一种施工环境压力测量电路的制作方法

文档序号:15913694发布日期:2018-11-13 21:30阅读:178来源:国知局

本实用新型属于施工环境压力测量领域,特别涉及一种施工环境压力测量电路。



背景技术:

目前,压力信号测量是工业自动化控制中常用的技术测量手段,在工业应用中压力传感器是一种常用的压力检测仪表,对于在施工作业时的环境压力的测量必须准确,误差不可过大,才能提高生产作业时的安全程度。

但是,现有技术的都是通过将压力传感器的信号放大器放大,再经过外部模数转换器,将模拟信号转换为数字信号,进入处理器进行处理。外部模数转换器需要高精度线性稳压电源为其提供基准电压。若供电电压存在不稳的情况,会造成线性稳压电源的电压漂移,即外部模数转换器的基准电压不稳,使得模数转换器基准电压的设计值与实际值之间存在误差,将引起压力测量误差增大。

因此,鉴于上述方案于实际制作及实施使用上的缺失之处,而加以修正、改良,同时本着求好的精神及理念,并由专业的知识、经验的辅助,以及在多方巧思、试验后,方创设出本实用新型,特再提供一种施工环境压力测量电路,用于解决现有技术中的测量不准确和噪声干扰的缺点。



技术实现要素:

本实用新型提出一种施工环境压力测量电路,解决了现有技术中的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的:包括:压力传感器、信号放大模块、模数转换模块和处理显示模块;压力传感器包括电源输入端、接地端、信号感知单元和设置于信号感知单元的信号输出端;信号放大模块包括信号放大电路和连接信号放大电路的温度补偿电路;信号输出端连接信号放大电路;模数转换模块包括设置有输入端和输出端的A/D转换电路;输入端连接放大电路;处理显示模块包括单片机和连接单片机的显示屏;单片机与输出端进行有线连接;对施工环境压力进行实时测量,确保环境压力在一定范围内波动时采取的施工方式,避免了测量的不准确性。

作为一种优选的实施方式,信号感知单元包括感压膜片,感压膜片的表面设置有四个测量电阻;电阻按桥式电路进行连接,压阻效应将加在膜片上的压力变换成电阻的变化,此电阻的变化通过桥式电路之后,在桥式电路的两个输出端之间,以电位差的形式对外输出。

作为一种优选的实施方式,信号放大电路包括高阻抗放大电路,高阻抗放大电路包括第一级差动放大器,第一级差动放大器包括并联的两个放大器,高阻抗放大电路还包括一电位调节器,高阻抗放大电路还包括与第一级差动放大器并联的第二级差动放大器,具有高阻抗、共模抑制比和开环增益,提高了电路抗干扰的能力。

作为一种优选的实施方式,温度补偿电路、感压膜片、信号放大电路集成为一体结构;避免电路长时间工作,发热造成的电阻增加对整个电路带来的测量不准确的情况。

作为一种优选的实施方式,电源输入端包括恒流电源,恒压电源设置有两个供电电源,避免共模干扰,增加整个电路的稳定性。

作为一种优选的实施方式,单片机包括低功耗、高性能的AT89C51CMOS 8位单片机,信号放大电路还包括高精度低噪声仪用放大器AD620,能降低整个电路的噪声、增益精度高、增益温度系数小和高线性度等优良性能。

采用了上述技术方案后,本实用新型的有益效果是:具有高阻抗、共模抑制比和开环增益,提高了电路抗干扰的能力,测量准确,误差在可控范围内,提高生产作业时的安全程度,同时在显示屏可监测施工环境压力的实时变换情况,便于调整施工方案,提高工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图;

图2为本实用新型的压力传感器部分结构示意图;

图3为本实用新型信号放大模块部分结构示意图;

图中,1-压力传感器;2-信号放大模块;3-数模转换模块;4-处理显示模块;11-电源输入端;12-接地端;13-信号感知单元;14-信号输出端;21-第一级差动放大器;22-第二级差动放大器;23-电位调节器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示,该施工环境压力测量电路,包括:压力传感器1、信号放大模块2、模数转换模块3和处理显示模块4;压力传感器1包括电源输入端11、接地端12、信号感知单元13和设置于信号感知单元13的信号输出端14;当压力传感器1的信号感知单元13接收到环境压力的变化,将压力信号通过信号输出端14传送到信号放大模块2;信号放大模块2包括信号放大电路和连接信号放大电路的温度补偿电路;当压力传感器1的信号进入到放大信号放大模块2;A/D转换电路的输出端连接信号放大电路;在信号放大电路的放大作用下,将信号成倍放大,同时温度补偿电路会对温度值漂移大的敏感元件进行温度补偿,避免造成的测量误差,模数转换模块3包括设置有输入端和输出端的A/D转换电路;将模拟信号转换成数字信号;输入端连接信号放大电路;处理显示模块4包括单片机和连接单片机的显示屏;单片机与输出端进行有线连接;将转换后的信号通过单片机编码处理,经显示屏显示出来。

结合图2,信号感知单元13包括感压膜片,感压膜片的表面设置有四个测量电阻R1、R2、R3、R4;感压膜片受到环境压力产生形变,产生微弱信号,经电阻的变化将产生的电信号进行传送,电阻按桥式电路进行连接。

结合图3,信号放大电路包括高阻抗放大电路,高阻抗放大电路包括第一级差动放大器21,第一级差动放大器21包括并联的两个放大器;将信号进行第一次放大,高阻抗放大电路还包括一电位调节器23;使得整个电路具有高阻抗、共模抑制比和开环增益,高阻抗放大电路还包括与第一级差动放大器21并联的第二级差动放大器22;对已经放大过的信号调节放大倍数,温度补偿电路、感压膜片、信号放大电路集成为一体结构;电源输入端包括恒流电源;恒流电源设置有两个供电电源11;单片机包括低功耗,A/D转换器将模拟信号转换成编码的数字信号,经低功耗、高性能的AT89C51CMOS 8位单片机进行调用执行,通过显示器显示出具体的压力值;信号放大电路还包括高精度低噪声仪用放大器AD620。

以上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、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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