專利名稱：一種熱偶真空計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測量設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種熱偶真空計。
背景技術(shù)：
作為真空測量的儀器，熱偶真空計在其測量范圍內(nèi)具有穩(wěn)定性高，測量準(zhǔn)確，能連續(xù)測量，使用壽命長特點。根據(jù)目前用戶的使用要求，微型化、一體化和智能化的熱偶真空計是未來的發(fā)展方向，而其中一體化微型熱偶真空計的研究有其重要意義。熱偶真空計包括熱偶真空規(guī)管、三極管、ADC(Analog To Digital Converter，模數(shù)轉(zhuǎn)換器)和單片機(jī)。其中熱偶真空規(guī)管的電流端連接固定電流，電壓端與三極管相連，ADC 連接在三極管和單片機(jī)之間。熱偶真空計的工作原理為熱偶真空規(guī)管的電流端輸入固定電流，電流通過熱偶真空規(guī)管內(nèi)的熱電偶，由于熱電偶的回路中具有一個導(dǎo)體，所以熱偶真空規(guī)管會產(chǎn)生一定電壓。熱偶真空規(guī)管的電壓從電壓端被三極管放大輸出至ADC。電壓作為一個模擬信號，經(jīng)過ADC被轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的電壓，并將數(shù)字量的電壓發(fā)送至單片機(jī)。單片機(jī)接收到數(shù)字量的電壓后，依據(jù)電壓和壓強之間的對應(yīng)關(guān)系，獲得接收到的數(shù)字量的電壓對應(yīng)的壓強并輸出顯示。然而，目前的熱偶真空計中熱偶真空規(guī)管的電流端輸入固定電流，測試出的電壓范圍有限，進(jìn)而可以輸出顯示的壓強范圍為0. Ipa至幾百pa，即壓強測量范圍有限。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種熱偶真空計，可以為熱偶真空規(guī)管的電流端提供不同的電流，進(jìn)而增大輸出的電壓，進(jìn)一步拓寬壓強測量范圍。技術(shù)方案如下本發(fā)明提供一種熱偶真空計，包括熱偶真空規(guī)管、放大裝置和模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC， 還包括與所述ADC相連，用于接收所述ADC轉(zhuǎn)換得出的數(shù)字電壓，將所述數(shù)字電壓與自身內(nèi)的預(yù)設(shè)電壓進(jìn)行比較，并依據(jù)比較結(jié)果對自身輸出的數(shù)字電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)的微控制器；與所述微控制器的輸出端相連，用于將所述微控制器輸出的數(shù)字電壓轉(zhuǎn)換為模擬電壓的電壓轉(zhuǎn)換裝置；連接在所述電壓轉(zhuǎn)換裝置和所述放大裝置之間，用于接收所述電壓轉(zhuǎn)換裝置發(fā)送的模擬電壓，產(chǎn)生電流并輸出至所述熱偶真空規(guī)管的電流端，以及用于采集所述熱偶真空規(guī)管的電流端之間的電壓，并輸出至所述ADC的電流調(diào)節(jié)裝置。優(yōu)選地，所述電壓轉(zhuǎn)換裝置包括X9C102P芯片，所述X9C102P芯片的■引腳、& 弓丨腳和[//萬引腳分別連接所述微控制器，X9C102P芯片的Vw引腳與所述電流調(diào)節(jié)裝置連接。優(yōu)選地，所述電流調(diào)節(jié)裝置包括LM358芯片、NPN型三極管、第一電阻和第二電阻；其中所述LM358芯片的第一運算放大器的正相輸入端與所述電壓轉(zhuǎn)換裝置的Vw引腳相連，所述第一運算放大器的反相輸入端與所述第一電阻相連，所述第一運算放大器的輸出端通過第二電阻與所述NPN型三極管的基極連接；所述NPN型三極管的集電極連接電源，發(fā)射極連接所述熱偶真空規(guī)管的一個電流端，所述熱偶真空規(guī)管的另一個電流端連接所述第一電阻和所述第一運算放大器的反相輸入端的連接點。優(yōu)選地，所述放大裝置包括HA17741芯片，所述HA17741芯片的正相輸入端和反相輸入端分別連接所述熱偶真空規(guī)管的電壓端，所述HA17741芯片的輸出端連接所述反相輸入端。優(yōu)選地，所述放大裝置還包括第一電容、第二電容和第三電阻；所述HA17741芯片的輸出端通過并聯(lián)連接的第一電容和所述第三電阻，與所述 HA17741芯片的反相輸入端連接；所述第二電容連接在所述HA17741芯片的正相輸入端和反相輸入端。優(yōu)選地，所述第一電容和第二電容的容值為IOOnf。優(yōu)選地，所述ADC包括AD7705B芯片，所述AD7705B芯片的差分模擬輸入通道2的正輸入端通過所述第四電阻連接所述HA17741芯片的輸出端，差分模擬輸入通道1的正輸入端連接所述LM358芯片的的第一運算放大器的反相輸入端，DI引腳、DO引腳和DRDY引腳分別與所述微控制器連接。優(yōu)選地，所述微控制器包括IC_STC89C52芯片，所述IC_STC89C52芯片的Pl. 6引腳與所述X9C102P芯片的■引腳相連，Pl. 7引腳與所述X9C102P芯片的&引腳，VCC引腳連接所述X9C102P芯片的[/ /萬引腳，P3. 4引腳與所述LM358芯片的第二運算放大器的輸出端相連，P3. 5引腳、P3. 6引腳和P3.7引腳分別與所述AD7705B芯片的DI引腳、DO引腳和 DRDY引腳相連，P3. 3引腳連接所述AD7705B芯片的SCLK引腳，ALE引腳連接所述AD7705B 芯片的MCL-I引腳。優(yōu)選地，還包括與所述微控制器相連的顯示器、通信接口、按鍵和輸出控制接口。優(yōu)選地，還包括提供所述電壓轉(zhuǎn)換裝置、電流調(diào)節(jié)裝置、放大裝置、ADC和微控制器工作所需電源的電源電路。應(yīng)用上述技術(shù)方案，微控制器依據(jù)不同的比較結(jié)果生成不同的數(shù)字電壓，進(jìn)一步由電壓轉(zhuǎn)換裝置將該數(shù)字電壓轉(zhuǎn)換為模擬電壓，當(dāng)電流調(diào)節(jié)裝置在接收到電壓轉(zhuǎn)換裝置發(fā)送的不同模擬電壓時，其產(chǎn)生不同的電流，并輸出至熱偶真空規(guī)管的電流端，因此熱偶真空規(guī)管的電流端可以輸入不同的電流，進(jìn)而熱偶真空規(guī)管輸出的電壓范圍增大，進(jìn)一步拓寬壓強測量范圍。發(fā)明人經(jīng)過多次試驗得出，采用上述方案的熱偶真空計，其輸出顯示的壓強范圍為0. Olpa至999pa，相對于現(xiàn)有的熱偶真空計，其壓強測量范圍的上下限明顯拓寬。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下， 還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實施例提供的熱偶真空計的一種結(jié)構(gòu)示意5
圖2為本發(fā)明實施例提供的熱偶真空計的局部電路圖；圖3為本發(fā)明實施例提供的熱偶真空計中微控制器的電路圖；圖4為熱偶真空規(guī)管的插排示意圖；圖5為放大裝置、ADC、電壓轉(zhuǎn)換裝置和電流調(diào)節(jié)裝置的整體封裝后的插排示意圖；圖6為微控制器的插排示意圖；圖7為本發(fā)明實施例提供的熱偶真空計的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本發(fā)明實施例提供的熱偶真空計的再一種結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式現(xiàn)有的熱偶真空計中熱偶真空規(guī)管的電流端只能輸入一個固定電流，當(dāng)熱偶真空規(guī)管內(nèi)的熱電偶回路中的導(dǎo)體在固定電流作用下，其產(chǎn)生的電壓范圍有限，進(jìn)一步熱偶真空計的輸出壓強范圍有限。為了解決上述問題，本發(fā)明實施例提供一種熱偶真空計，可以為熱偶真空規(guī)管的電流端提供不同的電流，進(jìn)而增大輸出的電壓，進(jìn)一步拓寬壓強測量范圍。下面結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。請參閱圖1，圖1為本發(fā)明實施例提供的熱偶真空計，包括熱偶真空規(guī)管10、放大裝置11、ADC12、微控制器13、電壓轉(zhuǎn)換裝置14和電流調(diào)節(jié)裝置15。其中微控制器13，與ADC12相連，用于接收ADC12轉(zhuǎn)換得出的數(shù)字電壓，將數(shù)字電壓與自身內(nèi)的預(yù)設(shè)電壓進(jìn)行比較，并依據(jù)比較結(jié)果對自身輸出的數(shù)字電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。具體可以為當(dāng)數(shù)字電壓小于預(yù)設(shè)電壓時，微控制器13增大自身輸出的數(shù)字電壓，反之，當(dāng)數(shù)字電壓大于預(yù)設(shè)電壓時，微控制器13減小自身輸出的數(shù)字電壓。其中，預(yù)設(shè)電壓的設(shè)置可以通過微控制器13中的軟件進(jìn)行設(shè)置，也可以由操作人員自行設(shè)定。電壓轉(zhuǎn)換裝置14，與微控制器13的輸出端相連，用于將微控制器輸出的數(shù)字電壓轉(zhuǎn)換為模擬電壓。電流調(diào)節(jié)裝置15，連接在電壓轉(zhuǎn)換裝置14和放大裝置11之間，用于接收電壓轉(zhuǎn)換裝置發(fā)送的模擬電壓，產(chǎn)生電流并輸出至熱偶真空規(guī)管10的電流端，以及用于采集熱偶真空規(guī)管的電流端之間的電壓，并輸出至ADC12，有ADC12將其輸出的模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓，并將數(shù)字電壓輸出至微控制器13。當(dāng)熱偶真空規(guī)管10的電流端輸入電流后，熱偶真空規(guī)管10的熱電偶回路中的導(dǎo)體在電流作用下產(chǎn)生熱電動勢，即電壓且該電壓從熱偶真空規(guī)管10的電壓端輸出，由放大裝置11采集。放大裝置11將采集到的模擬電壓放大輸出至ADC12。ADC12將接收到的模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓發(fā)送給微控制器13。微控制器13接收到數(shù)字電壓后，依據(jù)電壓和壓強之間的對應(yīng)關(guān)系，獲得接收到的數(shù)字電壓對應(yīng)的壓強并輸出顯示。微控制器13依據(jù)不同的比較結(jié)果生成不同的數(shù)字電壓，進(jìn)一步由電壓轉(zhuǎn)換裝置 14將該數(shù)字電壓轉(zhuǎn)換為模擬電壓，當(dāng)電流調(diào)節(jié)裝置15在接收到電壓轉(zhuǎn)換裝置14發(fā)送的不同模擬電壓后，其產(chǎn)生不同的電流，并輸出至熱偶真空規(guī)管10的電流端，因此熱偶真空規(guī)
6管10的電流端可以輸入不同的電流，進(jìn)而熱偶真空規(guī)管10輸出的電壓范圍增大，進(jìn)一步拓寬輸出顯示的壓強范圍。上述圖1所示的熱偶真空計的局部電路圖如圖2所示。圖2所示的熱偶真空計中熱偶真空規(guī)管10的熱電偶可以選用的材料為鎳鉻一康銅，還可以選用銅一康銅，還可以選用貼——康銅或者鎢——銷，對此不加以限制。圖2所示的熱偶真空計以選用鎳鉻—— 康銅為例進(jìn)行說明，在圖2中Nil和Cul為兩個電流端，Ν 2和Cu2為兩個電壓端。電壓轉(zhuǎn)換裝置14包括X9C102P芯片。X9C102P芯片作為一個數(shù)字電位器，可以將數(shù)字電壓轉(zhuǎn)換為模擬電壓。X9C102P芯片的■引腳、&引腳和[//萬引腳分別連接微控制器13，X9C102P芯片的Vw引腳與電流調(diào)節(jié)裝置連接，從圖2所示的電路圖中看出，X9C102P 芯片的VH引腳通過兩個電阻連接+5V電源，VSS引腳接地，因此X9C102P芯片輸出的模擬電壓范圍為0 5V。發(fā)明人經(jīng)過多次實驗證實，當(dāng)X9C102P芯片的模擬電壓范圍為0 5V 時，本發(fā)明實施例提供的熱偶真空計可以將壓強測量范圍拓寬至0. Olpa至999pa。電流調(diào)節(jié)裝置15包括LM358芯片、NPN型三極管、第一電阻R6和第二電阻R7 ；其中LM358芯片的第一運算放大器的正相輸入端B+與電壓轉(zhuǎn)換裝置14的Vw引腳相連，反相輸入端B-與第一電阻R6相連，輸出端Bo通過第二電阻R7與NPN型三極管的基極連接。NPN型三極管的集電極連接電源，發(fā)射極連接熱偶真空規(guī)管10的一個電流端Nil， 熱偶真空規(guī)管10的另一個電流端Cul連接第一電阻R6和第一運算放大器的反相輸入端 B-的連接點。上述電流調(diào)節(jié)裝置15可以為熱偶真空規(guī)管10在不同電壓作用下提供不同且穩(wěn)定的電流。穩(wěn)定電流通過圖2所示的局部電路圖中的LM358芯片和NPN型三極管實現(xiàn)，具體為NPN型三極管采用電壓跟隨器的電路連接，LM358芯片引用了電流串聯(lián)負(fù)反饋，反饋系數(shù)為1，而且LM358芯片具有較大的開環(huán)差模增益，因而電壓跟隨器具有良好的跟隨特性， 這樣第一電阻R6的電壓具有了穩(wěn)定的電壓，根據(jù)I =U/R，在固定的電壓下流過第一電阻 R6的電流16是穩(wěn)定的，而16 = (l+β )IC Ic，所以在固定的電壓下熱偶真空規(guī)管10的電流端輸入的電流穩(wěn)定，即流過熱偶真空規(guī)管10的熱電偶回路中的導(dǎo)體的電流穩(wěn)定。放大裝置11包括HA17741芯片，HA17741芯片的正相輸入端VI+和反相輸入端 VI-分別連接熱偶真空規(guī)管10的電壓端Cu2和Ni2，輸出端Vo連接反相輸入端VI-。當(dāng)熱電偶中的導(dǎo)體內(nèi)流過電流時，在不同的壓強下，熱電偶產(chǎn)生不同的熱電動勢， 即電壓。在測量范圍內(nèi)熱電偶產(chǎn)生的電壓值為0 10mv，因為電壓值較小，采用增益較高的的集成運放HA17741芯片，將此電壓值放大180倍，產(chǎn)生了 O 1.8V的電壓，因此，ADC12 可以更準(zhǔn)確的采集和處理電壓。為了提高采集電壓的穩(wěn)定性，采用了電壓串聯(lián)負(fù)反饋的外圍電路接法，如圖2所示，第一電容C2和第三電阻R4并聯(lián)連接在HA17741芯片的輸出端Vo和反相輸入端VI-之間，提高了放大電路的穩(wěn)定性。同時，在HA17741芯片的正相輸入端VI+和反相輸入端 VI-之間連接第二電容Cl，HA17741芯片的VEE端和VCC端也分別連接電容C3和C4。其中第一電容C2、第二電容Cl、電容C3和C4容值為lOOnf，可以濾去高頻信號，提高了電路的抗干擾性。
7
上述ADC12包括AD7705B芯片，AD7705B芯片的差分模擬輸入通道2的正輸入端 A2+通過第四電阻R9連接HA17741芯片的輸出端Vo，差分模擬輸入通道1的正輸入端Al+ 連接LM358芯片的反相輸入端B-，DI引腳、DO引腳和DRDY引腳分別與微控制器13連接。ADC12可以將HA17741芯片的輸出端Vo輸出的放大后的模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓，并發(fā)送至微控制器。上述ADC12中的AD7705B是一個具有兩通道16位的模數(shù)采集芯片， 具有16位的分辨率。當(dāng)熱偶真空規(guī)管10產(chǎn)生的電壓值很小時，如電壓的下限值，即使經(jīng)過放大裝置11中的HA17741芯片放大，電壓值也很小，AD7705B芯片能夠采集到數(shù)值很小的電壓值進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而保證微控制器13可以輸出該電壓對應(yīng)的壓強，拓寬了熱偶真空計的壓強測量范圍。ADC12的差分模擬輸入通道1的正輸入端Al+連接U058芯片的反相輸入端B_， 由于熱偶真空規(guī)管10的電流端輸入的電流穩(wěn)定，所以LM358芯片的反相輸入端B-輸入穩(wěn)定的模擬電壓，該模擬電壓輸出給ADC12。ADC12將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓輸出至微控制器13 中，由微控制器13將該數(shù)字電壓與自身內(nèi)設(shè)置的預(yù)設(shè)電壓比較，從而調(diào)節(jié)自身輸出至電壓轉(zhuǎn)換裝置14的數(shù)字電壓。上述微控制器13可以為單片機(jī)，也可以為PLCO^rogrammable Logic Controller, 可編程序邏輯控制器)。當(dāng)微控制器13為單片機(jī)時，單片機(jī)可以采用IC_STC89C52芯片， 如圖3所示，其中IC_STC89C52芯片的Pl. 6引腳與X9C102P芯片的■引腳相連，Pl. 7引腳與X9C102P芯片的&引腳，VCC引腳連接X9C102P芯片的[//萬引腳，P3. 4引腳與U058 芯片的第二運算放大器的輸出端相連，P3. 5引腳、P3. 6引腳和P3. 7引腳分別與AD7705B芯片的DI引腳、DO引腳和DRDY引腳相連，P3. 3引腳連接AD7705B芯片的SCLK引腳，ALE引腳連接AD7705B芯片的MCL-I引腳。IC_STC89C52芯片的P3. 4引腳之所以連接LM358芯片的第二運算放大器的輸出端相連，是因為LM358芯片的第二運算放大器的反相輸入端與HA17741芯片的輸出端連接，而 HA17741芯片可以采集熱偶真空規(guī)管的電壓端的模擬電壓，所以當(dāng)熱偶真空規(guī)管中的熱電偶連接良好時，LM358芯片的第二運算放大器的輸出端輸出5V電壓至IC_STC89C52芯片，則 IC_STC89C52芯片可以判斷出熱偶真空規(guī)管中的熱電偶連接良好。反之當(dāng)熱偶真空規(guī)管中的熱電偶連接中斷時，LM358芯片的第二運算放大器的輸出端輸出OV電壓至IC_STC89C52 芯片，則IC_STC89C52芯片可以判斷出熱偶真空規(guī)管中的熱電偶連接中斷，如被燒斷。上述圖2和圖3電路圖在實際使用時，可以被封裝為插排使用，如圖4至圖6所示， 其中，圖4為熱偶真空規(guī)管的插排示意圖，圖5為放大裝置、ADC、電壓轉(zhuǎn)換裝置和電流調(diào)節(jié)裝置的整體封裝后的插排示意圖，圖6為微控制器的插排示意圖。圖5和圖6中各個引腳處標(biāo)注的編號分別與圖2和圖3在的編號相對應(yīng)，且兩者的引腳連接是一一對應(yīng)的，例如， 圖5中的引腳1與圖6中的引腳1相連。應(yīng)用上述技術(shù)方案，微控制器13依據(jù)不同的比較結(jié)果生成不同的數(shù)字電壓，進(jìn)一步由電壓轉(zhuǎn)換裝置14將該數(shù)字電壓轉(zhuǎn)換為模擬電壓，當(dāng)電流調(diào)節(jié)裝置15在接收到電壓轉(zhuǎn)換裝置14發(fā)送的不同模擬電壓后，其產(chǎn)生不同的電流，并輸出至熱偶真空規(guī)管10的電流端，因此熱偶真空規(guī)管10的電流端可以輸入不同的電流，進(jìn)而熱偶真空規(guī)管10輸出的電壓范圍增大，進(jìn)一步拓寬壓強測量范圍。發(fā)明人經(jīng)過多次試驗得出，采用上述方案的熱偶真空計，其輸出顯示的壓強范圍為0. Olpa至999pa，相對于現(xiàn)有的熱偶真空計，其壓強測量范圍的的上下限明顯拓寬。對于上述熱偶真空計，還可以包括與微控制器13連接的顯示器16、通信接口 17、 按鍵18和輸出控制接口 19，如圖7所示，圖7是以圖1為基礎(chǔ)，本發(fā)明實施例提供的熱偶真空計的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。其中，顯示器16用于顯示熱偶真空計測得的壓強，通信接口 17 可以將熱偶真空計測得的壓強發(fā)送至其他設(shè)備使用、按鍵18用于控制顯示器16的顯示，以及用于控制輸出控制接口 19的模式選取，輸出控制接口 19用于發(fā)送控制指令至與其相連的其他設(shè)備。上述顯示器16、通信接口 17、按鍵18和輸出控制接口 19的具體實現(xiàn)過程中與現(xiàn)有熱偶真空計所包含的顯示器、通信接口、按鍵和輸出控制接口相同，對此不再加以闡述。 圖6中的PZ5-8和PZ5-10與輸出控制接口的電路圖中的元器件相連，連接關(guān)系與現(xiàn)有熱偶真空計中相同，對此不再加以說明。此外，本發(fā)明實施例提供的熱偶真空計，需要一定的直流電源驅(qū)動以保證其各個功能單元的正常工作，例如電壓轉(zhuǎn)換裝置14、電流調(diào)節(jié)裝置15、放大裝置11、ADC12和微控制器13。在實際應(yīng)用中，可以采用電池供電的方式，也可以直接利用交流電源端實現(xiàn)持續(xù)供電，參見圖8所示。圖8是以圖1為基礎(chǔ)，本發(fā)明實施例提供的熱偶真空計的再一種結(jié)構(gòu)示意圖。在交流電源端，可以設(shè)置一個電源電路20。電源電路20提供電壓轉(zhuǎn)換裝置14、電流調(diào)節(jié)裝置 15、放大裝置11、ADC12和微控制器13工作所需電源。圖8所示的熱偶真空計中電壓轉(zhuǎn)換裝置14、電流調(diào)節(jié)裝置15、放大裝置11和ADC12的電路圖可以參見圖2，圖2中的電源，如 X9C102P芯片中的VCC端連接的+5V是由電源電路20提供的，其他芯片中的電源也是由電源電路20提供，對此不再加以說明。當(dāng)然，圖7中的顯示器16、通信接口 17、按鍵18和輸出控制接口 19也可以設(shè)置在圖8中，上述顯示器16、通信接口 17、按鍵18和輸出控制接口 19與其他裝置的連接關(guān)系請參閱圖7。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，對于熱偶真空計的直流供電，也可以采用電池供電和交流電源供電結(jié)合的方式，本發(fā)明實施例對此并不進(jìn)行限定。對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。 對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬范圍。
權(quán)利要求
1.一種熱偶真空計，包括熱偶真空規(guī)管、放大裝置和模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC，其特征在于，還包括與所述ADC相連，用于接收所述ADC轉(zhuǎn)換得出的數(shù)字電壓，將所述數(shù)字電壓與自身內(nèi)的預(yù)設(shè)電壓進(jìn)行比較，并依據(jù)比較結(jié)果對自身輸出的數(shù)字電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)的微控制器；與所述微控制器的輸出端相連，用于將所述微控制器輸出的數(shù)字電壓轉(zhuǎn)換為模擬電壓的電壓轉(zhuǎn)換裝置；連接在所述電壓轉(zhuǎn)換裝置和所述放大裝置之間，用于接收所述電壓轉(zhuǎn)換裝置發(fā)送的模擬電壓，產(chǎn)生電流并輸出至所述熱偶真空規(guī)管的電流端，以及用于采集所述熱偶真空規(guī)管的電流端之間的電壓，并輸出至所述ADC的電流調(diào)節(jié)裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱偶真空計，其特征在于，所述電壓轉(zhuǎn)換裝置包括X9C102P芯片，所述X9C102P芯片的■引腳、&引腳和[//萬引腳分別連接所述微控制器，X9C102P芯片的Vw引腳與所述電流調(diào)節(jié)裝置連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱偶真空計，其特征在于，所述電流調(diào)節(jié)裝置包括LM358芯片、NPN型三極管、第一電阻和第二電阻；其中所述LM358芯片的第一運算放大器的正相輸入端與所述電壓轉(zhuǎn)換裝置的Vw引腳相連， 所述第一運算放大器的反相輸入端與所述第一電阻相連，所述第一運算放大器的輸出端通過第二電阻與所述NPN型三極管的基極連接；所述NPN型三極管的集電極連接電源，發(fā)射極連接所述熱偶真空規(guī)管的一個電流端， 所述熱偶真空規(guī)管的另一個電流端連接所述第一電阻和所述第一運算放大器的反相輸入端的連接點。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱偶真空計，其特征在于，所述放大裝置包括HA17741芯片， 所述HA17741芯片的正相輸入端和反相輸入端分別連接所述熱偶真空規(guī)管的電壓端，所述 HA17741芯片的輸出端連接所述反相輸入端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱偶真空計，其特征在于，所述放大裝置還包括第一電容、第二電容和第三電阻；所述HA17741芯片的輸出端通過并聯(lián)連接的第一電容和所述第三電阻，與所述 HA17741芯片的反相輸入端連接；所述第二電容連接在所述HA17741芯片的正相輸入端和反相輸入端。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的熱偶真空計，其特征在于，所述第一電容和第二電容的容值為 IOOnf0
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的熱偶真空計，其特征在于，所述ADC包括AD7705B芯片，所述 AD7705B芯片的差分模擬輸入通道2的正輸入端通過所述第四電阻連接所述HA17741芯片的輸出端，差分模擬輸入通道1的正輸入端連接所述LM358芯片的的第一運算放大器的反相輸入端，DI引腳、DO引腳和DRDY引腳分別與所述微控制器連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的熱偶真空計，其特征在于，所述微控制器包括IC_STC89C52芯片，所述IC_STC89C52芯片的Pl. 6引腳與所述X9C102P芯片的■引腳相連，Pl. 7引腳與所述X9C102P芯片的&引腳，VCC引腳連接所述X9C102P芯片的[//萬引腳，P3. 4引腳與所述LM358芯片的第二運算放大器的輸出端相連，P3. 5引腳、P3. 6引腳和P3. 7引腳分別與所述AD7705B芯片的DI引腳、DO引腳和DRDY引腳相連，P3. 3引腳連接所述AD7705B芯片的 SCLK引腳，ALE引腳連接所述AD7705B芯片的MCL-I引腳。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的熱偶真空計，其特征在于，還包括與所述微控制器相連的顯示器、通信接口、按鍵和輸出控制接口。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9任意一項所述的熱偶真空計，其特征在于，還包括提供所述電壓轉(zhuǎn)換裝置、電流調(diào)節(jié)裝置、放大裝置、ADC和微控制器工作所需電源的電源電路。
全文摘要
本發(fā)明公開一種熱偶真空計，包括熱偶真空規(guī)管、放大裝置和模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC，還包括微控制器，電壓轉(zhuǎn)換裝置和電流調(diào)節(jié)裝置。應(yīng)用上述技術(shù)方案，微控制器依據(jù)不同的比較結(jié)果生成不同的數(shù)字電壓，進(jìn)一步由電壓轉(zhuǎn)換裝置將該數(shù)字電壓轉(zhuǎn)換為模擬電壓，當(dāng)電流調(diào)節(jié)裝置在接收到電壓轉(zhuǎn)換裝置發(fā)送的不同模擬電壓時，其產(chǎn)生不同的電流，并輸出至熱偶真空規(guī)管的電流端，因此熱偶真空規(guī)管的電流端可以輸入不同的電流，進(jìn)而熱偶真空規(guī)管輸出的電壓范圍增大，進(jìn)一步拓寬壓強測量范圍。發(fā)明人經(jīng)過多次試驗得出，采用上述方案的熱偶真空計，其輸出顯示的壓強范圍為0.01pa至999pa，相對于現(xiàn)有的熱偶真空計，其壓強測量范圍的上下限明顯拓寬。
文檔編號G01L21/14GK102494836SQ201110388148
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月29日
發(fā)明者李濘, 胡鵬飛 申請人:成都國光電氣股份有限公司