專利名稱：一種液位傳感系統(tǒng)芯片的制作方法
技術領域：
一種液位傳感系統(tǒng)芯片技術領域[0001]本實用新型涉及一種半導體集成電路，具體的說是一種能夠將多種液體混合物的 不同物理參量的信息通過一個系統(tǒng)集成芯片同時進行數(shù)據(jù)采集，處理并以不同形式進行傳 輸?shù)囊环N液位傳感系統(tǒng)芯片。
背景技術：
[0002]傳統(tǒng)的液位傳感器有很多局限性，只能提供模擬信號輸出，且在大多數(shù)應用中輸 出端都需要另外配置比較器、數(shù)模轉換器或放大器等。因此還受到封裝體積以及準確度的 制約，限制了其在微型化高端電子產(chǎn)品中的應用。隨著集成工藝的發(fā)展，半導體集成溫度液 位傳感器將輔助電路中的元件和傳感元件同時集成在一塊芯片上，具有價格低廉，設計簡 單，測量精確，高度集成等優(yōu)點，在計算機、電信、工業(yè)控制等領域得到廣泛的應用。同時， 可以有效的節(jié)省了空間降低成本。但是目前的液位傳感器芯片只能單一的實現(xiàn)某一個液位 傳感器的輸出問題，不能同時實現(xiàn)可以同時測量多種不同液體混合物的物理量信息并且輸 出。目前有少數(shù)的大專院校和科研機構試驗性的研制液位傳感系統(tǒng)，但是都是處于研發(fā)階 段由于研發(fā)過程中采用多個芯片系統(tǒng)集成度較低，穩(wěn)定性較差，傳輸數(shù)據(jù)誤差較大。目前， 還沒有一種可以同時測量不同液體混合物的物理量進行運算后并且根據(jù)不同的客戶需求 將數(shù)據(jù)信息以電流信號，電壓信號和通訊協(xié)議的形式進行傳輸；同時具有集成度高，穩(wěn)定性 高，傳輸數(shù)據(jù)準確，價格低廉，同時可以有效的節(jié)省了空間，降低成本，適用于化工，水利，熱 力，石油，石化，交通等各個工業(yè)領域中，可對設備儀器實時監(jiān)測和遠程監(jiān)控的集成芯片。發(fā)明內容[0003]本實用新型的目的是提供一種液位傳感系統(tǒng)芯片，該結構可以測量單一液體的物 理量信息或者同時測量不同液體混合物的物理量進行運算后并且根據(jù)不同的客戶需求將 數(shù)據(jù)信息以電流信號，電壓信號和通訊協(xié)議的形式進行傳輸；同時具有集成度高，穩(wěn)定性 高，傳輸數(shù)據(jù)準確，價格低廉，同時可以有效的節(jié)省了空間，降低成本的功能，適用于化工， 水利，熱力，石油，石化，交通等各個工業(yè)領域中，可對設備儀器實時監(jiān)測和遠程監(jiān)控的功 倉泛。[0004]根據(jù)本實用新型第一方面，一種液位傳感系統(tǒng)芯片，是由基板構成，芯片焊接在基 板上，在芯片上設有多個管腳，其特征在于所述芯片的管腳通過基板管腳與I個以上的液 位傳感器進行連接；在芯片上設有參考基準模塊、電源模塊、可編程放大模塊、模數(shù)轉換模 塊、數(shù)據(jù)處理模塊、通信模塊、輸入輸出模塊、可調時鐘模塊和通信總線接口，各個功能模塊 之間通過電連接方式進行連接。[0005]一種液位傳感系統(tǒng)芯片，其中，所述芯片內部的各個功能|旲塊的連接關系為可編 程放大模塊通過管腳與I個以上的液位傳感器進行連接并將其進行放大后傳輸?shù)侥?shù)轉 換模塊中進行模擬信號輸入切換后將模擬信號傳輸至數(shù)據(jù)處理模塊中，同時參考基準模塊 提供一個穩(wěn)定的電壓信號給模數(shù)轉換模塊實現(xiàn)信號的穩(wěn)定；經(jīng)過模數(shù)轉換后的穩(wěn)定的數(shù)字信號傳輸至數(shù)據(jù)處理模塊中進行處理，分別得到了不同物理量信息，實現(xiàn)各個物理量的采集和變換，處理后的物理量信息傳輸?shù)酵ㄐ拍K中進行通訊并通過通信總線進行傳輸，電源模塊為各個功能模塊提供所需電源；可調時鐘模塊分別于連接模數(shù)轉換模塊，信號處理模塊和通訊模塊連接；其中，可調時鐘模塊分別為模數(shù)轉換模塊提供了模數(shù)轉換取樣的頻率，為數(shù)據(jù)處理模塊提供了數(shù)據(jù)處理模塊的工作速率，為通訊模塊提供了通訊速率；輸入輸出模塊的一端與數(shù)據(jù)處理模塊連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時操作和顯示。[0006]一種液位傳感系統(tǒng)芯片，其中，所述數(shù)據(jù)處理模塊包括3個子系統(tǒng)，分別是存儲系統(tǒng)，控制系統(tǒng)和處理系統(tǒng)；[0007]其中，[0008]所述存儲系統(tǒng)用于存儲不同液位傳感器所需的不同運行程序；[0009]所述控制系統(tǒng)用于控制通道切換的切換時序和可編程放大模塊的放大倍數(shù)；[0010]所述處理系統(tǒng)用于將數(shù)字信號還原成各種物理量。[0011]一種液位傳感系統(tǒng)芯片，其中，所述通訊模塊包含2個子系統(tǒng)，分別是發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)；[0012]其中，[0013]所述接收系統(tǒng)用于接收其它模塊和/或系統(tǒng)發(fā)射的命令；[0014]所述發(fā)射系統(tǒng)用于將采集到的不同物理量信息以約定的協(xié)議進行傳輸。[0015]一種液位傳感系統(tǒng)芯片，其中，所述通訊總線接口包含2個子系統(tǒng)，分別是總線驅動系統(tǒng)和靜電防護系統(tǒng)。[0016]一種液位傳感系統(tǒng)芯片，其中，所述通訊總線接口可以同時輸出電流信號，電壓信號和通訊協(xié)議。一種液位傳感系統(tǒng)芯片，其中，所述集成芯片與所述單個液位傳感器進行連接的方式可以為恒壓方法、恒流方法中的一種。[0018]一種液位傳感系統(tǒng)芯片,其中，所述液位傳感器中可含有惠更斯電路并通過該電路中的電阻與芯片的管腳進行連接。[0019]一種液位傳感系統(tǒng)芯片，其中，所述可調時鐘模塊連接通道切換模塊，為通道模塊提供可調節(jié)的時間切換，其可調時間范圍為10μ s-lOs ；[0020]所述可調時鐘模塊連接模數(shù)轉換模塊，為模數(shù)轉換模塊提供了模數(shù)轉換取樣的頻率，其取樣頻率時間范圍為O.1kHz-1OOkHz ；[0021]所述可調時鐘模塊連接信號處理模塊，為數(shù)據(jù)處理模塊提供了數(shù)據(jù)處理模塊的工作速率，其工作速率時間范圍為IMHz-lOOMHz ；[0022]所述可調時鐘模塊連接通訊模塊，為通訊模塊提供了通訊速率，其通訊速率范圍為 300bps_lMbps。[0023]一種液位傳感系統(tǒng)芯片，其中，該系統(tǒng)芯片實現(xiàn)同時測量多種液體混合物的液位物理量信息；單一液體液位物理量信息；液體與固體混合物的液位物理量信息與固體的高度物理量信息。[0024]與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點，該結構可以同時測量多個單一液體的物理量信息或者同時測量不同液體混合物的物理量信息或者液體與固體混合物的液位物理量信息與固體的高度物理量信息進行運算后并且根據(jù)不同的客戶需求將數(shù)據(jù)信息以電流信號，電壓信號和通訊協(xié)議的形式進行傳輸；同時具有集成度高，穩(wěn)定性高，傳輸數(shù)據(jù)準確，價格低廉， 同時可以有效的節(jié)省了空間，降低成本的功能，適用于化工，水利，熱力，石油，石化，交通等 各個工業(yè)領域中，可對設備儀器實時監(jiān)測和遠程監(jiān)控的功能。
[0025]圖1是本實用新型一種液位傳感系統(tǒng)芯片的整體模塊示意圖；[0026]圖2是本實用新型一種液位傳感系統(tǒng)芯片中數(shù)據(jù)處理模塊的模塊示意圖；[0027]圖3是本實用新型一種液位傳感系統(tǒng)芯片中通訊模塊的模塊示意圖；[0028]圖4是本實用新型一種液位傳感系統(tǒng)芯片中通訊總線接口的模塊示意圖。
具體實施方式
[0029]
以下結合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進行詳細說明，應當理解，以下所說明 的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。[0030]實施例1，圖1顯示了本實用新型的液位傳感系統(tǒng)芯片的整體模塊示意圖；[0031]如圖1所示一種液位傳感系統(tǒng)芯片，是由基板構成，芯片焊接在基板上，在芯片 上設有20個管腳，其特征在于所述芯片的6個管腳通過基板管腳與3個液位傳感器進行 連接；在芯片上設有參考基準模塊、電源模塊、可編程放大模塊、模數(shù)轉換模塊、數(shù)據(jù)處理模 塊、通信模塊、輸入輸出模塊、可調時鐘模塊和通信總線接口，各個功能模塊之間通過電連 接方式進行連接。[0032]如圖1所示一種液位傳感系統(tǒng)芯片，是由基板構成，芯片焊接在基板上，在芯片 上設有20個管腳，其特征在于所述芯片的6個管腳通過基板管腳與液位傳感器1、液位傳 感器2，液位傳感器3進行連接，其中液位傳感器I用于測量原油的物理參量，液位傳感器 2用于測量水位的物理參量，液位傳感器3用于測量土質的物理參量，在芯片上的可編程放 大模塊通過6個管腳與3個液位傳感器進行連接并將其進行放大后傳輸?shù)侥?shù)轉換模塊中 進行模擬信號輸入切換后將模擬信號傳輸至數(shù)據(jù)處理模塊中，同時參考基準模塊提供一個 穩(wěn)定的電壓信號給模數(shù)轉換模塊實現(xiàn)信號的穩(wěn)定；經(jīng)過模數(shù)轉換后的穩(wěn)定的數(shù)字信號傳輸 至數(shù)據(jù)處理模塊中進行處理，分別得到了原油，水位和土質3組不同物理量信息，實現(xiàn)3組 物理量的采集和變換，處理后的3組物理量信息傳輸?shù)酵ㄐ拍K中進行通訊并通過通信總 線進行傳輸，電源模塊為各個功能模塊提供所需電源；可調時鐘模塊分別于連接模數(shù)轉換 模塊，信號處理模塊和通訊模塊連接；其中，可調時鐘模塊分別為模數(shù)轉換模塊提供了模數(shù) 轉換取樣的頻率，為數(shù)據(jù)處理模塊提供了數(shù)據(jù)處理模塊的工作速率，為通訊模塊提供了通 訊速率；輸入輸出模塊的一端與數(shù)據(jù)處理模塊連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時操作和顯示。[0033]具體實施例中，電源模塊為各個功能模塊提供所需電源。[0034]具體實施例中，芯片中的2個管腳與液位傳感器I進行連接。[0035]具體實施例中，芯片中的2個管腳與液位傳感器2進行連接。[0036]具體實施例中，芯片中的2個管腳與液位傳感器3進行連接。[0037]具體實施例中，芯片上有I個管腳與參考基準模塊的一端進行連接，2個管腳的 一端與電源模塊的一端進行連接，2個管腳與數(shù)據(jù)處理模塊的一端進行連接，6個管腳與通 信總線接口的一端進行連接。[0038]具體實施例中，芯片上，輸入輸出模塊有2個管腳與輸入輸出設備進行連接；其 中，該2個管腳的另一端與數(shù)據(jù)處理模塊中的控制模塊連接，用于輸入鍵盤信息和輸出顯 示設備信息，便于原油，水位和土質3組不同物理量信息的監(jiān)測。[0039]如圖2所示一種液位傳感系統(tǒng)芯片，所述數(shù)據(jù)處理模塊包括3個子系統(tǒng)，分別是 存儲系統(tǒng)，控制系統(tǒng)和處理系統(tǒng)；其中，[0040]所述存儲系統(tǒng)用于存儲液位傳感器1、液位傳感器2，液位傳感器3所需的3種運 行程序；[0041]所述控制系統(tǒng)用于控制通道切換的切換時序和可編程放大模塊的放大倍數(shù)；[0042]所述處理系統(tǒng)用于將數(shù)字信號還原成原油，水位和土質3組不同物理量信息。[0043]如圖3所示一種液位傳感系統(tǒng)芯片，所述通訊模塊包含2個子系統(tǒng)，分別是發(fā)射 系統(tǒng)和接收系統(tǒng)；其中，[0044]所述接收系統(tǒng)用于接收其它模塊和系統(tǒng)發(fā)射的命令；[0045]所述發(fā)射系統(tǒng)用于將采集到的原油，水位和土質3組不同物理量信息以約定的協(xié) 議進行傳輸。[0046]如圖4所示一種液位傳感系統(tǒng)芯片，所述通訊總線接口包含2個子系統(tǒng)，分別是 總線驅動系統(tǒng)和靜電防護系統(tǒng)；其中，[0047]所述總線驅動系統(tǒng)用于增強通訊距離；[0048]所述靜電防護系統(tǒng)增加了芯片的抗沖擊能力，提高了芯片的電氣性能和可靠性。[0049]具體實施例中，所述通訊總線接口同時輸出電流信號，電壓信號和通訊協(xié)議。[0050]具體實施例中，所述集成芯片與所述液位傳感器I進行連接的方式為恒壓方法。[0051]具體實施例中，所述集成芯片與所述液位傳感器2進行連接的方式為恒流方法。[0052]具體實施例中，所述集成芯片與所述液位傳感器3進行連接的方式恒流方法。[0053]具體實施例中，所述液位傳感器中含有惠更斯電路并通過該電路中的電阻與芯片 的管腳進行連接。[0054]具體實施例中，所述可調時鐘模塊連接模數(shù)轉換模塊，為模數(shù)轉換模塊提供了模 數(shù)轉換取樣的頻率，其取樣頻率時間為O. 3kHz ；[0055]具體實施例中，所述可調時鐘模塊連接信號處理模塊，為數(shù)據(jù)處理模塊提供了數(shù) 據(jù)處理模塊的工作速率，其工作速率時間為2. 5MHz ；[0056]具體實施例中，所述可調時鐘模塊連接通訊模塊，為通訊模塊提供了通訊速率，其 通訊速率為500bps。[0057]具體實施例中，該系統(tǒng)芯片同時與3個傳感器進行連接，測量原油，水位和土質3 組不同物理量信息。在進行運算后將數(shù)據(jù)信息以電流信號，電壓信號和通訊協(xié)議的形式進 行傳輸。[0058]實施例2，圖1顯示了本實用新型的液位傳感系統(tǒng)芯片的整體模塊示意圖；[0059]如圖1所示一種液位傳感系統(tǒng)芯片，是由基板構成，芯片焊接在基板上，在芯片 上設有16個管腳，其特征在于所述芯片的4個管腳通過基板管腳與2個液位傳感器進行 連接；在芯片上設有參考基準模塊、電源模塊、可編程放大模塊、模數(shù)轉換模塊、數(shù)據(jù)處理模 塊、通信模塊、輸入輸出模塊、可調時鐘模塊和通信總線接口，各個功能模塊之間通過電連 接方式進行連接。[0060]如圖1所示一種液位傳感系統(tǒng)芯片，是由基板構成，芯片焊接在基板上，在芯片 上設有16個管腳，其特征在于所述芯片的4個管腳通過基板管腳與液位傳感器1、液位傳 感器2進行連接，其中液位傳感器I用于測量原油的物理參量，液位傳感器2用于測量水位 的物理參量，在芯片上的可編程放大模塊通過4個管腳與2個液位傳感器進行連接并將其 進行放大后傳輸?shù)侥?shù)轉換模塊中進行模擬信號輸入切換后將模擬信號傳輸至數(shù)據(jù)處理 模塊中，同時參考基準模塊提供一個穩(wěn)定的電壓信號給模數(shù)轉換模塊實現(xiàn)信號的穩(wěn)定；經(jīng) 過模數(shù)轉換后的穩(wěn)定的數(shù)字信號傳輸至數(shù)據(jù)處理模塊中進行處理，分別得到了原油，水位2 組不同物理量信息，實現(xiàn)2組物理量的采集和變換，處理后的2組物理量信息傳輸?shù)酵ㄐ拍?塊中進行通訊并通過通信總線進行傳輸，電源模塊為各個功能模塊提供所需電源；可調時 鐘模塊分別于連接模數(shù)轉換模塊，信號處理模塊和通訊模塊連接；其中，可調時鐘模塊分別 為模數(shù)轉換模塊提供了模數(shù)轉換取樣的頻率，為數(shù)據(jù)處理模塊提供了數(shù)據(jù)處理模塊的工作 速率，為通訊模塊提供了通訊速率；輸入輸出模塊的一端與數(shù)據(jù)處理模塊連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的 實時操作和顯示。[0061]具體實施例中，電源模塊為各個功能模塊提供所需電源。[0062]具體實施例中，芯片中的2個管腳與液位傳感器I進行連接。[0063]具體實施例中，芯片中的2個管腳與液位傳感器2進行連接。[0064]具體實施例中，芯片上有I個管腳與參考基準模塊的一端進行連接，2個管腳的 一端與電源模塊的一端進行連接，2個管腳與數(shù)據(jù)處理模塊的一端進行連接，4個管腳與通 信總線接口的一端進行連接。[0065]具體實施例中，芯片上，輸入輸出模塊有2個管腳與輸入輸出設備進行連接；其 中，該2個管腳的另一端與數(shù)據(jù)處理模塊中的控制模塊連接，用于輸入鍵盤信息和輸出顯 示設備信息，便于原油，水位2組不同物理量信息的監(jiān)測。[0066]如圖2所示一種液位傳感系統(tǒng)芯片，所述數(shù)據(jù)處理模塊包括3個子系統(tǒng)，分別是 存儲系統(tǒng)，控制系統(tǒng)和處理系統(tǒng)；其中，[0067]所述存儲系統(tǒng)用于存儲液位傳感器1、液位傳感器2所需的2種運行程序；[0068]所述控制系統(tǒng)用于控制通道切換的切換時序和可編程放大模塊的放大倍數(shù)；[0069]所述處理系統(tǒng)用于將數(shù)字信號還原成原油，水位2組不同物理量信息。[0070]如圖3所示一種液位傳感系統(tǒng)芯片，所述通訊模塊包含2個子系統(tǒng)，分別是發(fā)射 系統(tǒng)和接收系統(tǒng)；其中，[0071]所述接收系統(tǒng)用于接收其它模塊和系統(tǒng)發(fā)射的命令；[0072]所述發(fā)射系統(tǒng)用于將采集到的原油，水位2組不同物理量信息以約定的協(xié)議進行 傳輸。[0073]如圖4所示一種液位傳感系統(tǒng)芯片，所述通訊總線接口包含2個子系統(tǒng)，分別是 總線驅動系統(tǒng)和靜電防護系統(tǒng)；其中，[0074]所述總線驅動系統(tǒng)用于增強通訊距離；[0075]所述靜電防護系統(tǒng)增加了芯片的抗沖擊能力，提高了芯片的電氣性能和可靠性。[0076]具體實施例中，所述通訊總線接口同時輸出電壓信號和通訊協(xié)議。[0077]具體實施例中，所述集成芯片與所述液位傳感器I進行連接的方式為恒壓方法。[0078]具體實施例中，所述集成芯片與所述液位傳感器2進行連接的方式為恒流方法。[0079]具體實施例中，所述液位傳感器中含有惠更斯電路并通過該電路中的電阻與芯片 的管腳進行連接。[0080]具體實施例中，所述可調時鐘模塊連接模數(shù)轉換模塊，為模數(shù)轉換模塊提供了模 數(shù)轉換取樣的頻率，其取樣頻率時間為20kHz ；[0081]具體實施例中，所述可調時鐘模塊連接信號處理模塊，為數(shù)據(jù)處理模塊提供了數(shù) 據(jù)處理模塊的工作速率，其工作速率時間為8MHz ；[0082]具體實施例中，所述可調時鐘模塊連接通訊模塊，為通訊模塊提供了通訊速率，其 通訊速率為1500bps。[0083]具體實施例中，該系統(tǒng)芯片同時與2個傳感器進行連接，測量原油，水位2組不同 物理量信息，在進行運算后將數(shù)據(jù)信息以電壓信號和通訊協(xié)議的形式進行傳輸。[0084]實施例3，圖1顯示了本實用新型的液位傳感系統(tǒng)芯片的整體模塊示意圖；[0085]如圖1所示一種液位傳感系統(tǒng)芯片，是由基板構成，芯片焊接在基板上，在芯片 上設有16個管腳，其特征在于所述芯片的4個管腳通過基板管腳與2個液位傳感器進行 連接；在芯片上設有參考基準模塊、電源模塊、可編程放大模塊、模數(shù)轉換模塊、數(shù)據(jù)處理模 塊、通信模塊、輸入輸出模塊、可調時鐘模塊和通信總線接口，各個功能模塊之間通過電連 接方式進行連接。[0086]如圖1所示一種液位傳感系統(tǒng)芯片，是由基板構成，芯片焊接在基板上，在芯片 上設有16個管腳，其特征在于所述芯片的4個管腳通過基板管腳與液位傳感器1、液位 傳感器2進行連接，其中液位傳感器I用于測量化工液體液位I的物理參量，液位傳感器 2用于測量化工液體液位2的物理參量，在芯片上的可編程放大模塊通過4個管腳與2個 液位傳感器進行連接并將其進行放大后傳輸?shù)侥?shù)轉換模塊中進行模擬信號輸入切換后 將模擬信號傳輸至數(shù)據(jù)處理模塊中，同時參考基準模塊提供一個穩(wěn)定的電壓信號給模數(shù)轉 換模塊實現(xiàn)信號的穩(wěn)定；經(jīng)過模數(shù)轉換后的穩(wěn)定的數(shù)字信號傳輸至數(shù)據(jù)處理模塊中進行處 理，分別得到了化工液體液位1，化工液體液位2的兩組物理量信息，實現(xiàn)2組物理量的采集 和變換，處理后的兩組物理量信息傳輸?shù)酵ㄐ拍K中進行通訊并通過通信總線進行傳輸， 電源模塊為各個功能模塊提供所需電源；可調時鐘模塊分別于連接模數(shù)轉換模塊，信號處 理模塊和通訊模塊連接；其中，可調時鐘模塊分別為模數(shù)轉換模塊提供了模數(shù)轉換取樣的 頻率，為數(shù)據(jù)處理模塊提供了數(shù)據(jù)處理模塊的工作速率，為通訊模塊提供了通訊速率；輸入 輸出模塊的一端與數(shù)據(jù)處理模塊連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時操作和顯示。[0087]具體實施例中，電源模塊為各個功能模塊提供所需電源。[0088]具體實施例中，芯片中的2個管腳與液位傳感器I進行連接。[0089]具體實施例中，芯片中的2個管腳與液位傳感器2進行連接。[0090]具體實施例中，芯片上有I個管腳與參考基準模塊的一端進行連接，2個管腳的 一端與電源模塊的一端進行連接，2個管腳與數(shù)據(jù)處理模塊的一端進行連接，4個管腳與通 信總線接口的一端進行連接。[0091]具體實施例中，芯片上，輸入輸出模塊有2個管腳與輸入輸出設備進行連接；其 中，該2個管腳的另一端與數(shù)據(jù)處理模塊中的控制模塊連接，用于輸入鍵盤信息和輸出顯 示設備信息，便于化工液體液位I，化工液體液位2兩組物理量信息的監(jiān)測。[0092]如圖2所示一種液位傳感系統(tǒng)芯片，所述數(shù)據(jù)處理模塊包括3個子系統(tǒng)，分別是存儲系統(tǒng)，控制系統(tǒng)和處理系統(tǒng)；其中，[0093]所述存儲系統(tǒng)用于存儲液位傳感器1、液位傳感器2所需的運行程序；[0094]所述控制系統(tǒng)用于控制通道切換的切換時序和可編程放大模塊的放大倍數(shù)；[0095]所述處理系統(tǒng)用于將數(shù)字信號還原成化工液體液位1，化工液體液位2兩組物理量信息。[0096]如圖3所示一種液位傳感系統(tǒng)芯片，所述通訊模塊包含2個子系統(tǒng)，分別是發(fā)射 系統(tǒng)和接收系統(tǒng)；其中，[0097]所述接收系統(tǒng)用于接收其它模塊和系統(tǒng)發(fā)射的命令；[0098]所述發(fā)射系統(tǒng)用于將采集到的化工液體液位1，化工液體液位2兩組物理量信息 以約定的協(xié)議進行傳輸。[0099]如圖4所示一種液位傳感系統(tǒng)芯片，所述通訊總線接口包含2個子系統(tǒng)，分別是 總線驅動系統(tǒng)和靜電防護系統(tǒng)；其中，[0100]所述總線驅動系統(tǒng)用于增強通訊距離；[0101 ] 所述靜電防護系統(tǒng)增加了芯片的抗沖擊能力，提高了芯片的電氣性能和可靠性。[0102]具體實施例中，所述通訊總線接口同時輸出電壓信號和通訊協(xié)議。[0103]具體實施例中，所述集成芯片與所述液位傳感器I進行連接的方式為恒壓方法。[0104]具體實施例中，所述集成芯片與所述液位傳感器2進行連接的方式為恒壓方法。[0105]具體實施例中，所述液位傳感器中含有惠更斯電路并通過該電路中的電阻與芯片 的管腳進行連接。[0106]具體實施例中，所述可調時鐘模塊連接模數(shù)轉換模塊，為模數(shù)轉換模塊提供了模 數(shù)轉換取樣的頻率，其取樣頻率時間為22kHz ；[0107]具體實施例中，所述可調時鐘模塊連接信號處理模塊，為數(shù)據(jù)處理模塊提供了數(shù) 據(jù)處理模塊的工作速率，其工作速率時間為36MHz ；[0108]具體實施例中，所述可調時鐘模塊連接通訊模塊，為通訊模塊提供了通訊速率，其 通訊速率為850bps。[0109]具體實施例中，該系統(tǒng)芯片同時與2個傳感器進行連接，測量化工液體液位1，化 工液體液位2兩組物理量信息，在進行運算后將數(shù)據(jù)信息以電壓信號和通訊協(xié)議的形式進 行傳輸。[0110]綜上所述，與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點，該結構可以同時測量多個單一液體的 物理量信息或者同時測量不同液體混合物的物理量信息或者液體與固體混合物的液位物 理量信息與固體的高度物理量信息進行運算后并且根據(jù)不同的客戶需求將數(shù)據(jù)信息以電 流信號，電壓信號和通訊協(xié)議的形式進行傳輸；同時具有集成度高，穩(wěn)定性高，傳輸數(shù)據(jù)準 確，價格低廉，同時可以有效的節(jié)省了空間，降低成本的功能，適用于電力，水利，熱力，石 油，石化，交通等各個工業(yè)領域中，可對設備儀器實時監(jiān)測和遠程監(jiān)控的功能。[0111]盡管上文對本實用新型進行了詳細說明，但是本實用新型不限于此，本技術領域 技術人員可以根據(jù)本實用新型的原理進行各種修改。因此，凡按照本實用新型原理所作的 修改，都應當理解為落入本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種液位傳感系統(tǒng)芯片，是由基板構成，芯片焊接在基板上，在芯片上設有多個管腳，其特征在于所述芯片的管腳通過基板管腳與I個以上的液位傳感器進行連接；在芯片上設有參考基準模塊、電源模塊、可編程放大模塊、模數(shù)轉換模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、通信模塊、輸入輸出模塊、可調時鐘模塊和通信總線接口，各個功能模塊之間通過電連接方式進行連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種液位傳感系統(tǒng)芯片，其特征在于，所述芯片內部的各個功能模塊的連接關系為可編程放大模塊通過管腳與I個以上的液位傳感器進行連接并將其進行放大后傳輸?shù)侥?shù)轉換模塊中進行模擬信號輸入切換后將模擬信號傳輸至數(shù)據(jù)處理模塊中，同時參考基準模塊提供一個穩(wěn)定的電壓信號給模數(shù)轉換模塊實現(xiàn)信號的穩(wěn)定； 經(jīng)過模數(shù)轉換后的穩(wěn)定的數(shù)字信號傳輸至數(shù)據(jù)處理模塊中進行處理，分別得到了不同物理量信息，實現(xiàn)各個物理量的采集和變換，處理后的物理量信息傳輸?shù)酵ㄐ拍K中進行通訊并通過通信總線進行傳輸，電源模塊為各個功能模塊提供所需電源；可調時鐘模塊分別于連接模數(shù)轉換模塊，信號處理模塊和通訊模塊連接；其中，可調時鐘模塊分別為模數(shù)轉換模塊提供了模數(shù)轉換取樣的頻率，為數(shù)據(jù)處理模塊提供了數(shù)據(jù)處理模塊的工作速率，為通訊模塊提供了通訊速率；輸入輸出模塊的一端與數(shù)據(jù)處理模塊連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時操作和顯不O
3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種液位傳感系統(tǒng)芯片，其特征在于所述數(shù)據(jù)處理模塊包括3個子系統(tǒng)，分別是存儲系統(tǒng)，控制系統(tǒng)和處理系統(tǒng)；其中，所述存儲系統(tǒng)用于存儲不同液位傳感器所需的不同運行程序；所述控制系統(tǒng)用于控制通道切換的切換時序和可編程放大模塊的放大倍數(shù)；所述處理系統(tǒng)用于將數(shù)字信號還原成各種物理量。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的一種液位傳感系統(tǒng)芯片，其特征在于所述通訊模塊包含2個子系統(tǒng)，分別是發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)；其中，所述接收系統(tǒng)用于接收其它模塊和/或系統(tǒng)發(fā)射的命令；所述發(fā)射系統(tǒng)用于將采集到的不同物理量信息以約定的協(xié)議進行傳輸。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的一種液位傳感系統(tǒng)芯片，其特征在于所述通訊總線接口包含2個子系統(tǒng)，分別是總線驅動系統(tǒng)和靜電防護系統(tǒng)。
6.根據(jù)權利要求1、2或5所述的一種液位傳感系統(tǒng)芯片，其特征在于所述通訊總線接口可以同時輸出電流信號，電壓信號和通訊協(xié)議。
7.根據(jù)權利要求1或2所述的一種液位傳感系統(tǒng)芯片，其特征在于所述液位傳感器中可含有惠更斯電路并通過該電路中的電阻與芯片的管腳進行連接。
8.根據(jù)權利要求1或2所述的一種液位傳感系統(tǒng)芯片，其特征在于所述可調時鐘模塊連接通道切換模塊，為通道模塊提供可調節(jié)的時間切換，其可調時間范圍為10 μ s-10s ；所述可調時鐘模塊連接模數(shù)轉換模塊，為模數(shù)轉換模塊提供了模數(shù)轉換取樣的頻率， 其取樣頻率時間范圍為O.1kHz-1OOkHz ；所述可調時鐘模塊連接信號處理模塊，為數(shù)據(jù)處理模塊提供了數(shù)據(jù)處理模塊的工作速率，其工作速率時間范圍為IMHz-lOOMHz ；所述可調時鐘模塊連接通訊模塊，為通訊模塊提供了通訊速率，其通訊速率范圍為300bps-lMbps。
專利摘要本實用新型公開了一種液位傳感系統(tǒng)芯片，涉及一種半導體集成電路，其特征在于所述芯片的管腳通過基板管腳與1個以上的液位傳感器進行連接；在芯片上設有參考基準模塊、電源模塊、可編程放大模塊、模數(shù)轉換模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、通信模塊、輸入輸出模塊、可調時鐘模塊和通信總線接口，各個功能模塊之間通過電連接方式進行連接。優(yōu)點，可同時測量多個單一液體的物理量信息或者同時測量不同液體混合物的物理量信息或者液體與固體混合物的液位物理量信息與固體的高度物理量信息進行運算后并且根據(jù)不同的客戶需求將數(shù)據(jù)信息以電流信號，電壓信號和通訊協(xié)議的形式進行傳輸。同時具有集成度高，穩(wěn)定性高，傳輸數(shù)據(jù)準確，價格低廉，適用于各個工業(yè)領域中。
文檔編號G01F23/00GK202853680SQ201220319178
公開日2013年4月3日 申請日期2012年7月4日 優(yōu)先權日2012年7月4日
發(fā)明者黃正宇 申請人:黃正宇