一种压力传感器故障检测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及医用血压监护领域，具体涉及一种压力传感器故障检测装置。该装置实时检测压力传感器输出的差分信号，并对差分信号进行相应处理，当压力传感器发生故障时，其差分信号会出现异常，从而可以反映压力传感器是否正常，当压力传感器出现异常时，采取相应的保护措施或报警，避免了因压力传感器损坏而导致的安全问题。该装置可以实时检测压力传感器的各种故障，如输出端对地或电源短路，压力传感器内部电阻短路或断路等故障。同时在无创血压测量中，由于该方案可以仅采用一个压力传感器来解决压力传感器单一故障问题，进而简化系统结构并减少成本；在有创血压测量过程中，该方案可以检测压力传感器的各种故障，从而提高了系统可靠性。
【专利说明】—种压力传感器故障检测装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及医用血压监护领域，具体涉及一种压力传感器故障检测装置。
【背景技术】
[0002]在血压(包括有创血压和无创血压)测量中，通常采用压力传感器将压力信号转换为电信号，转换的电信号经信号处理电路后再进入信号采集单元进行采集。一般压力传感器输出的电信号为差分信号。
[0003]无创血压测量电路一般包括主压力测量电路、过压保护电路、泵阀控制与驱动电路等三部分。主压力测量电路用于完成血压测量功能，过压保护电压用于实现过压保护功能，当发生主压力传感器损坏等单一故障时，过压保护电路可以保证压力不会超过设定的压力值，从而保证患者的安全。泵阀控制与驱动电路用于实现泵阀的开启与关闭。在有创血压测量中，由于为有创形式，不需要进行充气，故该传感器损坏时不会对患者造成人身安全，故仅设计传感器脱落检测电路、信号处理及采集电路。
[0004]在无创血压测量过程中，为了防止压力传感器出现单一故障对患者造成人身安全问题，通常在设计中采用两个压力传感器同时对压力进行检测，当其中一个传感器出现故障时，另一个传感器正常工作，当袖带压力超过预设压力值时，采取相应的保护措施并进行相应报警。该方案由于采用了两个压力传感器，对应的信号处理电路和信号采集电路也包含两路(即主压力测量电路和过压保护电路)，这导致系统设计复杂度和成本都增加。在有创血压测量过程中，当发生除传感器脱落以外的其他故障时，如传感器输出端对电源或地短路，传感器内部损坏等故障，系统无法检测出此类故障，进而导致系统可靠性降低。
【发明内容】
[0005]为克服上述缺陷，本实用新型的目的即在于提供一种压力传感器故障检测装置，该装置能够实时检测并处理压力传感器输出的差分信号，继而确认压力传感器是否正常并在压力传感器出现故障时进行故障提醒输出。
[0006]本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的:
[0007]本实用新型的一种压力传感器故障检测装置，包括:用于将采集到的压力信号转换为差分信号并进行输出的压力传感器，用于产生并输出基准电平的基准电平发生器，分别与压力传感器及基准电平发生器连接、用于将差分信号与基准电平进行比较、并根据比较结果生成输出电平的比较器，与比较器连接、用于根据输出电平确认压力传感器是否正常的故障指示电路。
[0008]进一步，所述基准电平发生器包括第一基准电平发生器、第二基准电平发生器、第三基准电平发生器及第四基准电平发生器；所述比较器包括第一比较器、第二比较器、第三比较器及第四比较器；所述压力传感器上设置有输出第一差分信号的第一差分信号输出端及输出第二差分信号的第二差分信号输出端；
[0009]所述第一比较器分别与压力传感器的第一差分信号输出端、第一基准电平发生器及第二比较器连接；所述第二比较器分别与压力传感器的第一差分信号输出端、第二基准电平发生器及第一比较器连接；所述第三比较器分别与压力传感器的第二差分信号输出端、第三基准电平发生器及第四比较器连接；所述第四比较器分别与压力传感器的第二差分信号输出端、第四基准电平发生器及第三比较器连接；所述故障指示电路分别与第一比较器、第二比较器、第三比较器及第四比较器连接。
[0010]进一步，所述故障指示电路包括:看门狗电路，连接在看门狗电路与比较器之间的逻辑与门。
[0011]进一步，压力传感器Ul的引脚V+接电源VCC，并通过电容C7接地，压力传感器Ul的引脚V-接地；压力传感器Ul的引脚+Vout接第一比较器U3A的引脚4、第二比较器U3B的引脚7、电阻R9 ;第一比较器U3A的引脚4接压力传感器Ul的引脚+Vout、电阻R9、第二比较器U3B的引脚7 ;第一比较器U3A的引脚5接电阻R16、电阻R17、电阻R8，其中电阻R16的另一端接电源VCC，电阻R17的另一端接地，电阻R8的另一端接第一比较器U3A的引脚2、电阻R12、逻辑与门U4的引脚IA ;第一比较器U3A的引脚2接电阻R8、电阻R12、逻辑与门U4的引脚1A，其中电阻R12的另一端接电源VCC ；
[0012]第二比较器U3B的引脚6接电阻R5、电阻R6，其中电阻R5的另一端接电源VCC，电阻R6的另一端接地；第二比较器U3B的引脚7接压力传感器Ul的引脚+Vout、第一比较器U3A的引脚4、电阻R9，其中电阻R9的另一端接第二比较器U3B的引脚1、电阻R13、逻辑与门U4的引脚IB ;第二比较器U3B的引脚I接电阻R9、电阻R13、逻辑与门U4的引脚1B，其中电阻R13的另一端接电源VCC ；
[0013]压力传感器Ul的引脚-Vout接第三比较器U3C的引脚8、第四比较器U3D的引脚
11、电阻Rll ;第三比较器U3C的引脚8接压力传感器的引脚-Vout、电阻R11、第四比较器U3D的引脚11 ;第三比较器U3C的引脚9接电阻R7、电阻R8、电阻R10，其中电阻R7的另一端接电源VCC，电阻R8的另一端接地，电阻RlO的另一端接第三比较器U3C的引脚14、电阻R14、逻辑与门U4的引脚IC ;第三比较器U3C的引脚14接电阻R10、电阻R14、逻辑与门U4的引脚1C，其中电阻R14的另一端接电源VCC ；
[0014]第四比较器U3D的引脚10接电阻R9、电阻R10，其中电阻R9的另一端接电源VCC，电阻RlO的另一端接地；第四比较器U3D的引脚11接压力传感器的引脚-Vout、第三比较器U3C的引脚8、电阻R11，其中电阻Rll的另一端接第四比较器U3D的引脚13、电阻R15、逻辑与门U4的引脚ID ;第四比较器U3D的引脚13接电阻R11、电阻R15、逻辑与门U4的引脚1D，其中电阻R15的另一端接电源VCC;
[0015]逻辑与门U4的引脚IY接看门狗U5的引脚/MR ；看门狗U5的引脚VDD接电源VDD，并通过电容C6接地；看门狗U5的引脚GND接地；看门狗U5的引脚/RESET接电阻Rll和电容C5，其中电阻Rll的另一端接电源VDD，电容C5的另一端接地。
[0016]进一步，该装置还包括设置在压力传感器与比较器之间的压力传感器差分信号处理电路。
[0017]进一步，该装置还包括压力传感器差分信号处理电路；所述压力传感器差分信号处理电路包括:对第一差分信号进行放大、缩小或滤波处理的压力传感器第一差分信号处理电路，对第二差分信号进行放大、缩小或滤波处理的压力传感器第二差分信号处理电路；
[0018]所述压力传感器第一差分信号处理电路分别与压力传感器的第一差分信号输出端、第一比较器及第二比较器连接；所述压力传感器第二差分信号处理电路分别与压力传感器的第二差分信号输出端、第三比较器及第四比较器连接。
[0019]进一步，所述故障指示电路包括:看门狗电路，连接在看门狗电路与比较器之间的逻辑与门。
[0020]进一步，压力传感器Ul的引脚V+接电源VCC，并通过电容C7接地，压力传感器Ul的引脚V-接地；压力传感器Ul的引脚+Vout接电阻R1、电阻R18，电阻R18的另一端接电阻R19、运放U4A的引脚3，电阻Rl另一端接运放U2A的引脚3、电阻R20、电容Cl，其中电阻R20的另一端接地，电容Cl的另一端接地；压力传感器Ul的引脚-Vout接电阻R2、电阻R19，电阻R19的另一端接电阻R18、运放U4A的引脚3，电阻R2另一端接运放U2B的引脚6、电阻R23、电容C2，其中电容C2的另一端接地；
[0021]运放U4A的引脚3接电阻R18、电阻R19，运放U4A的引脚2接运放U4A的引脚1、电阻R23、电阻R24，运放U4A的引脚I接运放U4A的引脚2、电阻R23、电阻R24，其中电阻R23的另一端接运放U2A的引脚2、电阻R21，电阻R24的另一端接运放U2B的引脚5、电阻R22 ；
[0022]运放U2A的引脚3接电阻Rl、电阻R20、电容Cl，运放U2A的引脚2接电阻R23、电阻R21，其中电阻R21的另一端接运放U2A的引脚1、电阻R3 ;运放U2A的引脚I接电阻R21、电阻R3，电阻R3另一端接电容C3、第一比较器U3A的引脚4、第二比较器U3B的引脚7、电阻R9，其中电容C3的另一端接地；
[0023]第一比较器U3A的引脚4接电阻R3、电容C3、电阻R9、第二比较器U3B的引脚7 ;第一比较器U3A的引脚5接电阻R16、电阻R17、电阻R8，其中电阻R16的另一端接电源VCC，电阻R17的另一端接地，电阻R8的另一端接第一比较器U3A的引脚2、电阻R12、逻辑与门U4的引脚IA ;第一比较器U3A的引脚2接电阻R8、电阻R12、逻辑与门U4的引脚1A，其中电阻Rl2的另一端接电源VCC ；
[0024]第二比较器U3B的引脚6接电阻R5、电阻R6，其中电阻R5的另一端接电源VCC，电阻R6的另一端接地；第二比较器U3B的引脚7接电阻R3、电容C3、第一比较器U3A的引脚4、电阻R9，其中电阻R9的另一端接第二比较器U3B的引脚1，电阻R13、逻辑与门U4的引脚IB ;第二比较器U3B的引脚I接电阻R9、电阻R13、逻辑与门U4的引脚1B，其中电阻R13的另一端接电源VCC;
[0025]运放U2B的引脚6接电容C2、电阻R23，其中电阻R23的另一端接运放U2B的引脚7、电阻R4 ;运放U2B的引脚5接电阻R24、电阻R22，其中电阻R22的另一端接地；运放U2B的引脚7接电阻R23、电阻R4，电阻R4另一端接电容C4、第三比较器U3C的引脚8、第四比较器U3D的引脚11、电阻R11，其中电容C4的另一端接地；
[0026]第三比较器U3C的引脚8接电阻R4、电容C4、电阻R11、第四比较器U3D的引脚11 ；第三比较器U3C的引脚9接电阻R7、电阻R8、电阻R10，其中电阻R7的另一端接电源VCC，电阻R8的另一端接地，电阻RlO的另一端接第三比较器U3C的引脚14、电阻R14，逻辑与门U4的引脚IC ;第三比较器U3C的引脚14接电阻R10、电阻R14、逻辑与门U4的引脚1C，其中电阻R14的另一端接电源VCC ；
[0027]第四比较器U3D的引脚10接电阻R9、电阻R10，其中电阻R9的另一端接电源VCC，电阻RlO的另一端接地；第四比较器U3D的引脚11接电阻R4、电容C4、第三比较器U3C的引脚8、电阻R11，其中电阻Rll的另一端接第四比较器U3D的引脚13，电阻R15、逻辑与门U4的引脚ID ;第四比较器U3D的引脚13接电阻R11、电阻R15、逻辑与门U4的引脚1D，其中电阻R15的另一端接电源VCC ；
[0028]逻辑与门U4的引脚IY接看门狗U5的引脚/MR ；看门狗U5的引脚VDD接电源VDD，并通过电容C6接地；看门狗U5的引脚GND接地；看门狗U5的引脚/RESET接电阻Rll和电容C5，其中电阻Rll的另一端接电源VDD，电容C5的另一端接地。
[0029]更进一步，所述故障指示电路为处理器电路、气泵或阀门控制电路、电源电路。
[0030]本实用新型提供的一种压力传感器故障检测装置，该装置实时检测压力传感器输出的差分信号，并对差分信号进行相应处理，当压力传感器发生故障时，其差分信号会出现异常，从而可以反映压力传感器是否正常，当压力传感器出现异常时，采取相应的保护措施或报警，避免了因压力传感器损坏而导致的安全问题。该装置可以实时检测压力传感器的各种故障，如输出端对地或电源短路，压力传感器内部电阻短路或断路等故障。同时在无创血压测量中，由于该方案可以仅采用一个压力传感器来解决压力传感器单一故障问题，进而简化系统结构并减少成本；在有创血压测量过程中，该方案可以检测压力传感器的各种故障，从而提高了系统可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]为了易于说明，本实用新型由下述的较佳实施例及附图作以详细描述。
[0032]图1为本实用新型一种压力传感器故障检测装置结构框图；
[0033]图2为本实用新型一种压力传感器故障检测装置另一种结构框图；
[0034]图3为本实用新型一种压力传感器故障检测装置实施例一的系统框图；
[0035]图4为本实用新型一种压力传感器故障检测装置实施例一的电路图；
[0036]图5为本实用新型一种压力传感器故障检测装置实施例二的系统框图；
[0037]图6为本实用新型一种压力传感器故障检测装置实施例二的电路图。
【具体实施方式】
[0038]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0039]请参阅图1，本实用新型的一种压力传感器故障检测装置，包括:
[0040]10.压力传感器；
[0041]与所述的比较器13连接，用于将压力信号转换为电信号，输出为两个差分信号。
[0042]12.基准电平发生器；
[0043]与所述的比较器13连接，用于产生并输出基准电平，基准电平用于界定传感器两个差分信号是否正常的阈值，该阈值根据实际需求设定，且基准电平发生器的个数根据实际情况确定。
[0044]13.比较器；
[0045]与所述的压力传感器10、基准电平发生器12、故障指示电路14连接，用于将压力传感器两个差分实时信号分别与基准电平进行比较，根据比较结果变换其输出电平，从而根据该输出电平分辨出传感器是否异常。例如，当传感器差分实时信号大于等于基准电平I或小于等于基准电平2时，比较器13输出第一电平，表示传感器差分信号异常，即传感器故障，当传感器差分实时信号小于基准电平I且大于基准电平2时，比较器13输出第二电平，表示传感器差分信号正常，即传感器正常。比较器的个数根据实际情况确定。
[0046]14.故障指示电路；
[0047]与所述的比较器13连接，当检测到传感器任一差分信号异常或传感器两个差分信号均异常时，比较器13输出反映传感器故障的信号到故障指示电路14，从而根据故障指示电路14反映出传感器是否正常。反映传感器故障的信号可以为系统复位信号、电源复位信号、看门狗复位信号、处理器复位信号、关闭气泵信号、打开阀门信号等信息。故障指示电路14可以为电源电路、看门狗电路、处理器电路、气泵或阀门控制电路等。
[0048]图2为本实用新型一种压力传感器故障检测装置另一种结构框图。在所述图1的基础上还可以进一步在压力传感器10和比较器13之间增加压力传感器差分信号处理电路11，从而可以实现更精细的检测。
[0049]10.压力传感器；
[0050]与所述的压力传感器差分信号处理电路11连接，用于将压力信号转换为电信号，输出为两个差分信号。
[0051]11.压力传感器差分信号处理电路；
[0052]与所述的压力传感器10、比较器13连接，对压力传感器输出的两个差分信号进行放大或缩小或跟随或滤波等处理后输出。
[0053]13.比较器；
[0054]与所述的压力传感器差分信号处理电路11、基准电平发生器12、故障指示电路14连接，用于将处理后的传感器两个差分实时信号分别与基准电平进行比较，根据比较结果变换其输出电平，从而根据该输出电平分辨出传感器是否异常。例如，当传感器差分实时信号大于等于基准电平I或小于等于基准电平2时，比较器13输出第一电平，表示传感器差分信号异常，即传感器故障，当传感器差分实时信号小于基准电平I且大于基准电平2时，比较器13输出第二电平，表示传感器差分信号正常，即传感器正常。比较器的个数根据实际情况确定。
[0055]其他部分工作原理与图1 一样,再此不再重复。
[0056]图3为本实用新型一种压力传感器故障检测装置实施例一的系统框图。本实施例中故障指示电路24以看门狗电路为例进行说明，本例中增加了逻辑与门240，将比较器I230、比较器2 231、比较器3 232、比较器4 233的输出结果进行合并后，输出到看门狗241的复位管脚。逻辑与门240可根据实际应用增加或删除。
[0057]20.压力传感器；
[0058]与所述的比较器I 230、比较器2 231、比较器3 232、比较器4 233连接，用于将压力信号转换为电信号，输出为两个差分信号。
[0059]所述基准电平发生器22进一步包括:
[0060]220.基准电平发生器I ;
[0061]与所述的比较器I 230连接，用于产生并输出基准电平1，基准电平I用于界定传感器差分I输出信号是否异常的第一个阈值，该阈值根据实际需求设定。
[0062]221.基准电平发生器2;
[0063]与所述的比较器2 231连接，用于产生并输出基准电平2，基准电平2用于界定传感器差分I输出信号是否异常的第二个阈值，该阈值根据实际需求设定。
[0064]222.基准电平发生器3;
[0065]与所述的比较器3 232连接，用于产生并输出基准电平3，基准电平3用于界定传感器差分2输出信号是否异常的第一个阈值，该阈值根据实际需求设定。
[0066]223.基准电平发生器4;
[0067]与所述的比较器4 233连接，用于产生并输出基准电平4，基准电平4用于界定传感器差分2输出信号是否异常的第二个阈值，该阈值根据实际需求设定。
[0068]所述比较器23进一步包括:
[0069]230.比较器 I ;
[0070]与所述的压力传感器20、基准电平发生器I 220、比较器2 231、逻辑与门240连接。用于将压力传感器差分I实时信号(即OUT+)与基准电平I进行比较，根据比较结果变换其输出电平，从而根据该输出电平分辨出传感器是否异常。例如，当传感器差分I实时信号大于等于基准电平I时，比较器I 230输出第一电平,表不传感器差分I信号异常，即传感器故障，当传感器差分I实时信号小于基准电平I时，比较器I 230输出第二电平，此时无法判断传感器差分I信号是否正常，需要继续与基准电平2进行比较。
[0071]231.比较器 2;
[0072]与所述的压力传感器20、基准电平发生器2 221、比较器I 230、逻辑与门240连接，用于将处理后的传感器差分I实时信号与基准电平2进行比较，根据比较结果变换其输出电平，从而根据该输出电平分辨出传感器是否异常。例如，当传感器差分I实时信号小于等于基准电平2时，比较器2 231输出第一电平，表示传感器差分I信号异常，即传感器故障，当传感器差分I实时信号大于基准电平2时，比较器2 231输出第二电平，再结合比较器I 230的输出结果,若传感器差分I实时信号小于基准电平I且大于基准电平2时,表不传感器差分I信号正常。由于传感器有两个差分输出信号，故此时仍无法判断传感器是否正常，需要继续判断传感器差分2信号是否正常。
[0073]232.比较器 3 ；
[0074]与所述的压力传感器20、基准电平发生器3 222、比较器4 233、逻辑与门240连接，用于将处理后的传感器差分2实时信号(即0UT-)与基准电平3进行比较，根据比较结果变换其输出电平，从而根据该输出电平分辨出传感器是否异常。例如，当传感器差分2实时信号大于等于基准电平3时，比较器3 232输出第一电平,表不传感器差分2信号异常，即传感器故障，当传感器差分2实时信号小于基准电平3时，比较器3 232输出第二电平，此时无法判断传感器差分2信号是否正常，需要继续与基准电平4进行比较。
[0075]233.比较器 4 ；
[0076]与所述的压力传感器20、基准电平发生器4 223、比较器3 232、逻辑与门240连接，用于将处理后的传感器差分2实时信号与基准电平4进行比较，根据比较结果变换其输出电平，从而根据该输出电平分辨出传感器是否异常。例如，当传感器差分2实时信号小于等于基准电平4时，比较器4 233输出第一电平，表示传感器差分2信号异常，即传感器故障。当传感器差分2实时信号大于基准电平4时，比较器4 233输出第二电平，再结合比较器3 232的输出结果,若传感器差分2实时信号小于基准电平3且大于基准电平4时,表不传感器差分2信号正常。当传感器差分2实时信号小于基准电平3，且大于基准电平4，表示传感器差分2信号正常。
[0077]结合传感器差分I信号和传感器差分2信号的判断结果，若传感器两个差分信号均正常，则表明传感器正常，若任一传感器差分信号异常或两个差分信号均异常，则表明传感器异常。
[0078]所述故障指示电路24进一步包括:
[0079]240.逻辑与门；
[0080]与所述的比较器I 230、比较器2 231、比较器3 232、比较器4 233、看门狗241连接，用于将比较器I 230、比较器2 231、比较器3 232、比较器4 233输出的四个判断传感器是否异常的结果合并为一个输出，当检测到传感器任一差分信号异常或传感器两个差分信号均异常时，逻辑与门240输出复位信号到看门狗241，若传感器未出现异常，则逻辑与门240输出非复位信号到看门狗241。
[0081]241.看门狗；
[0082]与所述的逻辑与门240连接，当检测到传感器任一差分信号异常或传感器两个差分信号均异常时，逻辑与门240输出复位到看门狗241，进而使看门狗输出复位信号到微处理器或电源使能端等使系统可以复位的单元，从而使整个系统无法正常工作，从而表明传感器故障。若检测到传感器两个差分输出信号均正常，则逻辑与门240输出非复位到看门狗241,系统正常工作,从而表明传感器未出现故障。
[0083]图4为本实用新型一种压力传感器故障检测装置实施例一的电路图
[0084]由于压力传感器Ul有两个差分输出信号，首先介绍其中一个差分信号+Vout的电路连接，具体如下:
[0085]压力传感器Ul的引脚V+接电源VCC，并通过电容C7接地，压力传感器Ul的引脚V-接地。压力传感器Ul的引脚+Vout接比较器U3A的引脚4、比较器U3B的引脚7、电阻R9。
[0086]比较器U3A的引脚4接压力传感器Ul的引脚+Vout、电阻R9、比较器U3B的引脚7 ;比较器U3A的引脚5接电阻R16、电阻R17、电阻R8，其中R16的另一端接电源VCC，R17的另一端接地，R8的另一端接比较器U3A的引脚2、电阻R12、逻辑与门U4的引脚IA ;比较器U3A的引脚2接电阻R8、电阻R12、逻辑与门U4的引脚1A，其中R12的另一端接电源VCC。
[0087]比较器U3B的引脚6接电阻R5、电阻R6，其中R5的另一端接电源VCC，R6的另一端接地；比较器U3B的引脚7接压力传感器Ul的引脚+Vout、比较器U3A的引脚4、电阻R9，其中电阻R9的另一端接U3B的引脚1、电阻R13、逻辑与门U4的引脚IB ;比较器U3B的引脚I接电阻R9、电阻R13、逻辑与门U4的引脚1B，其中R13的另一端接电源VCC。
[0088]其次介绍压力传感器Ul的另一个差分信号-Vout的电路连接，具体如下:
[0089]压力传感器Ul的引脚-Vout接比较器U3C的引脚8、比较器U3D的引脚11、电阻RH。
[0090]比较器U3C的引脚8接压力传感器的引脚-Vout、电阻R11、比较器U3D的引脚11 ；比较器U3C的引脚9接电阻R7、电阻R8、电阻R10，其中R7的另一端接电源VCC，R8的另一端接地，RlO的另一端接比较器U3C的引脚14、电阻R14、逻辑与门U4的引脚IC ;比较器U3C的引脚14接电阻R10、电阻R14、逻辑与门U4的引脚1C，其中R14的另一端接电源VCC。
[0091]比较器U3D的引脚10接电阻R9、电阻R10，其中R9的另一端接电源VCC，RlO的另一端接地；比较器U3D的引脚11接压力传感器的引脚-Vout、比较器U3C的引脚8、电阻R11，其中电阻Rll的另一端接U3D的引脚13、电阻R15、逻辑与门U4的引脚ID ;比较器U3D的引脚13接电阻R11、电阻R15、逻辑与门U4的引脚1D，其中R15的另一端接电源VCC。
[0092]再将上述四个比较器的输出进行合并，即将比较器U3A引脚2的输出信号，比较器U3B引脚I的输出信号，比较器U3C引脚14的输出信号，比较器U3D引脚13的输出信号四个输出进行合并，电路具体连接如下:
[0093]比较器U3A的引脚2接逻辑与门U4的引脚1A，比较器U3B的引脚I接逻辑与门U4的引脚1B，比较器U3C的引脚14接逻辑与门U4的引脚1C，比较器U3D的引脚13接逻辑与门U4的引脚ID，逻辑与门U4的引脚IY接看门狗U5的引脚/MR，看门狗U5的引脚VDD接电源VDD，并通过电容C6接地，看门狗U5的引脚GND接地，看门狗U5的引脚/RESET接电阻Rll和电容C5，其中Rll的另一端电源VDD，C5的另一端接地。
[0094]图5为本实用新型一种压力传感器故障检测装置实施例二的系统框图。在实施例一的基础上，即图3的基础上增加了压力传感器差分信号处理电路21，其具体连接如下:
[0095]20.压力传感器；
[0096]与所述的差分I信号处理电路210和差分2信号处理电路211连接，用于将压力信号转换为电信号，输出为差分信号，即两个差分信号。
[0097]所述压力传感器差分信号处理电路21进一步包括:
[0098]210.差分I信号处理电路；
[0099]与所述的压力传感器20、比较器I 230、比较器2 231连接，对压力传感器其中一个差分输出信号(OUT+)进行放大或缩小或跟随或滤波等处理后输出。
[0100]211.差分2信号处理电路；
[0101]与所述的压力传感器20、比较器3 232、比较器4 233连接，对压力传感器另一个差分输出信号(0UT-)进行放大或缩小或跟随或滤波等处理后输出。
[0102]所述比较器23进一步包括:
[0103]230.比较器 I ;
[0104]与所述的差分I信号处理电路210、基准电平发生器I 220、比较器2 231、逻辑与门240连接。用于将处理后的传感器差分I实时信号与基准电平I进行比较，根据比较结果变换其输出电平，从而根据该输出电平分辨出传感器是否异常。例如，当传感器差分I实时信号大于等于基准电平I时，比较器I 230输出第一电平,表不传感器差分I信号异常，即传感器故障，当传感器差分I实时信号小于基准电平I时，比较器I 230输出第二电平，此时无法判断传感器差分I信号是否正常，需要继续与基准电平2进行比较。
[0105]231.比较器 2;
[0106]与所述的差分I信号处理电路210、基准电平发生器2 221、比较器I 230、逻辑与门240连接，用于将处理后的传感器差分I实时信号与基准电平2进行比较，根据比较结果变换其输出电平，从而根据该输出电平分辨出传感器是否异常。例如，当传感器差分I实时信号小于等于基准电平2时，比较器2 231输出第一电平,表不传感器差分I信号异常，即传感器故障，当传感器差分I实时信号大于基准电平2时，比较器2 231输出第二电平，再结合比较器I 230的输出结果，若传感器差分I实时信号小于基准电平I且大于基准电平2时,表不传感器差分I信号正常。由于传感器有两个差分输出信号，故此时仍无法判断传感器是否正常，需要继续判断传感器差分2信号是否正常。
[0107]232.比较器 3;
[0108]与所述的差分2信号处理电路211、基准电平发生器3 222、比较器4 233、逻辑与门240连接，用于将处理后的传感器差分2实时信号与基准电平3进行比较，根据比较结果变换其输出电平，从而根据该输出电平分辨出传感器是否异常。例如，当传感器差分2实时信号大于等于基准电平3时，比较器3 232输出第一电平,表不传感器差分2信号异常，即传感器故障，当传感器差分2实时信号小于基准电平3时，比较器3 232输出第二电平，此时无法判断传感器差分2信号是否正常，需要继续与基准电平4进行比较。
[0109]233.比较器 4;
[0110]与所述的差分2信号处理电路211、基准电平发生器4 223、比较器3 232、逻辑与门240连接，用于将处理后的传感器差分2实时信号与基准电平4进行比较，根据比较结果变换其输出电平，从而根据该输出电平分辨出传感器是否异常。例如，当传感器差分2实时信号小于等于基准电平4时，比较器4 233输出第一电平,表不传感器差分2信号异常，即传感器故障。当传感器差分2实时信号大于基准电平4时，比较器4 233输出第二电平，再结合比较器3 232的输出结果，若传感器差分2实时信号小于基准电平3且大于基准电平4时，表示传感器差分2信号正常。当传感器差分2实时信号小于基准电平3，且大于基准电平4,表不传感器差分2信号正常。
[0111]结合传感器差分I信号和传感器差分2信号的判断结果，若传感器两个差分信号均正常，则表明传感器正常，若任一传感器差分信号异常或两个差分信号均异常，则表明传感器异常。其他部分与实施例一的系统框图原理相同，即图3—样，在此不再重复。
[0112]图6为本实用新型一种压力传感器故障检测装置实施例二的电路图
[0113]压力传感器Ul的引脚V+接电源VCC，并通过电容C7接地，压力传感器Ul的引脚V-接地。压力传感器Ul的引脚+Vout接电阻R1、电阻R18，进一步，R18的另一端接电阻R19、运放U4A的引脚3 ;压力传感器Ul的引脚-Vout接电阻R2、电阻R19，进一步，R19的另一端接电阻R18、运放U4A的引脚3 ；
[0114]运放U4A的引脚3接电阻R18、电阻R19 ;运放U4A的引脚2接运放U4A的引脚1、电阻R23、电阻R24 ;运放U4A的引脚I接运放U4A的引脚2、电阻R23、电阻R24，其中R23的另一端接运放U2A的引脚2、电阻R21，R24的另一端接运放U2B的引脚5、电阻R22。
[0115]由于压力传感器Ul有两个差分输出信号，首先介绍其中一个差分信号+Vout的电路连接，具体如下:
[0116]压力传感器Ul的引脚+Vout接电阻R1、电阻R18，进一步，电阻Rl另一端接运放U2A的引脚3、电阻R20、电容Cl，其中，R20的另一端接地，Cl的另一端接地。运放U2A的引脚3接电阻R1、电阻R20、电容Cl ;运放U2A的引脚2接电阻R23、电阻R21，其中，R21的另一端接运放U2A的引脚1、电阻R3 ;运放U2A的引脚I接电阻R21、电阻R3，进一步，电阻R3另一端接电容C3、比较器U3A的引脚4、比较器U3B的引脚7、电阻R9，其中电容C3的另一端接地。
[0117]比较器U3A的引脚4接电阻R3、电容C3、电阻R9、比较器U3B的引脚7 ;比较器U3A的引脚5接电阻R16、电阻R17、电阻R8，其中R16的另一端接电源VCC，R17的另一端接地，R8的另一端接比较器U3A的引脚2、电阻R12、逻辑与门U4的引脚IA ;比较器U3A的引脚2接电阻R8、电阻R12、逻辑与门U4的引脚1A，其中R12的另一端接电源VCC。
[0118]比较器U3B的引脚6接电阻R5、电阻R6，其中R5的另一端接电源VCC，R6的另一端接地；比较器U3B的引脚7接电阻R3、电容C3、比较器U3A的引脚4、电阻R9，其中电阻R9的另一端接U3B的引脚1、电阻R13、逻辑与门U4的引脚IB ;比较器U3B的引脚I接电阻R9、电阻R13、逻辑与门U4的引脚1B，其中R13的另一端接电源VCC0
[0119]其次介绍压力传感器Ul的另一个差分信号-Vout的电路连接，具体如下:
[0120]压力传感器Ul的引脚-Vout接电阻R19、电阻R2，进一步，电阻R2另一端接运放U2B的引脚6、电阻R23、电容C2，其中，C2的另一端接地。运放U2B的引脚6接电容C2、电阻R23，其中，R23的另一端接运放U2B的引脚7、电阻R4 ;运放U2B的引脚5接电阻R24、电阻R22，其中R22的另一端接地；运放U2B的引脚7接电阻R23、电阻R4，进一步，电阻R4另一端接电容C4、比较器U3C的引脚8、比较器U3D的引脚11、电阻R11，其中电容C4的另一端接地。
[0121]比较器U3C的引脚8接电阻R4、电容C4、电阻R11、比较器U3D的引脚11 ;比较器U3C的引脚9接电阻R7、电阻R8、电阻R10，其中R7的另一端接电源VCC，R8的另一端接地，RlO的另一端接比较器U3C的引脚14、电阻R14、逻辑与门U4的引脚IC ;比较器U3C的引脚14接电阻R10、电阻R14、逻辑与门U4的引脚1C，其中R14的另一端接电源VCC。
[0122]比较器U3D的引脚10接电阻R9、电阻R10，其中R9的另一端接电源VCC，RlO的另一端接地；比较器U3D的引脚11接电阻R4、电容C4、比较器U3C的引脚8、电阻R11，其中电阻Rll的另一端接U3D的引脚13、电阻R15、逻辑与门U4的引脚ID ;比较器U3D的引脚13接电阻R11、电阻R15、逻辑与门U4的引脚1D，其中R15的另一端接电源VCC。
[0123]再将上述四个比较器的输出进行合并，即将比较器U3A引脚2的输出信号，比较器U3B引脚I的输出信号，比较器U3C引脚14的输出信号，比较器U3D引脚13的输出信号四个输出进行合并，电路具体连接如下:
[0124]比较器U3A的引脚2接逻辑与门U4的引脚1A，比较器U3B的引脚I接逻辑与门U4的引脚1B，比较器U3C的引脚14接逻辑与门U4的引脚1C，比较器U3D的引脚13接逻辑与门U4的引脚ID，逻辑与门U4的引脚IY接看门狗U5的引脚/MR，看门狗U5的引脚VDD接电源VDD，并通过电容C6接地，看门狗U5的引脚GND接地，看门狗U5的引脚/RESET接电阻Rll和电容C5，其中Rll的另一端电源VDD，C5的另一端接地。
[0125]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种压力传感器故障检测装置，其特征在于，包括:用于采集压力信号将其转换为差分信号并进行输出的压力传感器，用于产生并输出基准电平的基准电平发生器，分别与压力传感器及基准电平发生器连接、用于将差分信号与基准电平进行比较、并根据比较结果生成输出电平的比较器，与比较器连接、用于根据输出电平指示压力传感器是否出现故障的故障指示电路。
2.根据权利要求1所述的一种压力传感器故障检测装置，其特征在于，所述基准电平发生器包括第一基准电平发生器、第二基准电平发生器、第三基准电平发生器及第四基准电平发生器；所述比较器包括第一比较器、第二比较器、第三比较器及第四比较器；所述压力传感器上设置有输出第一差分信号的第一差分信号输出端及输出第二差分信号的第二差分信号输出端； 所述第一比较器分别与压力传感器的第一差分信号输出端、第一基准电平发生器及第二比较器连接；所述第二比较器分别与压力传感器的第一差分信号输出端、第二基准电平发生器及第一比较器连接；所述第三比较器分别与压力传感器的第二差分信号输出端、第三基准电平发生器及第四比较器连接；所述第四比较器分别与压力传感器的第二差分信号输出端、第四基准电平发生器及第三比较器连接；所述故障指示电路分别与第一比较器、第二比较器、第三比较器及第四比较器连接。
3.根据权利要求2所述的一种压力传感器故障检测装置，其特征在于，所述故障指示电路包括:看门狗电路，连接在看门狗电路与比较器之间的逻辑与门。
4.根据权利要求3所述的一种压力传感器故障检测装置，其特征在于，压力传感器Ul的引脚V+接电源VCC，并通过电容C7接地，压力传感器Ul的引脚V-接地；压力传感器Ul的引脚+Vout接第一比较器U3A的引脚4、第二比较器U3B的引脚7、电阻R9 ;第一比较器U3A的引脚4接压力传感器Ul的引脚+Vout、电阻R9、第二比较器U3B的引脚7 ;第一比较器U3A的引脚5接电阻R16、电阻R17、电阻R8，其中电阻R16的另一端接电源VCC，电阻R17的另一端接地，电阻R8的另一端接第一比较器U3A的引脚2、电阻R12、逻辑与门U4的引脚IA ;第一比较器U3A的引脚2接电阻R8、电阻R12、逻辑与门U4的引脚1A，其中电阻R12的另一端接电源VCC; 第二比较器U3B的引脚6接电阻R5、电阻R6，其中电阻R5的另一端接电源VCC，电阻R6的另一端接地；第二比较器U3B的引脚7接压力传感器Ul的引脚+Vout、第一比较器U3A的引脚4、电阻R9，其中电阻R9的另一端接第二比较器U3B的引脚1、电阻R13、逻辑与门U4的引脚IB ;第二比较器U3B的引脚I接电阻R9、电阻R13、逻辑与门U4的引脚1B，其中电阻Rl3的另一端接电源VCC ； 压力传感器Ul的引脚-Vout接第三比较器U3C的引脚8、第四比较器U3D的引脚11、电阻Rll ;第三比较器U3C的引脚8接压力传感器的引脚-Vout、电阻R11、第四比较器U3D的引脚11 ;第三比较器U3C的引脚9接电阻R7、电阻R8、电阻R10，其中电阻R7的另一端接电源VCC，电阻R8的另一端接地，电阻RlO的另一端接第三比较器U3C的引脚14、电阻R14、逻辑与门U4的引脚IC ;第三比较器U3C的引脚14接电阻R10、电阻R14、逻辑与门U4的引脚1C，其中电阻R14的另一端接电源VCC ； 第四比较器U3D的引脚10接电阻R9、电阻R10，其中电阻R9的另一端接电源VCC，电阻RlO的另一端接地；第四比较器U3D的引脚11接压力传感器的引脚-Vout、第三比较器U3C的引脚8、电阻R11，其中电阻Rll的另一端接第四比较器U3D的引脚13、电阻R15、逻辑与门U4的引脚ID ;第四比较器U3D的引脚13接电阻R11、电阻R15、逻辑与门U4的引脚1D，其中电阻R15的另一端接电源VCC; 逻辑与门U4的引脚IY接看门狗U5的引脚/MR;看门狗U5的引脚VDD接电源VDD，并通过电容C6接地；看门狗U5的引脚GND接地；看门狗U5的引脚/RESET接电阻Rll和电容C5，其中电阻Rll的另一端接电源VDD，电容C5的另一端接地。
5.根据权利要求1所述的一种压力传感器故障检测装置，其特征在于，该装置还包括设置在压力传感器与比较器之间的压力传感器差分信号处理电路。
6.根据权利要求2所述的一种压力传感器故障检测装置，其特征在于，该装置还包括压力传感器差分信号处理电路；所述压力传感器差分信号处理电路包括:对第一差分信号进行放大、缩小或滤波处理的压力传感器第一差分信号处理电路，对第二差分信号进行放大、缩小或滤波处理的压力传感器第二差分信号处理电路； 所述压力传感器第一差分信号处理电路分别与压力传感器的第一差分信号输出端、第一比较器及第二比较器连接；所述压力传感器第二差分信号处理电路分别与压力传感器的第二差分信号输出端、第三比较器及第四比较器连接。
7.根据权利要求6所述的一种压力传感器故障检测装置，其特征在于，所述故障指示电路包括:看门狗电路，连接在看门狗电路与比较器之间的逻辑与门。
8.根据权利要求7所述的一种压力传感器故障检测装置，其特征在于，压力传感器Ul的引脚V+接电源VCC，并通过电容C7接地，压力传感器Ul的引脚V-接地；压力传感器Ul的引脚+Vout接电阻R1、电阻R18，电阻R18的另一端接电阻R19、运放U4A的引脚3，电阻Rl另一端接运放U2A的引脚3、电阻R20、电容Cl，其中电阻R20的另一端接地，电容Cl的另一端接地；压力传感器Ul的引脚-Vout接电阻R2、电阻R19，电阻R19的另一端接电阻R18、运放U4A的引脚3，电阻R2另一端接运放U2B的引脚6、电阻R23、电容C2，其中电容C2的另一端接地； 运放U4A的引脚3接电阻R18、电阻R19，运放U4A的引脚2接运放U4A的引脚1、电阻R23、电阻R24，运放U4A的引脚I接运放U4A的引脚2、电阻R23、电阻R24，其中电阻R23的另一端接运放U2A的引脚2、电阻R21，电阻R24的另一端接运放U2B的引脚5、电阻R22 ； 运放U2A的引脚3接电阻R1、电阻R20、电容Cl，运放U2A的引脚2接电阻R23、电阻R21，其中电阻R21的另一端接运放U2A的引脚1、电阻R3 ;运放U2A的引脚I接电阻R21、电阻R3，电阻R3另一端接电容C3、第一比较器U3A的引脚4、第二比较器U3B的引脚7、电阻R9，其中电容C3的另一端接地； 第一比较器U3A的引脚4接电阻R3、电容C3、电阻R9、第二比较器U3B的引脚7 ;第一比较器U3A的引脚5接电阻R16、电阻R17、电阻R8，其中电阻R16的另一端接电源VCC，电阻R17的另一端接地，电阻R8的另一端接第一比较器U3A的引脚2、电阻R12、逻辑与门U4的引脚1A;第一比较器U3A的引脚2接电阻R8、电阻R12、逻辑与门U4的引脚1A，其中电阻Rl2的另一端接电源VCC ； 第二比较器U3B的引脚6接电阻R5、电阻R6，其中电阻R5的另一端接电源VCC，电阻R6的另一端接地；第二比较器U3B的引脚7接电阻R3、电容C3、第一比较器U3A的引脚4、电阻R9，其中电阻R9的另一端接第二比较器U3B的引脚1，电阻R13、逻辑与门U4的引脚IB ;第二比较器U3B的引脚I接电阻R9、电阻R13、逻辑与门U4的引脚1B，其中电阻R13的另一端接电源VCC ； 运放U2B的引脚6接电容C2、电阻R23，其中电阻R23的另一端接运放U2B的引脚7、电阻R4 ;运放U2B的引脚5接电阻R24、电阻R22，其中电阻R22的另一端接地；运放U2B的引脚7接电阻R23、电阻R4，电阻R4另一端接电容C4、第三比较器U3C的引脚8、第四比较器U3D的引脚11、电阻R11，其中电容C4的另一端接地； 第三比较器U3C的引脚8接电阻R4、电容C4、电阻R11、第四比较器U3D的引脚11 ;第三比较器U3C的引脚9接电阻R7、电阻R8、电阻R10，其中电阻R7的另一端接电源VCC，电阻R8的另一端接地，电阻RlO的另一端接第三比较器U3C的引脚14、电阻R14，逻辑与门U4的引脚1C;第三比较器U3C的引脚14接电阻R10、电阻R14、逻辑与门U4的引脚1C，其中电阻R14的另一端接电源VCC ； 第四比较器U3D的引脚10接电阻R9、电阻R10，其中电阻R9的另一端接电源VCC，电阻RlO的另一端接地；第四比较器U3D的引脚11接电阻R4、电容C4、第三比较器U3C的引脚8、电阻R11，其中电阻Rll的另一端接第四比较器U3D的引脚13，电阻R15、逻辑与门U4的引脚ID ;第四比较器U3D的引脚13接电阻R11、电阻R15、逻辑与门U4的引脚1D，其中电阻Rl5的另一端接电源VCC ； 逻辑与门U4的引脚IY接看门狗U5的引脚/MR;看门狗U5的引脚VDD接电源VDD，并通过电容C6接地；看门狗U5的引脚GND接地；看门狗U5的引脚/RESET接电阻Rll和电容C5，其中电阻Rll的另一端接电源VDD，电容C5的另一端接地。
9.根据权利要求2所述的一种压力传感器故障检测装置，其特征在于，所述故障指示电路为处理器电路、气泵或阀门控制电路、电源电路。
【文档编号】A61B5/0225GK204105993SQ201420466491
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年8月19日 优先权日:2014年8月19日
【发明者】秦钊, 岳青 申请人:深圳市理邦精密仪器股份有限公司