一种总线型压力测量装置的制作方法

文档序号:11485970阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种总线型压力测量装置,其特征是:包括电源模块、压力测量转换模块、控制模块和总线通信模块,所述电源模块为装置供电,所述压力测量转换模块和总线通信模块均连接所述控制模块;

所述压力测量模块获取温度信号,将所述压力信号输出给控制模块,所述控制模块接收到所述压力信号,进行AD取样转化成数字信号,将所述数字信号输出至通信模块;

所述压力测量转换模块包括传感器电源电路、压力传感器P15和信号放大电路,所述传感器电源电路包括电压基准电路和电压跟随电路,所述信号放大电路包括前级差分信号放大电路和后级放大电路,所述电压基准电路输出基准电压,所述基准电压经电压跟随电路给压力传感器P15供电,所述压力传感器P15采集到的压力信号依次经过前级差分信号放大电路和后级放大电路输出电压信号。

2.根据权利要求1所述的一种总线型压力测量装置,其特征是:所述控制模块包括单片机U,所述电压基准电路包括基准稳压芯片U8,输出2.5V基准电压,所述电压跟随电路包括运算放大器U1A,输出电压为所述压力传感器P15供电,所述压力传感器P15为扩散硅传感器,所述前级差分信号放大电路包括运算放大器U1C和U1D,所述运算放大器U1C和U1D接收压力传感器的差分信号并进行放大输出给后级放大电路,所述后级放大电路包括运算放大器U1B,所述运算放大器U1B接收到运算放大器U1C和U1D的输出信号,进行后级放大,输出电压信号给单片机U的ADC采集端。

3.根据权利要求2所述的一种总线型压力测量装置,其特征是:所述电源模块包括自恢复保险丝F1,所述自恢复保险丝F1的一端连接24V电源,另一端连接二极管D1的正极,二极管D1的负极分别连接电容C7、C8、电阻R2的一端和电 源管理芯片U1的7管脚;电阻R2的另一端分别连接电源管理芯片U1的5管脚和电阻R7-1的一端,电源管理芯片U1的6、9管脚接地,电容C7、C8和电阻R7-1的另一端均接地;电源管理芯片U1的1管脚连接电容C1-1的一端,电容C1-1的另一端分别连接电感L1的一端和肖特基二极管D2的负极,肖特基二极管D2的正极接地,电源管理芯片U1的8管脚接肖特基二极管D2的负极,电源管理芯片U1的4管脚分别连接电阻R3-1和电阻R10的一端,电阻R3-1的另一端分别连接电感L1的另一端和电容C6、C4-1、C5的一端,电阻R10的另一端和电容C6、C4-1、C5的另一端均接地,电容C5的一端输出3.3V电压。

4.根据权利要求2所述的一种总线型压力测量装置,其特征是:所述电压基准电路包括基准稳压芯片U8和滤波电容C22~C24,所述基准稳压芯片U8的1管脚分别连接3.3V电压和电容C22的一端,电容C22的另一端接地,基准稳压芯片U8的3管脚分别连接电容C23、C24的一端和地,2管脚分别接电容C23、C24的另一端,并输出基准电压;

所述电压跟随电路包括运算放大器U1A、滤波电容C15、C16和电阻R23、R24,所述运算放大器U1A的同相输入端通过电阻R24接基准电压,反相输入端分别连接电容C15和电阻R23的一端,电容C15和电阻R23的另一端接运算放大器U1A的输出端,运算放大器U1A的11管脚接地,4管脚分别连接3.3V电压和电容C16的一端,电容C16的另一端接地。

5.根据权利要求2所述的一种总线型压力测量装置,其特征是:所述前级差分信号放大电路包括运算放大器U1C、U1D和滤波电路,所述滤波电路包括电阻R18、R22和电容C2、C13、C14,所述电容C2的一端分别连接可控硅传感器P15的1管脚和电阻R18的一端,电容C2的另一端分别连接可控硅传感器P15的3管脚和电阻R22的一端,电阻R18的另一端分别连接电容C13的一端和运算放大器U1C 的正向输入端,电阻R22的另一端分别连接运算放大器U1D的同相输入端和电容C14的一端,电容C14的另一端接地,运算放大器U1A的反相输入分别连接电阻R6、R7、R7.0和电容C9的一端,输出端分别连接电阻R6、电容C9的另一端和电阻R9的一端,运算放大器U1D的反相输入端分别连接电阻R8的一端、电位器W9的滑动端和一固定端,电位器W9的另一固定端分别连接电阻R7和R7.0的另一端,运算放大器U1D的输出端分别连接电阻R8的另一端、电阻R10的一端;

所述后级放大电路包括运算放大器U1B,所述放大器U1B的反相输入端分别连接电阻R9的另一端和电阻R13、R11的一端,电阻R13的另一端接0.6V偏置电压,运算放大器U1B的同相输入端分别连接电阻R12、R14的一端和电阻R10的另一端,电阻R12的另一端接地,电阻R4的另一端接电位器W2的滑动端,电位器W2的一固定端接地,另一固定端接1.2V偏置电压,运算放大器U1B的输出端连接温度传感器Rr的一端,温度传感器Rr的另一端分别连接电阻R11的另一端和电阻R120的一端,电阻R120的另一端接地,运算放大器U1D的输出端输出电压信号;

所述压力测量转换模块还包括信号输出电路,所述信号输出电路包括电阻R20,电阻R20的一端连接运算放大器U1B的输出端,另一端分别连接电容C26的一端和稳压二极管D3的负极,电容C26的另一端和稳压二极管D3的正极均接地,稳压二极管D3的负极输出信号给单片机U的ADC采集端。

6.根据权利要求2所述的一种总线型压力测量装置,其特征是:所述单片机U的型号是STM32F101R8T6,所述控制模块还包括滤波电路和晶振电路,所述晶振电路包括晶振Y1,所述晶振Y1的一端分别连接单片机U的5管脚和电阻R8、电容C7的一端,晶振Y1的另一端分别连接单片机U的6管脚和电阻R8、电容C8的一端,电容C7、C8的另一端均接地;所述滤波电路包括滤波电容C21~C23、C25~C30、C66~C69,所述电容C21~C23、C25~C30、C66~C69并联连接在3.3V电压 和地之间,单片机U的1、32、48、64、19、13管脚均接3.3V电压;

所述单片机U的7管脚还分别连接电阻R14、电容C24的一端,电阻R14的另一端连接3.3V电源,电容C24的另一端接地,单片机U的60管脚通过电阻R10接地,28管脚通过电阻R5接地,31、47、63、18、12管脚均接地;

所述控制模块还包括总线接口P7、P10,总线接口P7的2、4管脚分别连接单片机U的46、49管脚,P7的1管脚接地,3管脚分别连接3.3V电压和电容C4~C6的一端,电容C4~C6的另一端均接地,总线接口P10的2管脚接地,1管脚分别连接电阻R119的一端和单片机U的45管脚,电阻R119的另一端接3.3V电压。

7.根据权利要求2所述的一种总线型压力测量装置,其特征是:所述总线通信模块包括施密特触发器U10和收发器U9,所述施密特触发器U10为SN74LVC2G14,所述收发器U9为SP3485,所述施密特触发器U10的1、3管脚分别连接单片机U的52、51管脚,2管脚接地,5管脚接3.3V电压,4管脚分别连接收发器U9的2、3管脚,收发器U9的1、4管脚分别连接单片机U的52、51管脚,收发器U9的5管脚接地,8管脚分别连接3.3V电压和电容C21的一端,电容C21的另一端接地,7管脚分别连接电阻R31、R1和TVSD3、D7的一端,6管脚分别连接电阻R32、TVS管D4、单刀单掷开关U2的一端和TVS管D7的另一端,电阻R1的另一端接单刀单掷开关的另一端,TVS管D4、D3的另一端接地,电阻R32的另一端接3.3V电压,收发器U9的6、7管脚分别输出信号与上位机通信。

8.根据权利要求1所述的一种总线型压力测量装置,其特征是:还包括显示模块,所述显示模块包括四位数码显示管U5,四位数码显示管U5的型号为DPY-4CA,所述四位数码管由串并转换芯片U6驱动,型号为74HC595。

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