一种压力传感器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种压力传感器，包括环形的受力面以及环形的固定面，受力面以及固定面之间通过环形的变形梁相连，变形梁上均匀间隔设有4个应变片，应变片组成惠斯顿电桥；还包括电路板，电路板上包括前置放大电路、零点偏置电路、放大驱动电路、电桥激励电路以及电源电路，惠斯顿电桥通过前置放大电路与放大驱动电路相连，零点偏置电路与放大驱动电路相连，电桥激励电路与所述惠斯顿电桥相连。将液压系统的横向轴插入环形受力面内，当车辆发生倾斜时，横向轴受力，压力传感器输出和倾斜角成正相关的电压信号，直接输出到中央控制器。该装置使实际使用安装方面简洁，不易受外界环境干扰，成本降低近75%，并能够实现冗余设计。
【专利说明】一种压力传感器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及传感器，更具体地说，是涉及一种压力传感器。
【背景技术】
[0002]目前，世界上的高层建筑越来越多，需要工程技术人员的进行登高作业越来越频繁，需要借助大量登高工程车辆将工程技术人员或者救援人员送到离地面很高的地点进行施工或救援，这就要求登高工程车辆能稳定的进行支撑，确保不能发生倾覆，当整车倾斜到一定角度即刻检测到并启动制动机构和发出报警。
[0003]目前的技术方案是在车辆的四个支撑柱下面各安装四个压力传感器或者电感式位置传感器，车辆在平衡状态，四个传感器的输出均等，一旦传感器输出不相等的时候说明车辆发生倾斜，当输出值相差达到设定值，即刻制动及报警。现有技术存在以下的缺点:1)需要多个传感器安装在不同位置，任何一个出现故障，就不能正常工作，故障率高、成本也高；2)传感器安装在四个支撑柱下方，相隔很远需要很长的信号线将信号传输到控制中心，容易受到环境干扰和损坏。
实用新型内容
[0004]针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种压力传感器，采用全新的安装方式，只需要一个传感器就能检测车辆倾斜程度，大大简化实际操作。
[0005]为达到上述目的，本实用新型采用如下的技术方案:
[0006]一种压力传感器，包括环形的受力面以及环形的固定面，所述受力面设于固定面内，所述受力面以及固定面之间通过环形的变形梁相连，所述变形梁上均匀间隔设有4个应变片，所述应变片组成惠斯顿电桥；
[0007]还包括电路板，所述电路板设于由受力面、固定面以及变形梁构成的凹槽内，所述电路板上包括前置放大电路、零点偏置电路、放大驱动电路、电桥激励电路以及电源电路，所述惠斯顿电桥通过前置放大电路与放大驱动电路相连，所述零点偏置电路与所述放大驱动电路相连，所述电桥激励电路与所述惠斯顿电桥相连；
[0008]所述电源电路用于对所述压力传感器提供电源。
[0009]所述电源电路包括稳压集成芯片以及负电源发生芯片。
[0010]所述前置放大电路包括仪表运算放大器以及第一电位器，所述第一电位器与所述仪表运算放大器相连。
[0011]所述零点偏置电路包括第一运算放大器以及第二电位器，所述第二电位器与所述第一运算放大器相连。
[0012]所述放大驱动电路包括第二运算放大器。
[0013]与现有技术相比，采用本实用新型的一种压力传感器，包括环形的受力面以及环形的固定面，所述受力面设于固定面内，所述受力面以及固定面之间通过环形的变形梁相连，所述变形梁上均匀间隔设有4个应变片，所述应变片组成惠斯顿电桥；还包括电路板，所述电路板设于由受力面、固定面以及变形梁构成的凹槽内，所述电路板上包括前置放大电路、零点偏置电路、放大驱动电路、电桥激励电路以及电源电路，所述惠斯顿电桥通过前置放大电路与放大驱动电路相连，所述零点偏置电路与所述放大驱动电路相连，所述电桥激励电路与所述惠斯顿电桥相连；所述电源电路用于对所述压力传感器提供电源。由于受力面为内侧圆环，将液压系统的横向轴插入环形受力面内，当车辆发生倾斜时，横向轴受力，压力传感器输出和倾斜角成正相关的电压信号，直接输出到中央控制器。该装置使实际使用安装方面简洁，不易受外界环境干扰，成本降低近75%，并能够实现冗余设计。
[0014]本实用新型具有以下的有益效果:
[0015]I)本专利技术给实际安装使用带来极大的方便，节约安装成本；
[0016]2)本专利技术可以有效解决因传感器分布太散，导致连接电缆长，容易受干扰及由于支撑腿经常伸缩导致的电缆线已损坏和接头易松动等问题；
[0017]3)本专利技术给冗余设计带来可能，原来方案如果要实现冗余设计需要用8个传感器，而且如何安装是个难题，现在只需采用两个传感器并列串在轴承上即可实现双冗余设计，大大提高了安全性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型的一种压力传感器的结构示意图；
[0019]图2为本实用新型的一种压力传感器的剖视图；
[0020]图3为本实用新型的一种压力传感器的原理示意图；
[0021 ]图4为图3中的电桥激励电路及电源电路的电路示意图；
[0022]图5为图3中的前置放大电路的电路示意图；
[0023]图6为图3中的零点偏置电路的电路示意图；
[0024]图7为图3中的放大驱动电路的电路示意图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图和实施例进一步说明本实用新型的技术方案。
[0026]请参阅图1、图2、图3所示的一种压力传感器，包括环形的受力面11以及环形的固定面12，受力面11设于固定面12内，受力面11以及固定面12之间通过环形的变形梁13相连，变形梁13上均匀间隔设有4个应变片14，4个应变片14组成惠斯顿电桥30 ；
[0027]在由受力面、固定面以及变形梁构成的凹槽内，还放置有电路板15，电路板15上包括前置放大电路16、零点偏置电路17、放大驱动电路18、电桥激励电路19以及电源电路20，惠斯顿电桥30通过前置放大电路16与放大驱动电路18相连，零点偏置电路17与放大驱动电路18相连，电桥激励电路19与惠斯顿电桥30相连；电源电路20用于对本实用新型的压力传感器提供电源。
[0028]再请参阅图4所示的电桥激励电路19及电源电路20，其中外部10-15V直流电源通过稳压集成芯片IC5 (型号例如可以是LM2937)产生一个稳定8V直流电源，为电桥提供稳定的恒压激励及稳定的电源供给；通过负电源发生芯片IC4 (型号例如可以是ICL7660)提供一个稳定-8 V直流电源。
[0029]再请参阅图5所示的前置放大电路16，前置放大电路将惠斯顿电桥形变产生的电压信号经过滤波降噪后，通过仪表运算放大器(型号例如可以是AD620) ICl进行放大处理，该级放大电路的增益可调，通过第一电位器Pl可将满载输出调节到需要的电压。
[0030]再请参阅图6所示的零点偏置电路17，零点偏置电路是将正负电源通过第二电位器P2调整，得到一个偏置电压滤波后经过第一运算放大器IC2 (型号例如可以是0P27)驱动输出到后级输出放大电路，通过该电路可以调整空载时的输出电压。
[0031 ] 再请参阅图7所示的放大驱动电路18，放大驱动电路即将前置放大电路16和零点偏置电路17的电压信号通过第二运算放大器IC3(型号例如可以是0P27)进行加法运算并放大，将最终电压信号送至输出电缆50，并对输出端口进行过压保护，防止过高的电压输出损坏后级设备。
[0032]本专利是将应变片组成惠斯顿电桥，紧贴于变形梁的对称位置，如图2所示，当受力面收到力的作用，即刻被传递至变形梁，变形梁发生形变，即可导致惠斯顿电桥的上下桥臂产生相反方向的阻抗变化，由于惠斯顿电桥上通过信号处理电路产生的激励电压作用，即刻将这种阻抗变化转换成相应的电平信号，此信号经过前置放大、降噪滤波、非线性校准和温度补偿后送入输出驱动电路，最终输出与压力成线性关系的电压信号。
[0033]本【技术领域】中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型的目的，而并非用作对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求的范围内。
【权利要求】
1.一种压力传感器，其特征在于: 包括环形的受力面以及环形的固定面，所述受力面设于固定面内，所述受力面以及固定面之间通过环形的变形梁相连，所述变形梁上均匀间隔设有4个应变片，所述应变片组成惠斯顿电桥； 还包括电路板，所述电路板设于由受力面、固定面以及变形梁构成的凹槽内，所述电路板上包括前置放大电路、零点偏置电路、放大驱动电路、电桥激励电路以及电源电路，所述惠斯顿电桥通过前置放大电路与放大驱动电路相连，所述零点偏置电路与所述放大驱动电路相连，所述电桥激励电路与所述惠斯顿电桥相连； 所述电源电路用于对所述压力传感器提供电源。
2.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于: 所述电源电路包括稳压集成芯片以及负电源发生芯片。
3.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于: 所述前置放大电路包括仪表运算放大器以及第一电位器，所述第一电位器与所述仪表运算放大器相连。
4.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于: 所述零点偏置电路包括第一运算放大器以及第二电位器，所述第二电位器与所述第一运算放大器相连。
5.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于: 所述放大驱动电路包括第二运算放大器。
【文档编号】G01L1/22GK203572602SQ201320759570
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年11月26日 优先权日:2013年11月26日
【发明者】姜春华, 许用疆 申请人:上海兰宝传感科技股份有限公司