一种高精度压力测量装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种高精度压力测量装置，包括测压元件、与测压元件相接的SIGMA-DELTA型模数转换器、与SIGMA-DELTA型模数转换器相接的处理器、对测压元件所测试压力值进行同步显示的显示单元和为处理器与显示单元进行供电的供电单元，显示单元与处理器相接，处理器和显示单元均与供电单元相接；测压元件为由四个压敏电阻R10、R20、R30和R40串接而成的惠斯通电桥，惠斯通电桥的两个输出端分别与SIGMA-DELTA模数转换器的两个输入端相接。本实用新型电路简单、设计合理、接线方便且投入成本较低、使用效果好，能有效解决现有数字压力表存在的投入成本较高、功耗高、测量精度较低等问题。
【专利说明】一种高精度压力测量装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于压力测量【技术领域】，尤其是涉及一种高精度压力测量装置。
【背景技术】
[0002]数字压力表作为一种在线测试压力仪表，在石油、化工、电力等领域应用极其广泛，在很多工业测试的场合，都需借助数字压力表进行测试。压力表自诞生以来，经历了由模拟压力表到数字压力表的发展历程。截止到目前为止，数字压力表已经逐步取代了模拟压力表并独占市场。公知的数字压力表一般由传感器电路、信号调理电路、单片机处理电路、键盘、显示电路以及电源管理电路等几个部分组成。因为数字压力表一般为高精度测量仪器，通常要求精度在0.1级、0.25级等，这就造成了以下几点困扰:第一、设计信号调理电路时，必须使用高精度的仪表放大器或者性能指标较好的运算放大器进行信号调理，这就使得整个系统的成本大大增加；第二、所采用的仪表放大器或者运算放大器会带来失调、温度漂移等问题，使得测试精度难以进一步提高；第三、所采用的信号调理电路会带来额外功耗，违背了数字压力表需要长时间工作的初衷。
实用新型内容
[0003]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种高精度压力测量装置，其电路简单、设计合理、接线方便且投入成本较低、使用效果好，能有效解决现有数字压力表存在的投入成本较高、功耗高、测量精度较低等问题。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种高精度压力测量装置，其特征在于:包括测压元件、与测压元件相接的SIGMA-DELTA型模数转换器、与SIGMA-DELTA型模数转换器相接的处理器、由处理器进行控制且对测压元件所测试压力值进行同步显示的显示单元和为处理器与显示单元进行供电的供电单元，所述显示单元与处理器相接，所述处理器和显示单元均与供电单元相接；所述测压元件为由四个压敏电阻RIO、R20、R30和R40串接而成的惠斯通电桥，所述惠斯通电桥的两个输出端分别与SIGMA-DELTA模数转换器的两个输入端相接。
[0005]上述一种高精度压力测量装置，其特征是:所述SIGMA-DELTA型模数转换器与处理器集成为一体且二者集成为自带SIGMA-DELTA型模数转换器的单片机。
[0006]上述一种高精度压力测量装置，其特征是:所述供电单元为3.6V锂电池。
[0007]上述一种高精度压力测量装置，其特征是:所述自带SIGMA-DELTA型模数转换器的单片机为MSP430F4XX系列单片机，所述惠斯通电桥的两个输出端分别与MSP430F4XX系列单片机的A+输入端和A-输入端相接。
[0008]上述一种高精度压力测量装置，其特征是:所述惠斯通电桥的两个输出端分别为AO输出端和Al输出端，所述惠斯通电桥中压敏电阻R20与R30的连接点为AO输出端且其与MSP430F4XX系列单片机的A+输入端相接，压敏电阻RlO与R40的连接点为Al输出端且其与MSP430F4XX系列单片机的A-输入端相接；压敏电阻RlO与R20的连接点分两路，一路经滤波电容Cl后接地，另一路经由电阻Rl和R2串接而成的电阻分压电路后接地；压敏电阻R30与R40之间的连接点接地；压敏电阻RlO与R20的连接点接MSP430F4XX系列单片机的P2.2输入端，电阻Rl和R2的连接点接MSP430F4XX系列单片机的Vref输入端。
[0009]上述一种高精度压力测量装置，其特征是:所述显示单元为IXD液晶显示器。
[0010]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0011]1、电路简单、设计合理且接线方便，投入成本较低。
[0012]2、使用操作简便且使用效果好，SIGMA-DELTA型模数转换器带有可编程增益放大器(PGA),它非常方便与电桥、热电偶等微弱传感器信号连接,而且由于SIGMA-DELTA型模数转换器(16位ADC)采用数字电路实现，避免了模拟电路出现的失调、温漂、上下轨等问题，因而能完全代替现有的高性能模拟放大器，使得微控制器(具体是MSP430F4XX系列单片机)能直接采集传感器信号，无需再进行放大处理，因而采用本实用新型能省去传统压力测量装置所采用的信号调理电路，一方面降低了原有投在仪表放大器或者运算放大器上的成本；另一方面提高了测量精度，降低了功耗。综上，本实用新型具有投入成本较低、测量精度高等优点。
[0013]综上所述，本实用新型电路简单、设计合理、接线方便且投入成本较低、使用效果好，能有效解决现有数字压力表存在的投入成本较高、功耗高、测量精度较低等问题。
[0014]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型的电路原理框图。
[0016]图2为本实用新型测压元件与处理器的电路原理图。
[0017]附图标记说明:
[0018]I 一测压元件；2—处理器；3—显示单元；
[0019]4一供电单元；5 — SIGMA-DELTA型模数转换器。
【具体实施方式】
[0020]如图1、图2所示，本实用新型包括测压元件1、与测压元件I相接的SIGMA-DELTA型模数转换器5、与SIGMA-DELTA型模数转换器5相接的处理器2、由处理器2进行控制且对测压元件I所测试压力值进行同步显示的显示单元3和为处理器2与显示单元3进行供电的供电单元4，所述显示单元3与处理器2相接，所述处理器2和显示单元3均与供电单元4相接；所述测压元件I为由四个压敏电阻R10、R20、R30和R40串接而成的惠斯通电桥，所述惠斯通电桥的两个输出端分别与SIGMA-DELTA模数转换器5的两个输入端相接。
[0021]本实施例中，所述SIGMA-DELTA型模数转换器5与处理器2集成为一体且二者集成为自带SIGMA-DELTA型模数转换器的单片机。
[0022]本实施例中，所述自带SIGMA-DELTA型模数转换器的单片机为MSP430F4XX系列单片机，所述惠斯通电桥的两个输出端分别与MSP430F4XX系列单片机的A+输入端和A-输入
端相接。
[0023]实际接线时，所述惠斯通电桥的两个输出端分别为AO输出端和Al输出端，所述惠斯通电桥中压敏电阻R20与R30的连接点为AO输出端且其与MSP430F4XX系列单片机的A+输入端相接，压敏电阻RlO与R40的连接点为Al输出端且其与MSP430F4XX系列单片机的A-输入端相接；压敏电阻RlO与R20的连接点分两路，一路经滤波电容Cl后接地，另一路经由电阻Rl和R2串接而成的电阻分压电路后接地。压敏电阻R30与R40之间的连接点接地。压敏电阻RlO与R20的连接点接MSP430F4XX系列单片机的P2.2输入端，电阻Rl和R2的连接点接MSP430F4XX系列单片机的Vref输入端。
[0024]本实施例中，所述供电单元4为3.6V锂电池。所述显示单元3为IXD液晶显示器。
[0025]所述测压元件I的两个输出端分别与MSP430F4XX系列单片机的A+与A-输入端相接，由电阻Rl和R2串接而成的电阻分压电路为MSP430F4XX系列单片机提供基准电压。实际使用时，MSP430F4XX系列单片机内部自带的SIGMA-DELTA型模数转换器5中带有对测压元件I所测得的压力信号进行放大的可编程增益放大器，且对测压元件I所测得的压力信号进行放大后，再由SIGMA-DELTA型模数转换器5进行模数转化，并且MSP430F4XX系列单片机再将测压元件I所测得的压力值通过显示单元3进行同步显示。
[0026]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【权利要求】
1.一种高精度压力测量装置，其特征在于:包括测压元件(I)、与测压元件(I)相接的SIGMA-DELTA型模数转换器(5)、与SIGMA-DELTA型模数转换器(5)相接的处理器(2)、由处理器(2)进行控制且对测压元件(I)所测试压力值进行同步显示的显示单元(3)和为处理器(2)与显示单元(3)进行供电的供电单元(4)，所述显示单元(3)与处理器(2)相接，所述处理器(2)和显示单元(3)均与供电单元(4)相接；所述测压元件(I)为由四个压敏电阻RIO、R20、R30和R40串接而成的惠斯通电桥，所述惠斯通电桥的两个输出端分别与SIGMA-DELTA模数转换器(5)的两个输入端相接。
2.按照权利要求1所述的一种高精度压力测量装置，其特征在于:所述SIGMA-DELTA型模数转换器(5)与处理器(2)集成为一体且二者集成为自带SIGMA-DELTA型模数转换器的单片机。
3.按照权利要求1或2所述的一种高精度压力测量装置，其特征在于:所述供电单元(4)为3.6V锂电池。
4.按照权利要求2所述的一种高精度压力测量装置，其特征在于:所述自带SIGMA-DELTA型模数转换器的单片机为MSP430F4XX系列单片机，所述惠斯通电桥的两个输出端分别与MSP430F4XX系列单片机的A+输入端和A-输入端相接。
5.按照权利要求4所述的一种高精度压力测量装置，其特征在于:所述惠斯通电桥的两个输出端分别为AO输出端和Al输出端，所述惠斯通电桥中压敏电阻R20与R30的连接点为AO输出端且其与MSP430F4XX系列单片机的A+输入端相接，压敏电阻RlO与R40的连接点为Al输出端且其与MSP430F4XX系列单片机的A-输入端相接；压敏电阻RlO与R20的连接点分两路，一路经滤波电容Cl后接地，另一路经由电阻Rl和R2串接而成的电阻分压电路后接地；压敏电阻R30与R40之间的连接点接地；压敏电阻RlO与R20的连接点接MSP430F4XX系列单片机的P2.2输入端，电阻Rl和R2的连接点接MSP430F4XX系列单片机的Vref输入端。
6.按照权利要求1或2所述的一种高精度压力测量装置，其特征在于:所述显示单元(3)为LCD液晶显不器。
【文档编号】G01L9/18GK203719815SQ201420051684
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年1月27日 优先权日:2014年1月27日
【发明者】王炳生, 王军强 申请人:西安东晶测控设备有限公司