本實(shí)用新型涉及壓力測(cè)量電路領(lǐng)域，尤其涉及一種數(shù)字顯示的壓力測(cè)量?jī)x器電路。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和電子工業(yè)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外相繼推出各種傳感器、集成傳感器、大規(guī)模集成電路(LSI)及超大規(guī)模集成電路(VLSI)，這為開發(fā)各種數(shù)字儀表，智能數(shù)字儀表提供了極大的方便。采用新技術(shù)、新工藝，由傳感器、LSI或VLSI及相應(yīng)的外圍電路設(shè)計(jì)而成的新型數(shù)字儀表的大量問(wèn)世，標(biāo)志著電子儀器領(lǐng)域的一場(chǎng)革命，也開創(chuàng)了電子測(cè)量的先河。例如，在數(shù)字電壓表的基礎(chǔ)上，配上溫度、力、壓力等傳感器(集成傳感器)及相應(yīng)外圍電路，即可構(gòu)成一塊數(shù)字式溫度計(jì)(測(cè)量?jī)x)、力(測(cè)量?jī)x)、壓力計(jì)(測(cè)量?jī)x)等各種新型通用、專用數(shù)字儀表或測(cè)量系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了壓力測(cè)量?jī)x器讀數(shù)的客觀性和準(zhǔn)確性，符合人們的讀數(shù)習(xí)慣，減輕視覺(jué)疲勞，本實(shí)用新型提供了數(shù)字壓力測(cè)量?jī)x器電路。

本實(shí)用新型采用以下解決技術(shù)問(wèn)題的方案：

數(shù)字壓力測(cè)量?jī)x器電路，其特征在于，包括：

壓阻式傳感器，通過(guò)感應(yīng)外界壓力而輸出與所述壓力成正比的電壓信號(hào)；

運(yùn)算放大電路，同相放大所述電壓信號(hào)；

模數(shù)轉(zhuǎn)換器，對(duì)所述運(yùn)算放大電路輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行分析處理，進(jìn)而輸出位選通信號(hào)和BCD碼數(shù)據(jù)，若所述BCD碼中出現(xiàn)過(guò)量程情況，則輸出過(guò)量程信號(hào)；

譯碼器，把所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的所述BCD碼轉(zhuǎn)換成七段信號(hào)；

數(shù)碼管顯示器，將所述譯碼器輸出的七段信號(hào)進(jìn)行數(shù)字顯示；

驅(qū)動(dòng)器，接收所述位選通信號(hào)，驅(qū)動(dòng)所述數(shù)碼管顯示器進(jìn)行顯示；

觸發(fā)器，接收所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的過(guò)量程信號(hào)，以數(shù)據(jù)鎖存方式，通過(guò)所述譯碼器控制所述數(shù)碼管進(jìn)行閃爍顯示。

可選的，所述運(yùn)算放大電路包括運(yùn)算放大器、第十電位器、第十一電阻和第十二電阻；

所述第十一電阻和所述第十電位器串聯(lián)在所述運(yùn)算放大器的負(fù)相輸入端和所述運(yùn)算放大器的輸出端之間，所述運(yùn)算放大器的負(fù)相輸入端電連接所述第十二電阻至所述壓阻式傳感器的負(fù)電壓輸出端，所述運(yùn)算放大器的同相輸入端與所述壓阻式傳感器的正電壓輸出端連接。

進(jìn)一步的，所述運(yùn)算放大器的型號(hào)為ICL7650。

較佳的，所述觸發(fā)器的時(shí)鐘脈沖輸入端口與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換周期結(jié)束標(biāo)志位輸出端連接，所述觸發(fā)器的數(shù)據(jù)輸入端口和所述觸發(fā)器的反碼輸出端與所述譯碼器的消隱控制端連接，所述觸發(fā)器的復(fù)位端與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的過(guò)量程標(biāo)志位端連接，所述觸發(fā)器的置位端接地。

進(jìn)一步的，所述觸發(fā)器的型號(hào)為CD4013。

較佳的，所述驅(qū)動(dòng)器的輸入端與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的位選通信號(hào)端連接，所述驅(qū)動(dòng)器的輸出端與所述數(shù)碼管顯示器公共陰極端連接。

進(jìn)一步的，所述驅(qū)動(dòng)器的型號(hào)為MC1413。

較佳的，該測(cè)量?jī)x器電路還包括讀數(shù)保持電路，其中，

所述讀數(shù)保持電路包括第二十二電阻、一開關(guān)；

所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志輸出端電連接所述第二十二電阻至所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的實(shí)時(shí)輸出控制端，所述實(shí)時(shí)輸出控制端電連接所述開關(guān)至所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的負(fù)電源端口。

較佳的，該測(cè)量?jī)x器電路還包括高頻濾波電路，其中，

所述高頻濾波電路包括第二十一電阻和第二十一電容，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的電壓輸入端與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的模擬地之間連接所述第二十一電容，所述電壓輸入端連接所述第二十一電阻至所述運(yùn)算放大器的輸出端，所述模擬地接地。

本實(shí)用新型具有以下有益的技術(shù)效果：

具有體積小、工作可靠、電路簡(jiǎn)單、使用方便等優(yōu)點(diǎn)；

采用先進(jìn)的數(shù)顯技術(shù)，測(cè)量結(jié)果一目了然，更符合人們的讀數(shù)習(xí)慣；

具有高準(zhǔn)確度、高分辨率、高性價(jià)比等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的數(shù)字壓力測(cè)量?jī)x器電路框圖；

圖2是本實(shí)用新型一實(shí)施例提供的數(shù)字壓力測(cè)量?jī)x器電路原理圖。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合圖1和圖2通過(guò)具體的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的解釋說(shuō)明。

請(qǐng)綜合參考圖1和圖2，數(shù)字壓力測(cè)量?jī)x器電路，包括：

壓阻式傳感器DYC-103，通過(guò)感應(yīng)外界壓力而輸出與壓力成正比的電壓信號(hào)；

恒流源，向壓阻式傳感器DYC-103恒流供電；

穩(wěn)壓電源，向壓阻式傳感器DYC-103提供穩(wěn)定電壓；

運(yùn)算放大電路，同相放大電壓信號(hào)；

負(fù)電源變換器，向斬波放大電路提供負(fù)電壓；

模數(shù)轉(zhuǎn)換器MC14433，對(duì)運(yùn)算放大電路輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行分析處理，進(jìn)而輸出位選通信號(hào)和BCD碼數(shù)據(jù)，若BCD碼中出現(xiàn)過(guò)量程情況，則輸出過(guò)量程信號(hào)；

基準(zhǔn)電壓源電路，向模數(shù)轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)電路提供基準(zhǔn)電壓；

譯碼器CD4511，把模數(shù)轉(zhuǎn)換器MC14433輸出的BCD碼轉(zhuǎn)換成七段信號(hào)；

數(shù)碼管顯示器，將譯碼器CD4511輸出的七段信號(hào)進(jìn)行數(shù)字顯示；

驅(qū)動(dòng)器MC1413，接收位選通信號(hào)，驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示器進(jìn)行顯示；

觸發(fā)器CD4013，接收模數(shù)轉(zhuǎn)換器MC14433輸出的過(guò)量程信號(hào)，以數(shù)據(jù)鎖存方式，通過(guò)譯碼器CD4511控制數(shù)碼管進(jìn)行閃爍顯示。

運(yùn)算放大電路包括運(yùn)算放大器ICL7650、第十電位器RP10、第十一電阻R11和第十二電阻R12；

第十一電阻R11和第十電位器RP10串聯(lián)在運(yùn)算放大器ICL7650的負(fù)相輸入端和運(yùn)算放大器ICL7650的輸出端之間，運(yùn)算放大器ICL7650的負(fù)相輸入端電連接第十二電阻R12至壓阻式傳感器DYC-103的負(fù)電壓輸出端，運(yùn)算放大器ICL7650的同相輸入端與壓阻式傳感器DYC-103的正電壓輸出端連接。

ICL7650是Intersil公司利用動(dòng)態(tài)校零技術(shù)和CMOS工藝制作的斬波穩(wěn)零式高精度運(yùn)算放大器，ICL7650型超低漂移、斬波自穩(wěn)零式精密運(yùn)算放大器作同相放大，電壓增益為10倍，可將0～100mV的微弱電壓信號(hào)精確地放大到1V，與數(shù)字電壓表DVM匹配。ICL7650采用14腳雙列直插式封裝或8腳金屬殼封裝，當(dāng)采用14腳雙列直插式封裝的ICL7650時(shí)，應(yīng)在蘇1、2腳分別接記憶電容C1、C2，推薦值為0.1uf，第8腳為C1、C2的公共端，該級(jí)運(yùn)放準(zhǔn)確度優(yōu)于±0.5％。

觸發(fā)器CD4013的時(shí)鐘脈沖輸入端口CP與模數(shù)轉(zhuǎn)換器MC14433的轉(zhuǎn)換周期結(jié)束標(biāo)志位EOC連接，觸發(fā)器CD4013的數(shù)據(jù)輸入端口D和觸發(fā)器CD4013的反碼輸出端與譯碼器CD4511的消隱控制端連接，觸發(fā)器CD4013的復(fù)位端R與模數(shù)轉(zhuǎn)換器MC14433的過(guò)量程標(biāo)志位端連接，觸發(fā)器CD4013的置位端S接地。

驅(qū)動(dòng)器MC1413的輸入端I₁-I₄與模數(shù)轉(zhuǎn)換器MC14433的位選通信號(hào)端DS₁-DS₄連接，驅(qū)動(dòng)器MC1413的輸出端O₁-O₄與數(shù)碼管顯示器公共陰極端連接。

數(shù)字壓力測(cè)量?jī)x器電路還包括讀數(shù)保持電路，其中，

讀數(shù)保持電路包括第二十二電阻R22、一開關(guān)S；

模數(shù)轉(zhuǎn)換器MC14433的轉(zhuǎn)換周期結(jié)束標(biāo)志位EOC電連接第二十二電阻R22至模數(shù)轉(zhuǎn)換器MC14433的實(shí)時(shí)輸出控制端DU，實(shí)時(shí)輸出控制端DU電連接開關(guān)S至模數(shù)轉(zhuǎn)換器MC14433的負(fù)電源端口U_SS，每一模數(shù)轉(zhuǎn)換周期結(jié)束，轉(zhuǎn)換周期結(jié)束標(biāo)志位EOC端輸出一正脈沖，其脈沖寬度為時(shí)鐘信號(hào)周期的1/2；

當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)能正常進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果的顯示，顯示值被不斷的刷新；當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)。DU＝0/，模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果被長(zhǎng)期保持下來(lái)，此時(shí)模數(shù)處于鎖存狀態(tài)。保持時(shí)間即開關(guān)閉合時(shí)間，S稱為讀數(shù)保持開關(guān)。

數(shù)字壓力測(cè)量?jī)x器電路還包括高頻濾波電路，其中，

高頻濾波電路包括第二十一電阻R21和第二十一電容C21，模數(shù)轉(zhuǎn)換器MC14433的電壓輸入端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器MC14433的模擬地之間連接第二十一電容C21，電壓輸入端連接第二十一電阻R21至運(yùn)算放大器ICL7650的輸出端，模擬地U_AG接地。

高頻濾波器有兩個(gè)作用：第一是濾除高頻干擾，消除外噪聲干擾的影響，提高儀表的信噪比；第二是通過(guò)R21的限流作用，防止因輸入信號(hào)電流過(guò)大而損壞芯片，避免因感應(yīng)到瞬間高壓而將輸入端擊穿。鑒于高頻濾波器的作用，一般取R21＝1MΩ、C21＝0.1μF。

基準(zhǔn)電壓源電路包括一電壓源MC1403和一電位器RP，電位器RP的一端與電壓源MC1403的接地端連接，電位器RP的另一端與電壓源MC1403的輸出端連接，電位器RP用以獲得正基準(zhǔn)電壓，供模數(shù)轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)電路作參考電壓。

MC14433要求外部提供一個(gè)正基準(zhǔn)電壓U_REF，DVM如要達(dá)到滿度輸出，取U_M＝2v，根據(jù)前面MC1443主要性能特點(diǎn)知：基準(zhǔn)電壓U_REF與量程之間為1:1關(guān)系，故本設(shè)計(jì)取U_REF＝U_M＝2VU_REF的穩(wěn)定性對(duì)A/D轉(zhuǎn)換的精度、對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的測(cè)量精度有很大的影響，應(yīng)當(dāng)采用高精度電壓源。

數(shù)碼管顯示器工作的原理：

模數(shù)轉(zhuǎn)換器MC14433通過(guò)位選信號(hào)DS1～DS4進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描，譯碼器CD4511將模數(shù)轉(zhuǎn)換器MC14433的轉(zhuǎn)換結(jié)果以數(shù)字方式實(shí)現(xiàn)四位數(shù)字的LED發(fā)光數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描顯示。位選信號(hào)DS1～DS4輸出多路調(diào)制選通脈沖信號(hào)。DS選通脈沖為高電平時(shí)表示對(duì)應(yīng)的數(shù)位被選通，此時(shí)該位數(shù)據(jù)在Q0～Q3端輸出。位選信號(hào)DS和轉(zhuǎn)換周期結(jié)束標(biāo)志位EOC的時(shí)序關(guān)系是在轉(zhuǎn)換周期結(jié)束標(biāo)志位EOC脈沖結(jié)束后，緊接著是DS1輸出正脈沖。以下依次為位選信號(hào)DS2，位選信號(hào)DS3和位選信號(hào)DS4。在對(duì)應(yīng)DS2，DS3和DS4選通期間，Q0～Q3輸出BCD全位數(shù)據(jù)，即以8421碼方式輸出對(duì)應(yīng)的數(shù)字0～9。在DS1選通期間，Q0～Q3輸出千位的半位數(shù)0或l及過(guò)量程、欠量程和極性標(biāo)志信號(hào)。轉(zhuǎn)換周期結(jié)束標(biāo)志位EOC提供觸發(fā)器CD4013時(shí)鐘脈沖信號(hào)，置位端S接地，觸發(fā)器CD4013的D端數(shù)字被鎖存到Q端，由于D端與連接，在過(guò)量程標(biāo)志位輸出低電平的情況下，端輪流輸出高低電平，進(jìn)而控制譯碼器CD4511的消隱控制端使得所述數(shù)碼管顯示器閃爍顯示。

本實(shí)用新型具有以下有益的技術(shù)效果：

具有體積小、工作可靠、電路簡(jiǎn)單、使用方便等優(yōu)點(diǎn)；

采用先進(jìn)的數(shù)顯技術(shù)，測(cè)量結(jié)果一目了然，更符合人們的讀數(shù)習(xí)慣；

具有高準(zhǔn)確度、高分辨率、高性價(jià)比等優(yōu)點(diǎn)。

以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。