块，通过所述电压反向倍增模块进行反向倍增升压。5.根据权利要求1或2所述的扭矩的信号采集电路，其特征在于，所述第一稳压单元包括：高精度稳压芯片；和/或所述第一稳压单元包括：限流电阻、第一稳压芯片、第一电阻和第二电阻；所述稳压芯片的阴极与所述限流电阻串联，以通过所述限流电阻限流；阳极接地；参考极分别连接所述第一电阻的一端和所述第二电阻的一端；所述第二电阻的另一端接地；所述第一电阻的另一端与所述稳压芯片的阴极连接。6.根据权利要求2所述的扭矩的信号采集电路，其特征在于，所述升压单元升压至30v；所述第一稳压单元稳压至25v。7.根据权利要求1或2所述的扭矩的信号采集电路，其特征在于，所述第二稳压单元包括可调式电压基准芯片；和/或所述第二稳压单元包括：第二稳压芯片和分压电路；所述分压电路与所述第二稳压芯片连接，使得基于所述第二稳压单元的输入电压，由所述第二稳压芯片输出所述放大电路所需的偏置电压。8.根据权利要求1或2所述的扭矩的信号采集电路，其特征在于，所述全桥应变电路包括四个桥臂；每个桥臂接入一个应变片；或所述全桥应变电路包括四个桥臂；每个桥臂接入两个应变片；每个桥臂与相邻的两个桥臂的应变片的电阻阻值等大反向，与相对的桥臂的的应变片的电阻阻值等大同向。9.一种传感装置，其特征在于，所述传感装置包括应变片和权利要求1-8任一项所述的扭矩的信号采集电路。
10.一种机器人，其特征在于，所述机器人包括权利要求9所述的传感装置。

技术总结
本申请实施例属于传感器技术领域，涉及一种扭矩的信号采集电路，包括：全桥应变电路、放大电路、滤波器、模数转换器和电源转换模块；电源转换模块包括：第一稳压单元和第二稳压单元；全桥应变电路的输出端与放大电路的输入端连接；放大电路的输出端与滤波器的输入端连接；滤波器的输出端与模数转换器的输入端连接；第一稳压单元的输出端与全桥应变电路的电压输入端连接；第二稳压单元的输出端与放大电路的电压入端连接。本申请还涉及一种传感装置/机器人。本申请提供的技术方案能够提高对采集的微弱信号的测量精度，保证了性能的可靠性。性。性。


技术研发人员：张海滨 何文锋 许晋诚
受保护的技术使用者：帕西尼感知科技（深圳）有限公司
技术研发日：2023.03.25
技术公布日：2023/8/14