一种微功耗数字压力表及压力测量方法
【技术领域】
[0001]一种微功耗数字压力表及压力测量方法，属于压力测量技术领域。
【背景技术】
[0002]压力仪表作为测量压力的常规仪表被普遍应用到各个行业中。目前，工业上测量压力的产品主要有两类，一类是机械式压力表，该类压力表通过表内的敏感元件(波登管、膜盒、波纹管)的弹性形变，再由表内机芯的转换机构将压力形变传导至指针，引起指针转动来显示压力；另一类为输出工业标准信号(如4~20mA电流信号)的压力变送器，通过其内的压力传感器以及变送线路板配合将监测到的压力以电信号的形式进行远传。现有技术的机械式压力表以及压力变送器分别具有其各自的缺陷。
[0003]传统的机械式压力表这种压力表受其结构限制，用指针读数只能估读，误差大，使得测量精度下降，而且不能过压使用，机械部件容易疲劳，使用寿命短，需经常专业人员维护才能保证其可靠性，无形中增加了成本。
[0004]针对压力变送器，其主要应用在需要压力值远传的场合，虽具有数码管或液晶显示，但其变送输出的4~20mA信号只能通过电缆线远传至中央控制室，通过中央控制室的上位机进行转换显示压力值，因此在实际现场，工作人员往往无法立即掌握实时的压力值。另外压力变送器在工作时需要外部提供直流电源对其供电，因此在一些无需进行变送输出且不便于线路的铺设的场合不适用，很大程度上受现场条件的制约。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是:克服现有技术的不足，提供一种微功耗，利用电池供电，不需要铺设电缆，同时测量精确尤其适用于不需要压力值远传场合使用的微功耗数字压力表，以及操作、设置简单，工作稳定可靠的压力测量方法。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:该微功耗数字压力表，包括数据处理单元、与数据处理单元相连的传感器单元以及对二者实现供电的供电单元，其特征在于:传感器单元至少包括恒流源模块、由恒流源模块供电的传感器模块以及对传感器模块输出信号进行放大的放大器模块，数据处理单元中至少包括中央处理模块以及与中央处理模块连接的显示模块，传感器模块输出的信号送至中央处理模块进行处理；
所述的供电单元包括电源以及与电源相连的分别对数据处理单元、传感器单元实现供电的主电源模块、副电源模块，副电源模块为恒流源模块供电，主电源模块为中央处理模块以及显示模块供电，中央处理模块同时与副电源模块连接并对其进行控制。
[0007]优选的，所述的数据处理单元中还设置有AD转换模块以及按键模块，按键模块连接至中央处理模块的信号输入端，AD转换模块的输出端连接至中央处理器的输入端，放大器模块输出端连接至AD转换模块的输入端；所述的主电源模块同时连接AD转换模块以及按键模块。
[0008]优选的，所述的电源为锂电池。
[0009]优选的，所述的副电源模块采用型号为MCP1801的芯片，其3脚与所述中央处理器的信号输出端相连。
[0010]优选的，所述的恒流源模块包括型号为TLV2631的运放芯片以及电阻R7~R9。
[0011]优选的，所述的放大器模块采用型号为皿122的仪表放大器芯片。
[0012]优选的，所述的按键模块包括按键SET、按键UP以及按键DOWN，主电源模块输出端同时通过电阻Rl并联按键DOWN —端以及中央处理模块的输入端，通过电阻R2并联按键UP的一端以及中央处理模块的输入端，通过电阻R6并联按键SET的一端以及中央处理模块的输入端，按键UP、按键DOWN以及按键SET分别通过电阻R3~R5接地。
[0013]一种微功耗数字压力表的压力测量方法，其特征在于，包括如下步骤:
步骤1001，系统初始化；
中央处理模块对各硬件进行初始化；
步骤1002，中央处理模块判断RB5端口是否发生电平变化；
中央处理模块判断RB5端口是否发生电平变化，如果电平发生变化，证明SET按键按下，执行步骤1003，如果RB5端口电平未发生变化，证明无按键操作，执行步骤1004 ;
步骤1003，启动扫描按键；
RB5端口发生电平变化，表明SET按键按下，此时根据仪表设置流程对本微功耗数字压力表进行设置；
步骤1004，中央处理器休眠时间结束；
中央处理模块通过其内置的看门狗定时器模块判断休眠时间是否已经结束，如果看门狗定时器模块超时，休眠时间结束，执行步骤1006，如果休眠时间尚未结束，执行步骤
1005；
步骤1005，中央处理模块处于保持休眠状态；
中央处理模块继续保持休眠状态，返回执行步骤1002 ;
步骤1006，启动AD采样；
中央处理模块控制AD转换模块对传感器的输出信号进行采样；
步骤1007，中央处理模块判断采样是否结束；
中央处理模块判断采样是否结束，如果结束，执行步骤1008;如果未结束，返回步骤
1006；
步骤1008，AD数据读取；
中央处理模块读取AD转换模块转换得到的数据；
步骤1009，关断恒流源模块；
中央处理模块控制副电源模块停止工作，传感器模块停止工作；
步骤1010，模拟量计算校准；
中央处理模块读取AD转换模块转换得到的数据，并进行数据滤波处理，将滤波处理后的数据进行线性校准操作；
步骤1011，中央处理模块判断校准是否结束；
中央处理模块判断校准是否结束，如果校准结束，执行步骤1012，如果校准未结束返回步骤1010 ；
步骤1012，显示实时压力； 中央处理模块将校准后的数据送至显示模块，由显示模块对实施压力值进行显示； 步骤1013，中断标志是否为I ;
中央处理模块判断校准后的按键中断标志KeyInterruptFlag是否为I，如果KeyInterruptFlag=I,执行步骤 1014，如果 KeyInterruptFlag=O,返回步骤 1004 ；
步骤1014，中断状态置零；
中央处理模块确认按键操作结束，设置按键中断标志KeyInterruptFlag=O。
[0014]优选的，步骤1003中所述的仪表设置流程，包括如下步骤:
步骤2001，进入设置菜单；
按下SET按键，中央处理模块RB5端口电平发生变化，控制显示模块显示设置菜单； 步骤2002，小数点设置；
通过UP或DOWN按键选择是否进入小数点设置步骤，如果不进行小数点设置，继续通过UP或DOWN按键执行步骤2003，如果进行小数点设置，按下SET按键后执行如下步骤:
步骤20021，选择小数点位置；
通过按动UP或DOWN按键选择小数点的显示位置，选择成功后，按下SET确认，执行步骤 2006 ；
步骤2003，量程设置；
通过UP或DOWN按键选择是否进入量程设置步骤，如果不进行量程设置，继续通过UP或DOWN按键执行步骤2004，如果进行量程设置，按下SET按键后执行如下步骤:
步骤20031，设置量程下限；
通过UP或DOWN按键选择量程下限，设定完成后按下SET按键确定；
步骤20032，
通过UP或DOWN按键选择量程上限，设定完成后按下SET按键确定，确认后执行步骤2006 ；
步骤2004，校准点数设置；
通过UP或DOWN按键选择是否进入校准点数设置步骤，如果不进行校准点数设置，继续通过UP或DOWN按键执行步骤2005，如果进行校准点数设置，按下SET按键后执行如下步骤: