压力检测器的制作方法

本实用新型属于压力检测技术领域，具体涉及一种用于检测压力大小的压力检测器。

背景技术：

随着工业技术的发展，高精度的测量方式越来越受到人们的需要。由于传统指针式压力表检测误差大，且人工读取又进一步造成误差。此外，传统指针式压力表体积较大，携带不方便且价格较高。因此，能够精确检测压力值的压力检测装置越发受到欢迎。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种能够精确检测压力值的压力检测器。

本实用新型包括电池组、供电模块、电量检测模块、信号处理模块和单片机。所述的电池组由两节串联的1.5V干电池组成；所述的供电模块通过稳压芯片将电池组的电压稳压到3.3V为单片机及信号处理模块供电。所述的电量检测模块检测电池组的输出电压值并传输给单片机，得出电池组的剩余电量。

所述的信号处理模块包括压力传感器、基准电压芯片、精密放大器和仪表放大器；所述的压力传感器为扩散硅压力传感器；所述的基准电压芯片采用REF3325AIDBZR基准电压芯片；所述的精密放大器采用OPA333AIDBVR放大器；所述的仪表放大器采用INA333A仪表放大器。基准电压芯片的1管脚接电容C1的一端及供电模块的输出端；电容C1的另一端接地；基准电压芯片的3管脚接地；基准电压芯片的2管脚接单片机的VREF管脚、精密放大器的3管脚及电容C2的一端；电容C2的另一端接地。精密放大器的1管脚接压力传感器的正电压输入端；精密放大器的2管脚接地；精密放大器的4管脚接第一电阻R1的一端及压力传感器的负电压输入端；第一电阻R1的另一端接地；精密放大器的5管脚接供电模块的输出端。仪表放大器的1管脚经过第三电阻R3与仪表放大器的8管脚相连。仪表放大器的2管脚接压力传感器的电压差信号负端；仪表放大器的3管脚接压力传感器的电压差信号正端；仪表放大器的4管脚及5管脚均接地。仪表放大器的6管脚接第二电阻R2的一端；第二电阻R2的另一端接电容C7的一端及单片机的第一I/O口，单片机的第一I/O口具有A/D转换功能；电容C7的另一端接地。仪表放大器的7管脚接供电模块的输出端。

所述的压力传感器采用DP10压力传感器。

所述的供电模块包括稳压芯片U3，所述的稳压芯片采用HT7733稳压芯片；稳压芯片的3管脚接二极管D1的正极及电感L1的一端；电感L1的另一端接电容C5、电容C6的一端及电池组的正极；电容C5及电容C6的另一端均接地。稳压芯片的2管脚接电容C3、电容C4的一端及二极管D1的负极。电容C3及电容C4的另一端均接地。稳压芯片的1管脚接地。稳压芯片的2管脚即供电模块的输出端。

所述的单片机采用STM8L052R8T6单片机；所述的单片机的VDD1、VDD2、VDD3、VDDA及VLCD管脚均接供电模块的输出端。单片机的VSS1、VSS2、VSS3及VSSA管脚均接地。

所述的电量检测模块包括三极管Q1；所述的三极管Q1的基极接第六电阻R6及第七电阻R7的一端；第六电阻R6的另一端接单片机的第二I/O口；第七电阻R7的另一端接地；三极管Q1的发射极接地；三极管Q1的集电极接第五电阻R5的一端；第五电阻R5的另一端接第四电阻R4的一端及单片机的第三I/O口，单片机的第三I/O口具有A/D转换功能；第四电阻R4的另一端接电池组的正极。

本实用新型具有的有益效果是：

1、本实用新型操作简单，通电后自动检测压力值。

2、本实用新型能够检测电池剩余电量。

附图说明

图1为本实用新型的系统框图；

图2为本实用新型中供电模块的电路原理图；

图3为本实用新型中单片机的电路原理图；

图4为本实用新型中电量检测模块的电路原理图；

图5为本实用新型中信号处理模块的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，压力检测器，包括电池组、供电模块101、电量检测模块102、信号处理模块103和单片机104。电池组由两节串联的1.5V干电池组成；供电模块101通过稳压芯片将电池组的电压稳压到3.3V为单片机104及信号处理模块103供电。电量检测模块102检测电池组的输出电压值并传输给单片机104，得出电池组的剩余电量。信号处理模块103中的压力传感器根据受到的压力大小产生相应的电压信号，信号处理模块103通过基准电压芯片、放大器及仪表放大器将压力传感器产生的电压信号放大后传输给单片机104，单片机104将检测到的压力值显示在显示屏上。

如图2所示，供电模块101包括稳压芯片U3，稳压芯片U3采用HT7733稳压芯片；稳压芯片U3的3管脚接二极管D1的正极及电感L1的一端；电感L1的另一端接电容C5、电容C6的一端及电池组的正极BAT；电容C5及电容C6的另一端均接地。稳压芯片U3的2管脚接电容C3、电容C4的一端及二极管D1的负极。电容C3及电容C4的另一端均接地。稳压芯片U3的1管脚接地。稳压芯片U3的2管脚即供电模块101的输出端VCC。

如图3所示，单片机104采用STM8L052R8T6单片机；单片机104的VDD1、VDD2、VDD3、VDDA及VLCD管脚均接供电模块101的输出端VCC。单片机104的VSS1、VSS2、VSS3及VSSA管脚均接地。

如图4所示，电量检测模块102包括三极管Q1；三极管Q1的基极接第六电阻R6及第七电阻R7的一端；第六电阻R6的另一端接单片机104的EL-ctrl管脚；第七电阻R7的另一端接地；三极管Q1的发射极接地；三极管Q1的集电极接第五电阻R5的一端；第五电阻R5的另一端接第四电阻R4的一端及单片机104的ELAD管脚；第四电阻R4的另一端接电池组的正极BAT。

如图5所示，信号处理模块103包括压力传感器P1、基准电压芯片U1、精密放大器U2和仪表放大器U4；压力传感器P1采用DP10压力传感器；基准电压芯片U1采用REF3325AIDBZR基准电压芯片；精密放大器U2采用OPA333AIDBVR放大器；仪表放大器U4采用INA333A仪表放大器。基准电压芯片U1的1管脚接电容C1的一端及供电模块101的输出端VCC；电容C1的另一端接地；基准电压芯片U1的3管脚接地；基准电压芯片U1的2管脚接单片机104的VREF管脚、精密放大器U2的3管脚及电容C2的一端；电容C2的另一端接地。精密放大器U2的1管脚接压力传感器P1的正电压输入端V+；精密放大器U2的2管脚接地；精密放大器U2的4管脚接第一电阻R1的一端及压力传感器P1的负电压输入端V-；第一电阻R1的另一端接地；精密放大器U2的5管脚接供电模块101的输出端VCC。仪表放大器U4的1管脚经过第三电阻R3与仪表放大器U4的8管脚相连。仪表放大器U4的2管脚接压力传感器P1的电压差信号负端S-；仪表放大器U4的3管脚接压力传感器P1的电压差信号正端S+；仪表放大器U4的4管脚及5管脚均接地。仪表放大器U4的6管脚接第二电阻R2的一端；第二电阻R2的另一端接电容C7的一端及单片机104的AD-pressure管脚；电容C7的另一端接地。仪表放大器U4的7管脚接供电模块101的输出端VCC。

本实用新型的工作原理如下：

供电模块101的原理如下：

稳压芯片U3、电感L1和二极管D1组成Boost电路，将电池组提供的电压稳压到3.3V输出。

电量检测模块102的原理如下：

当单片机104的EL-ctrl管脚输出高电平时，三极管Q1导通，电池组的正极BAT的电压通过第四电阻R4和第五电阻R5分压的方式，将伏电压输入单片机104的ELAD管脚进行A/D转换。式中，V_BAT为电池组的正极BAT的电压值，R₄为第四电阻R4的阻值，R₅为第五电阻R5的阻值。

当单片机104的EL-ctrl管输出低电平时，三极管Q1关闭，单片机104的ELAD管脚的电压为电池组的正极BAT的电压。

信号处理模块103的原理如下：

基准电压芯片U1将供电模块101的输出端VCC的电压转化为基准电压芯片U1的2管脚的电压值，基准电压芯片U1的2管脚的电压值作为单片机104的基准电压，基准电压芯片U1的2管脚与精密放大器U2的3管脚相连，精密放大器U2的4管脚产生一个与基准电压芯片U2的2管脚的电压大小相等的电压。该电压使第一电阻R1上流过电流。

当有压力作用在压力传感器P1上时，压力传感器P1会产生一个电压值；压力传感器P1产生的电压值经仪表放大器U4放大后输出到单片机104的AD-pressure管脚。

仪表放大器U4输出到单片机104的AD-pressure管脚的电压值V₁为

其中V_s为压力传感器P1产生的电压值，R₃为第三电阻R3的阻值。