专利名称：数字差压计的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种数字差压计。
背景技术：
压力传感器与其他所有传感器类似，在量程范围的1/3-2/3区间线性度最好，当 压力检测的量程宽时，常出现当压力较小时，检测的偏差较大。压力传感器常常采用恒流源供电，电流精度直接影响压力检测精度，恒流电路在 使用过程中，可能逐渐发生漂移，即所谓的“时漂”。
发明内容本实用新型是针对压力检测量程宽时，在低压力检测时，出现检测偏差大的问题， 提出了一种数字差压计，针对压力传感器检测需要高精度的直流电流，采用了恒流检测电 路检测传感器的直流电流，并进行实时校正，克服偏差，满足高精度检测的要求。本实用新型的技术方案为一种数字差压计，包括恒流电路、多路开关A、压力传 感器组、多路开关B、放大滤波电路、AD转换电路、微处理器、液晶显示器、电流检测电路、温 度检测电路，恒流电路经多路开关A给压力传感器组供电，压力传感器组输出的信号经过 放大滤波后，经多路开关B送AD转换器，转换成数字信号送入到微处理器运算处理，处理数 据送液晶显示器显示；电流检测电路实时检测激励传感器组的直流电流，并将电流信号处 理后送入微处理器，微处理器处理后输出到恒流电路进行电流调节，温度检测电路检测环 境的温度，送入到微处理器作为温度的补偿。所述恒流电路包括基准电压电路、分压电路和比较电路，基准电压电路输出高精 度的电压基准，输出经分压电路分压后，送比较电路，最后输出电流到多路开关送压力传感 器组，分压电路由分压电阻和数字电位器组成，数字电位器调节端接微处理器的I/O 口。本实用新型的有益效果在于本实用新型数字差压计，采用压力传感器组技术，即 同时采用多个压力传感器检测，满足小压力检测的精度。实时检测压力传感器的电流，并进 行实时校正，使传感器工作在最佳激励状态，从而提高检测精度。采用温度传感器检测环境 温度，根据环境温度对压力检测结果进行补偿和修正，克服差压计受温度的影响。最终保证 满足高精度检测的要求。
图1为本实用新型数字差压计的原理框图；图2是本实用新型数字差压计的恒流电路图；图3是本实用新型数字差压计的电流检测电路图。
具体实施方式
如图1所示数字差压计的原理框图，数字差压计包括恒流电路1、多路开关A2、压
3力传感器组3、多路开关B4、放大滤波电路5、AD转换电路6、微处理器7、液晶显示器8、键 盘9、存储器10、总线接口电路11、电流检测电路12、温度检测电路13。恒流电路1输出直流电流，经多路开关A2送入到压力传感器组3、压力传感器组3 将压力转换成电压信号，经多路开关B4送到放大滤波电路5进行处理后，送入到AD转换电 路6，将处理后的电压信号转换成数字量，最后送入到微处理器7中进行处理。微处理器7 对数字量进行处理后，送液晶显示器8输出显示。键盘9设定差压计的量程等参数。存储器10用于存储差压计的量程等参数。总线接口电路11使本差压计具有网络通信功能，能将检测到的压力通过总线进 行传输，满足设备网络化的要求。电流检测电路12检测激励压力传感器组3的直流电流，经处理后送入到微处理器 7，微处理器7根据压力传感器组3的要求，调节恒流电路1输出电流的大小，使恒流电路1 输出符合传感器需要的电流。温度检测电路13检测环境的温度，送入到微处理器，经程序处理后实现对压力传 感器温度的补偿。要保证差压计的精度，首先要保证激励压力传感器组3的直流电流的精度。而一 般的恒流电路可能受到“温漂”和“时漂”的影响，使输出的直流电流偏离压力传感器所需 要的直流电流，从而使压力传感器输出的信号也跟着偏离，影响差压计的检测精度。恒流电路1的电路如图2所示，Ul输出高精度的电压基准，电压值为2. 5V，经电阻 Rl, R2，R3和数字电位器U2分压后，送U3，最后输出电流I，电流I经多路开关送压力传感 器组，图2中的CS、SCK、SI接微处理器的I/O 口，微处理器通过CS、SCK和SI调节U2数字 电位器内部滑动触头的位置，来调节输出电流I的大小。压力传感器组检测技术如图3所示，恒流电路1输出的电流I经多路开关A，也就 是图3中的U4，送入到压力传感器U5和U6 (实际可根据需要增减压力传感器的数目)，多 路开关的ABC端子接微处理器7，由微处理器7控制在任一时刻，只有一只压力传感器接受 供电，每个压力传感器输出一组电压信号Sig+和Sig- ；+2. 5V为精密电压基准输出的参考 电压，经精密电阻RJl和RJ2分压后，输出基准信号Sigl+和Sigl-；电阻RJ3为精密电阻， 将流过压力传感器的电流转换成电压，输出信号Sig2+和Sig2-。以上的Sign+和Sign-信号都送到多路开关B4，由微处理器7控制多路开关B4选 择其中的一组信号送入AD转换电路进行AD转换。具体处理方法如下压力传感器TO和TO(实际可根据需要增减压力传感器的数目)为不同量程的压 力传感器，数字差压计的量程为量程最大的压力传感器的量程。将压力传感器的正压输入 端和负压输入端通过三通管(根据实际使用压力传感器的数目，可为四通或五通管等)合 并成一个正压输入端和一个负压输入端，微处理器7控制多路开关A2，先对最小量程的压 力传感器供电，并对该传感器输出的信号进行AD转换，计算出压力值，当检测到的压力小 于量程一定的值时，则该压力就是所检测的压力；如果检测到的压力接近该传感器的量程， 则微处理器7控制多路开关A2，给量程稍大的压力传感器供电，并检测传感器输出的信号， 与本压力传感器的量程进行比较，当检测到的压力小于本传感器量程一定的值时，则该压 力就是所检测的压力；如果检测到的压力接近传感器的量程，则继续给下一个量程的压力传感器供电……这样可使本数字差压计在全量程的精度都比较高。 电流检测电路图3所示，选择RJ1、RJ2和RJ3电阻阻值，使电阻RJ3输出的信号 Sig2+和Sig2-与基准信号Sigl+和Sigl-相等，则经过放大滤波和AD转换后，转换的结 果也应该相等，如果存在偏差，则表示恒流电路1发生了漂移，微处理器7根据偏差调节图 2中的数字电位器U2，使恒流电路1输出符合精度要求的直流电流。
权利要求一种数字差压计，其特征在于，包括恒流电路、多路开关A、压力传感器组、多路开关B、放大滤波电路、AD转换电路、微处理器、液晶显示器、电流检测电路、温度检测电路，恒流电路经多路开关A给压力传感器组供电，压力传感器组输出的信号经过放大滤波后，经多路开关B送AD转换器，转换成数字信号送入到微处理器运算处理，处理数据送液晶显示器显示；电流检测电路实时检测激励传感器组的直流电流，并将电流信号处理后送入微处理器，微处理器处理后输出到恒流电路进行电流调节，温度检测电路检测环境的温度，送入到微处理器作为温度的补偿。
2.根据权利要求1所述的数字差压计，其特征在于，所述恒流电路包括基准电压电路、 分压电路和比较电路，基准电压电路输出高精度的电压基准，输出经分压电路分压后，送比 较电路，最后输出电流到多路开关送压力传感器组，分压电路由分压电阻和数字电位器组 成，数字电位器调节端接微处理器的I/O 口。
专利摘要本实用新型涉及一种数字差压计，恒流电路经多路开关A给压力传感器组供电，压力传感器组输出的信号经过放大滤波后，经多路开关B送AD转换器，转换成数字信号送入到微处理器运算处理，处理数据送液晶显示器显示；电流检测电路实时检测激励传感器组的直流电流，并将电流信号处理后送入微处理器，微处理器处理后输出到恒流电路进行电流调节，温度检测电路检测环境的温度，送入到微处理器作为温度的补偿。采用压力传感器组技术，满足小压力检测的精度。实时检测压力传感器的电流，并进行实时校正，提高检测精度。采用温度传感器检测环境温度，根据环境温度对压力检测结果进行补偿和修正，克服差压计受温度的影响。最终保证满足高精度检测的要求。
文档编号G01L13/06GK201622149SQ201020110489
公开日2010年11月3日 申请日期2010年2月9日 优先权日2010年2月9日
发明者左小五, 许伟明 申请人:上海理工大学