壓力表的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種壓力表，用于檢測液體壓力，其包括一處理器、一電橋、一AD模塊、一電池和一顯示單元；所述電橋由至少4個傳感器構成，其中所述AD模塊將電橋產生的差分模擬信號轉化為數字信號，所述處理器將所述數字信號轉化為顯示信號，所述顯示單元顯示所述顯示信號；所述處理器按照一間隔時間將所述數字信號轉化為顯示信號；所述電池為所述處理器、電橋、AD模塊和顯示單元提供電源。本發(fā)明的壓力表采用內置電源的方式，減少了外部電源對電路的穩(wěn)定性的影響，所以抗干擾能力更強，應用領域更廣。
【專利說明】壓力表
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種壓力表，特別是涉及一種測量液體壓力的壓力表。
【背景技術】
[0002]工業(yè)工程中用于制造化纖、橡膠、塑料及城市供水壓力和城市污水處理等企業(yè)，在生產過程中需要對其產品生產過程進行監(jiān)控，以控制產品在期望的參數范圍內制造。這就需要測量生產設備對生產過程變量包括壓力、溫度和流量等進行數據采集和觀察，并將這些數據記錄和保存，進行數據分析處理。
[0003]然而傳感器及儀器儀表在現(xiàn)場運行所必須的電源，造成了測量系統(tǒng)的過于復雜是目前所有傳感器都待解決的技術難題。而傳統(tǒng)壓力表通過采用機械結構的方式，雖然解決了外接電源問題，但機械結構本身的限制，很難做出高精度壓力表，而且不能進行數據存儲。解決的辦法只有使用有線電路，當如上所述，正是這種外接電源的方式使得電路設計過于復雜，而且電路的故障和成本難以控制，并且調試和維修難度大，報廢率較高，從而使用測試設備的費用高昂，而且耗費大量的人力物力。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術問題是為了克服現(xiàn)有技術中采用有線電路的壓力表結構復雜、成本高以及不利于維修的缺陷，提供一種壓力表，通過采用內置電源和低功率的設計方式來簡化了壓力表的結構，而且還有效地降低了維修和調試等成本。
[0005]本發(fā)明是通過下述技術方案來解決上述技術問題的:
[0006]本發(fā)明提供了一種壓力表，用于檢測液體壓力，其特點是，所述壓力表包括一處理器、一電橋、一 AD (模數轉化)模塊、一電池和一顯不單兀；
[0007]所述電橋由至少4個傳感器構成，其中所述AD模塊將電橋產生的差分模擬信號轉化為數字信號，所述處理器將所述數字信號轉化為顯示信號，所述顯示單元顯示所述顯示信號;
[0008]本發(fā)明中利用電橋產生的差分模擬信號來提高檢測的精度，隔絕干擾。而且本發(fā)明中所述電橋可以使用任意多個數量的傳感器組成，例如，可以采用最簡單的四個傳感器構成的電橋電路，只要所述傳感器能夠組成電橋的4個橋臂即可。
[0009]所述處理器按照一間隔時間將所述數字信號轉化為顯示信號；本發(fā)明并不需要所述處理器實時地采集并處理所述數字信號，這是由于若處理器需要實時地采集并處理數據將產生大量的功耗，從而減少電池的電能的使用時間，而且對于使用者來說也不可能實時地讀取壓力表數據，所以本發(fā)明中采用間歇式的工作方式來定時更新顯示的數據，一方面便于用戶讀數，另一方面也節(jié)省了能源。
[0010]所述電池為所述處理器提供電源。正是由于本發(fā)明采用間歇式的供電方式，所以本發(fā)明中可以使用電池供電，從而避免了外接電源中的電磁干擾，這是因為電源的穩(wěn)定性對傳感器的影響很大，尤其是在遠距離上，傳輸線容易受到電磁干擾(例如:變頻器，打雷，電網波動等)，使得測量系統(tǒng)穩(wěn)定性大大減弱，這就需要增加相應的抗干擾設備，對這些干擾進行屏蔽，增加了測量系統(tǒng)復雜，同時長距離供電對供電線路的鋪設也非常復雜。因此本發(fā)明中只采用電池供電可以有效避免上述問題。
[0011]較佳地，壓力表還包括一用于放大所述AD模塊輸出的所述數字信號的放大器。本發(fā)明中還對AD模塊輸出信號進行放大，從而可以與后續(xù)設備匹配。
[0012]較佳地，所述處理器為低功耗MCU(微控制器)。本發(fā)明中進一步采用低功耗的MCU，其在待機時最低可達0.1uA電流，所以具有極低的功率，因而能減少電能的消耗，提高本發(fā)明壓力表的使用時間。其中所述低功耗MCU為現(xiàn)有技術中定義的低功耗MCU，所以此處不再對所述低功耗MCU進一步地闡述。
[0013]較佳地，所述傳感器為應變片。本發(fā)明中所述傳感器為應變片，從而通過液體壓力使得應變片的電阻的變化。進而將液體壓力的變化轉換為電阻值的變化。從而本發(fā)明可以進一步將其轉化為電信號。
[0014]優(yōu)選地，所述應變片設置于一彈性體上。本發(fā)明中將組成電橋的應變片粘貼在彈性體上，測量時，液體使得彈性體受壓，從而發(fā)生彈性變形，貼在彈性體上的應變片也發(fā)生形變，進而應變片的應變電阻隨機械形變而產生阻值變化。
[0015]較佳地，所述壓力表還包括一存儲器，所述處理器按照所述間隔時間將所述數字信號存儲至所述存儲器。
[0016]較佳地，所述壓力表還包括一串行接口，所述處理器按照所述間隔時間將所述數字信號通過所述串行接口傳輸至外部設備。
[0017]本發(fā)明中還通過存儲器存儲測量得到的壓力數據或通過串行接口傳輸至外部設備，從而便于用戶后續(xù)處理和分析。
[0018]優(yōu)選地，所述串行接口為USB (通用串行總線)接口。
[0019]較佳地，所述顯示單元為IXD顯示器(液晶顯示器)。
[0020]較佳地，所述壓力表還包括一電源管理模塊，所述電源管理模塊用于調節(jié)所述電池輸出至所述處理器電能。
[0021]其中本發(fā)明中所述電源管理模塊為針對電池的現(xiàn)有技術中常用的管理系統(tǒng)，通過所述電源管理模塊能夠合理地為處理器分配電能，具體地這里就不再贅述。
[0022]在符合本領域常識的基礎上，上述各優(yōu)選條件，可任意組合，即得本發(fā)明各較佳實例。
[0023]本發(fā)明的積極進步效果在于:
[0024]本發(fā)明的壓力表采用內置電源的方式，減少了外部電源對電路的穩(wěn)定性的影響，所以抗干擾能力更強，應用領域更廣。
[0025]同時還使得電路設計簡單、故障少、調試和維修簡單、減少高昂的測試設備和人力物力等。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明的較佳實施例的壓力表的結構示意圖。
【具體實施方式】[0027]下面通過實施例的方式進一步說明本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實施例范圍之中。
[0028]本實施例的壓力表通過低功耗MCU，電池供電以及周期性的測量方式從而使得壓力表中電源內置，一方面降低了壓力表的結構還提高了抗干擾性。
[0029]具體地說,如圖1所不，本實施例的壓力表包括一低功耗MCU1、一電橋2、一 AD模塊3、一電池4、一存儲器5、一電源管理模塊6、一 USB接口 7和一 IXD顯不器8。
[0030]其中所述電橋2由4個應變片構成并貼在彈性體上(圖中未顯示)，應變片組成電橋2的輸出與所述AD模塊3相連。所述AD模塊3與低功耗MCUl通過SPI (高速同步串行口)通訊接口相連，所述AD模塊3中集成了 一放大器(圖中未顯示)。
[0031]所述低功耗MCUl還通過I2C (Inter-1ntegrated Circuit內集成電路)總線與所述存儲器5相連，所述低功耗MCUl與USB接口 7相連，同時所述低功耗MCUl的一個I/O 口與所述電源控制模塊6連接。所述低功耗MCUl還與所述IXD顯示器8和電池4電連接。
[0032]而且所述AD模塊3將電橋2產生的差分模擬信號轉化為數字信號并放大所述數字信號，所述低功耗MCUl按照一間隔時間T將放大后的所述數字信號轉化為顯示信號，其中所述間隔時間T為可以是任意的時間間隔，本領域技術人員可以根據實際需要的壓力表顯示的更新速度來調節(jié)所述間隔時間的時間長度。
[0033]所述IXD顯示器8顯示所述顯示信號。所述電源控制模塊6調節(jié)所述電池4輸出至所述低功耗MCUl的電能。
[0034]本實施例的所述低功耗MCUl按照所述間隔時間T將放大后的所述數字信號存儲至所述存儲器5。而且所述低功耗MCUl還按照所述間隔時間T將放大后的所述數字信號通過所述USB接口 7傳輸至外部其他后續(xù)設備。
[0035]本實施例的壓力表的具體工作原理如下:
[0036]當待測的流動的流體的壓強作用于彈性體時，彈性體發(fā)生形變，貼在彈性體上的應變片發(fā)生電阻應變效應?；诨⒖硕桑趶椥韵薅葍?，物體的形變跟引起形變的外力成正比的原理，將壓力通過感壓彈性體上的應變片轉換成線性的電信號，即在壓力作用下，彈性體產生微量變形，其上端的應變片感受其形變后，產生電阻效應并通過電橋2輸出與作用壓力大小成正比的差分模擬信號，在經由電橋2電性連接的AD模塊3變換后輸出數字信號并放大，所述低功耗MCUl把放大后的所述數字信號進行處理，其中所述低功耗MCUl是以定時方式周期喚醒，從而完成數據采集與處理，即按照所述間隔時間T完成數據的采集與處理。所述低功耗MCUl —方面將放大后的數字信號轉換成在可以通過所述IXD顯示器8的顯示信號，另一方面將放大后的數字信號存儲在存儲器5里，并且還可以通過所述USB接口7把所述放大后的數字信號拷貝到外部設備中，例如閃盤等，進而可以將所述數字信號復制到PC (個人電腦)機進行做數據分析等。
[0037]在上述過程中所述電源管理模塊6始終對所述電池4輸出至低功耗MCUl的電能進行調節(jié)，從而實現(xiàn)電能的最大利用率。
[0038]本實施例中通過電池供電，增加了電路的穩(wěn)定性和抗干擾能力，減少了外部干擾。使得壓力表具有穩(wěn)定性好、抗干擾能力強、靈敏度高、線性好、體積小、功耗低、易于集成等優(yōu)點。進而在達到較高精度和穩(wěn)定性的前提下，能在工業(yè)復雜的電磁干擾環(huán)境下穩(wěn)定工作，高可靠性使維護簡單，節(jié)約耗費大量的人力、時間，大大提高了使用者的生產效率。[0039] 雖然以上描述了本發(fā)明的【具體實施方式】，但是本領域的技術人員應當理解，這些僅是舉例說明，本發(fā)明的保護范圍是由所附權利要求書限定的。本領域的技術人員在不背離本發(fā)明的原理和實質的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種壓力表，用于檢測液體壓力，其特征在于，所述壓力表包括一處理器、一電橋、一AD模塊、一電池和一顯不單兀； 所述電橋由至少4個傳感器構成，其中所述AD模塊將電橋產生的差分模擬信號轉化為數字信號，所述處理器按照一間隔時間將所述數字信號轉化為顯示信號，所述顯示單元顯示所述顯示信號；所述電池為所述處理器提供電源。
2.如權利要求1所述的壓力表，其特征在于，所述壓力表還包括用于放大所述AD模塊輸出的所述數字信號的一放大器。
3.如權利要求1所述的壓力表，其特征在于，所述壓力表還包括一存儲器，所述處理器按照所述間隔時間將所述數字信號存儲至所述存儲器。
4.如權利要求1所述的壓力表，其特征在于，所述壓力表還包括一串行接口，所述處理器按照所述間隔時間將所述數字信號通過所述串行接口傳輸至外部設備。
5.如權利要求4所述的壓力表，其特征在于，所述串行接口為USB接口。
6.如權利要求1所述的壓力表，其特征在于，所述壓力表還包括一電源管理模塊，所述電源管理模塊用于調節(jié)所述電池輸出至所述處理器的電能。
7.如權利要求1所述的壓力表，其特征在于，所述傳感器為應變片。
8.如權利要求7所述的壓力表，其特征在于，所述應變片設置于一彈性體上。
9.如權利要求1所述的壓力表，其特征在于，所述顯示單元為IXD顯示器。
10.如權利要求1-9中任一項所述的壓力表，其特征在于，所述處理器為低功耗MCU。
【文檔編號】G01L9/04GK103837285SQ201210484458
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年11月23日 優(yōu)先權日:2012年11月23日
【發(fā)明者】李鳳奎, 伍正輝, 龍霞 申請人:上海朝輝壓力儀器有限公司