專利名稱：手持式流體壓力波形測(cè)量?jī)x的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
中，國(guó)內(nèi)外機(jī)械、冶金、化工等行業(yè)為獲得各種流體的壓力信息，主要是通過(guò)各種固定的機(jī)械式或數(shù)字壓力表來(lái)讀取的。它們的動(dòng)態(tài)特性差、信息量少、其智能水平低，通常不能記錄和保存數(shù)據(jù)，而且只能測(cè)量單個(gè)測(cè)量點(diǎn)的壓力，當(dāng)要測(cè)量多點(diǎn)壓力時(shí)，要使用多個(gè)壓力表，測(cè)量成本提高。近年來(lái)的專利文獻(xiàn)中，也出現(xiàn)了各種數(shù)字式顯示壓力表，其中“防爆數(shù)字式氣壓計(jì)”(專利申請(qǐng)?zhí)枮?5103195)，“中程數(shù)字式測(cè)壓表”(專利申請(qǐng)?zhí)枮?8213319.5)，“液晶顯示數(shù)字壓力表”(專利申請(qǐng)?zhí)枮?2211423.4)均采用數(shù)字顯示方式，它只能顯示一個(gè)測(cè)點(diǎn)的壓力信號(hào)，無(wú)法測(cè)量和顯示多個(gè)測(cè)點(diǎn)的壓力信號(hào)，因此要大量使用時(shí)成本較高，而且它們只能測(cè)量靜態(tài)的壓力，對(duì)壓力的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程就無(wú)法進(jìn)行測(cè)量和顯示，它們既無(wú)記錄功能，也不具備通訊功能，其智能水平低。
本發(fā)明的目的是提供一種對(duì)流體壓力波形進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)顯示、存貯的流體壓力測(cè)量?jī)x，能解決背景技術(shù)中所存在的問(wèn)題。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是它包括信號(hào)調(diào)理電路、單片機(jī)、串行通訊電路、電源管理電路、液晶顯示器、鍵盤電路、RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器控制電路、RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、ROM程序存儲(chǔ)器、觸發(fā)信號(hào)輸入/輸出電路；壓力信號(hào)通過(guò)壓力傳感器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)調(diào)理電路成為標(biāo)準(zhǔn)的電壓信號(hào)接入單片機(jī)，單片機(jī)還分別接串行通訊電路，電源管理電路，液晶顯示器，鍵盤電路，RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器控制電路，RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，ROM程序存儲(chǔ)器，觸發(fā)信號(hào)輸入/輸出電路，電源管理電路分別與液晶顯示器和RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器控制電路連接，RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器控制電路接RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。
80C552單片機(jī)，其TXD、RXD口接串行通訊電路，其NPSIG、BRIGHT口接電源管理電路，其LCDC1～LCDC5、LCDD0～LCDD3口接DG16150液晶顯示器，其SCAN0、SCAN1、RETURN0～RETURN3口接鍵盤電路，其A15、PSEN、RESET口接RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器控制電路，其A8～A15、D0～D7、RAM0、RAM1、WR、RD口接兩片628128 RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，其D0～D7、PSEN口接27C512 ROM程序存儲(chǔ)器，其TRIGER-IN、TRIGER-OUT口接觸發(fā)信號(hào)輸入/輸出電路。
RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器控制電路，它包括由LM324運(yùn)算放大器U7構(gòu)成的施密特觸發(fā)器和74HC138芯片U6，U6由電源管理電路提供電源V-PROT，其CSRAM1、CSRAM2口分別接兩片628128 RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器U5和U4，其A15、PSEN、RESET信號(hào)接80C552單片機(jī)。
電源管理電路它包括由兩極管D3、D4，電容C7，電阻R10和電池B1構(gòu)成的RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器專用的保護(hù)電源；三極管N3，電阻R9，連接器J1構(gòu)成的液晶背景光控制電路；電阻R6、R7、R8，三極管N2，電感L1，兩極管D2，電容C5、C6構(gòu)成的負(fù)液晶工作電源發(fā)生電路；三極管N2的基極經(jīng)電阻R6接單片機(jī)的NPSIG口，三極管N3的基極經(jīng)電阻R9接單片機(jī)的BRIGHT口。
觸發(fā)信號(hào)輸入/輸出電路它包括由三極管N4，連接器J2，電阻R11，光電隔離芯片構(gòu)成，光電隔離輸入接口的TRIGER-IN口和三極管N4基極的TRIGER-OUT口接單片機(jī)。
本發(fā)明與背景技術(shù)相比，所具有的有益的效果是1.將采集到的壓力信息數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，可靠性好；2.采用點(diǎn)陣式液晶對(duì)采集到的流體壓力波形進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，顯示形象直觀；3.其智能化水平高，能夠同步測(cè)試多個(gè)測(cè)點(diǎn)的壓力波形；4.壓力波形數(shù)據(jù)能夠長(zhǎng)時(shí)間存貯，儀器功耗低，工作時(shí)間長(zhǎng)；5.通過(guò)觸發(fā)可將任意多個(gè)測(cè)量?jī)x進(jìn)行聯(lián)接，組成一個(gè)多參數(shù)采集系統(tǒng)。
此外，本發(fā)明采用便攜式結(jié)構(gòu)，攜帶方便、成本低，特別是對(duì)鋼鐵、橡膠、化工等企業(yè)的大型液壓設(shè)備的壓力狀態(tài)巡回檢測(cè)、監(jiān)視具有重要意義。


圖1、手持式流體壓力波形測(cè)量?jī)x的結(jié)構(gòu)框圖；圖2、多臺(tái)測(cè)量?jī)x的級(jí)聯(lián)原理圖；圖3、單片機(jī)系統(tǒng)電路圖；圖4、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器控制電路圖；圖5、電源管理電路圖；圖6、觸發(fā)輸入/輸出電路圖。
下面結(jié)合附圖，通過(guò)對(duì)實(shí)施例的描述，給出本發(fā)明的細(xì)節(jié)。
測(cè)量?jī)x的工作原理如圖1所示，工作過(guò)程1.壓力信號(hào)通過(guò)傳感器1轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理電路2進(jìn)行放大和濾波，成為標(biāo)準(zhǔn)的電壓信號(hào)，再由80C552單片機(jī)3內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)；2.數(shù)字方式的壓力信號(hào)，在一定的觸發(fā)條件下，由單片機(jī)3存入兩片628128 RAM大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器9中存放，程序由27C512 ROM程序存儲(chǔ)器10提供；3.通過(guò)光電隔離的觸發(fā)輸入/輸出電路11，當(dāng)外部的觸發(fā)信號(hào)可以觸發(fā)儀器進(jìn)行采集與存儲(chǔ)，儀器就輸出觸發(fā)信號(hào)；4. 單片機(jī)3將RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器9中的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)處理以后，送到DG16150點(diǎn)陣式液晶顯示器6以波形與數(shù)字的形式進(jìn)行顯示；5.通過(guò)串行通訊電路4，單片機(jī)3可以與主計(jì)算機(jī)進(jìn)行雙工串行通訊；6.通過(guò)鍵盤電路7，儀器可以接受用戶的指令；7.單片機(jī)3可以通過(guò)電源管理電路5進(jìn)行控制，產(chǎn)生液晶顯示所需要的負(fù)電源和照明用的背景光電源；8.RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器控制電路8，根據(jù)單片機(jī)3的控制信號(hào)，以及電源管理電路5提供的保護(hù)電源對(duì)RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器9的存儲(chǔ)芯片進(jìn)行控制。
多臺(tái)壓力測(cè)量?jī)x的級(jí)聯(lián)原理如圖2所示(圖中為七臺(tái)儀器級(jí)聯(lián))，儀器1的輸出與儀器2、3、4的輸入并聯(lián)，儀器4、5、6、7之間為串聯(lián)。多臺(tái)儀器進(jìn)行級(jí)聯(lián)的目的，在于使各臺(tái)儀器在相同的時(shí)刻對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，使各組數(shù)據(jù)之間具有可比性。測(cè)量?jī)x1作為主控制儀器對(duì)儀器2、3、4通過(guò)觸發(fā)信號(hào)進(jìn)行控制，而每一臺(tái)從控制儀器又可以對(duì)其他的儀器5、6、7進(jìn)行控制，這樣儀器就可以不斷地級(jí)聯(lián)下去。
單片機(jī)系統(tǒng)電路如圖3所示，單片機(jī)3為80C552，RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器9為兩片628128，ROM程序存儲(chǔ)器10為27C512。共64KB的程序存儲(chǔ)器，2561B的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。單片機(jī)3的輸入/輸出接口分別接串行通訊電路4，電源管理電路5，液晶顯示器6，鍵盤電路7，RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器控制電路8，RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器9，ROM程序存儲(chǔ)器10，觸發(fā)信號(hào)輸入/輸出電路11。
ROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器控制電路如圖4所示，也稱數(shù)據(jù)掉電保護(hù)存儲(chǔ)電路，運(yùn)算放大器U7構(gòu)成的施密特觸發(fā)器，通過(guò)電源及標(biāo)準(zhǔn)2.5V電壓進(jìn)行比較，監(jiān)視系統(tǒng)電源正常與否。如果電源低于4.5V就進(jìn)行電源存儲(chǔ)保護(hù)。U6芯片74HC138作為存儲(chǔ)控制器完成對(duì)存儲(chǔ)器的最后管理。
電源管理電路如圖5所示，來(lái)自于單片機(jī)3的控制信號(hào)NPSIG以PWM方式控制三極管N2的開關(guān)，對(duì)電感L1進(jìn)行充放電，在電感L1放電過(guò)程中，生成負(fù)電源VEE，VEE用于液晶顯示。三極管N3與連接器J1構(gòu)成液晶背景光控制電路，BRIGHT為單片機(jī)3產(chǎn)生的控制信號(hào)。信號(hào)BRIGHT通過(guò)限液電阻R9對(duì)三極管N3進(jìn)行控制。兩極管D3、D4、電阻R10、電容C7和電池B1構(gòu)成數(shù)據(jù)存貯器專用的保護(hù)電源電路，V-PROT為保護(hù)電壓。
觸發(fā)輸入/輸出電路如圖6所示，觸發(fā)信號(hào)通過(guò)三極管N4放大后輸出。外界的觸發(fā)信號(hào)經(jīng)過(guò)保護(hù)電阻R11之后，再經(jīng)過(guò)TIL117光電隔離芯片的光電隔離，變?yōu)閱纹瑱C(jī)可接收的信號(hào)。
本發(fā)明中的壓力傳感器1采用硅橋式(或電阻應(yīng)變式)壓力敏感元件；信號(hào)調(diào)理電路2采用標(biāo)準(zhǔn)三運(yùn)放儀用放大器和三階低通濾波組成；串行通訊電路4為1CL232；鍵盤電路7為2×4觸摸式功能鍵盤；液晶顯示器6為高分辨率點(diǎn)陣液晶；電池部分為一只6V/2.4Ah主工作電池及一只3.6V/60Ab的保護(hù)電池。
權(quán)利要求
1.一種手持式流體壓力波形測(cè)量?jī)x，其特征是它包括信號(hào)調(diào)理電路[2]、單片機(jī)[3]、串行通訊電路[4]、電源管理電路[5]、液晶顯示器[6]、鍵盤電路[7]、RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器控制電路[8]、RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器[9]、ROM程序存儲(chǔ)器[10]、觸發(fā)信號(hào)輸入/輸出電路[11]；壓力信號(hào)通過(guò)壓力傳感器[1]轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)調(diào)理電路[2]成為標(biāo)準(zhǔn)的電壓信號(hào)接入單片機(jī)[3]，單片機(jī)[3]還分別接串行通訊電路[4]，電源管理電路[5]，液晶顯示器[6]，鍵盤電路[7]，RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器控制電路[8]，RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器[9]，ROM程序存儲(chǔ)器[10]，觸發(fā)信號(hào)輸入/輸出電路[11]，電源管理電路[5]分別與液晶顯示器[6]和RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器控制電路[8]連接，RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器控制電路[8]接RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器[9]。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式流體壓力波形測(cè)量?jī)x，其特征是1)80C552單片機(jī)[3]其TXD、RXD口接串行通訊電路[4]，其NPSIG、BRIGHT口接電源管理電路[5]，其LCDC1～LCDC5、LCDD0～LCDD3口接DG16150液晶顯示器[6]，其SCAN0、SCAN1、RETURN0～RETURN3口接鍵盤電路[7]，其A15、PSEN、RESET口接RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器控制電路[8]，其A8～A15、D0～D7、RAM0、RAM1、WR、RD口接兩片628128 RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器[9]，其D0～D7、PSEN口接27C512 ROM程序存儲(chǔ)器[10]，其TRIGER-IN、TRIGER-OUT口接觸發(fā)信號(hào)輸入/輸出電路[11]；2)RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器控制電路[8]，它包括由LM324運(yùn)算放大器U7構(gòu)成的施密特觸發(fā)器和74HC138芯片U6，U6由接電源管理電路[5]提供電源V-PROT，其CSRAM1、CSRAM2口分別接兩片628128 RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器U5和U4，其A15、PSEN、RESET信號(hào)接80C552單片機(jī)[3]；3)電源管理電路[5]它包括由兩極管D3、D4，電容C7，電阻R10和電池B1構(gòu)成的RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器專用的保護(hù)電源；三極管N3，電阻R9，連接器J1構(gòu)成的液晶背景光控制電路；電阻R6、R7、R8，三極管N2，電感L1，兩極管D2，電容C5、C6構(gòu)成的負(fù)液晶工作電源發(fā)生電路；三極管N2的基極經(jīng)電阻R6接單片機(jī)[3]的NPSIG口，三極管N3的基極經(jīng)電阻R9接單片機(jī)[3]的BRIGHT口；4)觸發(fā)信號(hào)輸入/輸出電路[11]它包括由三極管N4，連接器J2，電阻R11，光電隔離芯片構(gòu)成，光電隔離輸入接口的TRIGER-IN口和三極管N4基極的TRIGER-OUT口接單片機(jī)[3]。
全文摘要
一種手持式流體壓力波形測(cè)量?jī)x,包括壓力傳感器、調(diào)理電路、單片機(jī)、串行通訊電路、電源管理電路、液晶顯示器、鍵盤電路、RAM控制電路、RAM存儲(chǔ)器、ROM存儲(chǔ)器、觸發(fā)信號(hào)輸入/輸出電路。將采集到的壓力信息數(shù)據(jù)送到計(jì)算機(jī)內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊;采用點(diǎn)陣式液晶對(duì)采集到的流體壓力波形進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示;記錄、存貯采集的流體壓力動(dòng)態(tài)信息,并具有長(zhǎng)時(shí)間掉電存貯功能;智能化水平高、攜帶方便、成本低;可用在大型液壓設(shè)備的壓力狀態(tài)巡回檢測(cè)監(jiān)視。
文檔編號(hào)G01L7/00GK1182875SQ9711971
公開日1998年5月27日 申請(qǐng)日期1997年9月30日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月30日
發(fā)明者陳章位, 方志宏 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)