峰值压力采集装置的制作方法

本实用新型涉及电学领域，尤其涉及压力测量电路，特别是一种峰值压力采集装置。

背景技术：

快速变化的压力，常规的峰值记录表无法准确采集，常规的峰值压力采集方案使用模数转换器对应压力传感器的输出进行采样，但是由于模数转换器的采集需要时间，如果在两次采样之间的压力是最大点，那么就无法准确采集到当前的峰值压力，如果使用高速的模数转换器又会造成采集精度下降的问题。传感器输出的模拟量转换成数字量时，由于分辨率、采集速度、成本三种的权衡，常规的高分辨率ADC的速度较低，例如常用的称重ADC的速度在10HZ；而采集速度较快的ADC，其分辨率又较低；采集速度快且精度高的ADC又存在价格很高的问题。如何在较低的价格下面实现高精度的高速的峰值压力记录是一个难点。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种解决上述技术问题的峰值压力采集装置。

为解决上述技术问题，本实用新型的峰值压力采集装置，包括依次连接的压力传感器、差分放大电路及峰值压力保持电路；其中所述峰值压力保持电路包括：运算放大器U1，所述运算放大器U1的正相输入端与所述差分放大电路连接，所述运算放大器U1的负电源端接地，所述运算放大器U1的正电源端与电源连接；二极管D，所述二极管D的正极与所述运算放大器U1的输出端连接；放电开关SW，所述放电开关SW的一端与所述二极管D的负极连接，所述放电开关SW的另一端接地；保持电容器C，所述保持电容器C的一端与所述二极管D的负极连接，所述保持电容器C的另一端接地；运算放大器U2，所述运算放大器U2的正相输入端与所述二极管D的负极连接，所述运算放大器U2的输出端与所述运算放大器U1的负相输入端连接，所述运算放大器U2的输出端与所述运算放大器U2的负相输入端连接，所述运算放大器U2的负电源端接地，所述运算放大器U2的正电源端与电源连接。

所述差分放大电路包括：

运算放大器U3，所述运算放大器U3的输出端与所述运算放大器U1的正相输入端连接，所述运算放大器U3的输出端经由电阻器R1与所述运算放大器U1的负相输入端连接，所述运算放大器U3的正相输入端经由电阻器R2接地，所述运算放大器U3的负电源端接地，所述运算放大器U3的正电源端与电源连接。

所述压力传感器分别通过电阻器R3和电阻器R4与所述运算放大器U3的负相输入端及所述运算放大器U3的正相输入端连接。

所述压力传感器为电桥。

本实用新型的峰值压力采集装置具有更快的采样速度，更高的精度，成本较低，可以实现更低的功耗，本实用新型利用差分放大电路将压力传感器的输出进行差分放大，放大后的信号进入峰值压力保持电路，由微控制器（MCU）通过高精度的模数转换器(ADC)读取保持后的压力信号，并且显示和存储起来。如果需要重新启动一次峰值压力采集，可以通过MCU闭合放电开关，释放保持电容器上的电荷，将峰值压力保持电路复位到原始状态，然后断开放电开关，峰值压力保持电路继续工作，可以对下一次的峰值压力进行采集。并且可以通过设置一个初始的压力点，可以实现只有到压力大于一定值时才触发峰值压力保持电路工作，的是将峰值保持电路应用在峰值压力表上，可以有效避免高精度模式转换器（ADC）在转换速度上的不足，实现对快速变化的峰值压力的准确采样和记录。

附图说明

图1为本实用新型的峰值压力采集装置原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型峰值压力采集装置作进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型的峰值压力采集装置，包括依次连接的压力传感器1（本实施例采用电桥）、差分放大电路2及峰值压力保持电路3；其中峰值压力保持电路3包括：运算放大器U1，运算放大器U1的正相输入端与差分放大电路2连接，运算放大器U1的负电源端接地，运算放大器U1的正电源端与电源连接；二极管D，二极管D的正极与运算放大器U1的输出端连接；放电开关SW，放电开关SW的一端与二极管D的负极连接，放电开关SW的另一端接地；保持电容器C，保持电容器C的一端与二极管D的负极连接，保持电容器C的另一端接地；运算放大器U2，运算放大器U2的正相输入端与二极管D的负极连接，运算放大器U2的输出端与运算放大器U1的负相输入端连接，运算放大器U2的输出端与运算放大器U2的负相输入端连接，运算放大器U2的负电源端接地，运算放大器U2的正电源端与电源连接。

差分放大电路2包括：运算放大器U3，运算放大器U3的输出端与运算放大器U1的正相输入端连接，运算放大器U3的输出端经由电阻器R1与运算放大器U1的负相输入端连接，运算放大器U3的正相输入端经由电阻器R2接地，运算放大器U3的负电源端接地，运算放大器U3的正电源端与电源连接。

压力传感器1分别通过电阻器R3和电阻器R4与运算放大器U3的负相输入端及运算放大器U3的正相输入端连接。

差分放大电路2将压力传感器1（本实施例采用电桥）的输出进行差分放大，放大后的信号进入峰值压力保持电路3，峰值保持电路有运算放大器U1、运算放大器U2、单向导通二极管D、保持电容器C和放电开关SW构成，微控制器（MCU）通过高精度的模数转换器（ADC）读取保持后的压力信号，并且显示和存储起来。如果需要重新启动一次峰值压力采集，可以通过MCU闭合放电开关，释放保持电容器上的电荷，峰值压力保持电路3复位到原始状态，然后断开放电开关，峰值压力保持电路3继续工作，可以对下一次的峰值压力进行采集。并且可以通过设置一个初始的压力点，可以实现只有到压力大于一定值时才触发峰值压力保持电路3工作，这在一些应用场景下非常有用，比如电池供电时，为降低系统的功耗，MCU和ADC平常处于待机状态以节省功耗，但是在压力突然变大到过压点的时候，需要最快的速度让MCU和ADC就绪。

以上已对本实用新型创造的较佳实施例进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型创造精神的前提下还可作出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。