压力测量电路、压力传感器、压力测量系统、料箱和设备的制作方法

1.本实用新型实施例涉及传感器技术领域，尤其涉及一种压力测量电路、压力传感器、压力测量系统、料箱和设备。


背景技术：

2.随着自动控制技术的发展，无人机和无人车作为无人植保设备被应用于农业植保作业中，无人车和无人机通常挂载肥料、种子、药液等植保物资进行植保作业。
3.植保设备在植保作业过程中需要知道当前的物资负重以调整植保策略，但是由于植保设备的特殊性，承载植保物资的容器形状通常是异形的，并且植保设备的姿态实时变化，采用单个压力传感器来测量物资的负重存在极大误差，而如果采用多个压力传感器来多点测量物资的负重，除了为每个压力传感器布置电源传输线外，还需要布置单独的信号线来传输压力传感器的测量信号，导致植保设备上布线复杂。


技术实现要素：

4.本实用新型实施例的目的在于：提供一种压力测量电路、压力传感器、压力测量系统、料箱和设备，以解决现有多点测量物资的负重布线复杂的问题。
5.为达此目的，本实用新型实施例采用以下技术方案：
6.第一方面，提供一种压力测量电路，包括第一连接器、第二连接器、第一采样模块、稳压模块、应变压力感应模块以及恒流模块，
7.所述第一连接器和所述第二连接器通过正极线和负极线连接，所述第一采样模块包括输入端、采样信号输出端以及电源输出端，所述输入端与所述正极线连接，所述电源输出端与所述稳压模块的输入端连接，所述采样信号输出端与所述恒流模块连接，所述稳压模块的输出端分别与所述应变压力感应模块的电源输入端和所述恒流模块的电源输入端连接，所述应变压力感应模块包括应变测量片、与所述恒流模块连接的感应信号输出端；
8.所述第一采样模块用于对流入所述稳压模块的总电流进行采样，以输出第一电压信号到所述恒流模块，所述应变压力感应模块用于在所述应变测量片受到外部作用力时输出第二电压信号到所述恒流模块，所述恒流模块用于在所述第一电压信号与所述第二电压信号的电压不相等时，调整所述总电流，使得所述第一电压信号的电压等于所述第二电压信号的电压。
9.可选地，所述第一采样模块包括采样单元和第一仪表放大器，所述采样单元的输入端与正极线连接，所述采样单元的电源输出端与所述稳压模块的输入端连接，所述采样单元的采样信号输出端与所述第一仪表放大器的输入端连接，所述第一仪表放大器的输出端作为所述第一采样模块的采样信号输出端与所述恒流模块的输入端连接。
10.可选地，所述采样单元包括第一电阻，所述第一电阻的一端与所述正极线连接，另一端作为所述采样单元的电源输出端与所述稳压模块的输入端连接，所述第一电阻与所述正极线的公共节点依次通过第二电阻和第三电阻与所述负极线连接，所述第一电阻与所述
稳压模块的输入端的公共节点依次通过第四电阻和第五电阻与所述负极线连接；
11.所述第二电阻与所述第三电阻的公共节点与所述第一仪表放大器的同相输入端连接，所述第四电阻与所述第五电阻的公共节点与所述第一仪表放大器的反相输入端连接，所述第一仪表放大器的电源输入端与所述稳压模块的输出端连接。
12.可选地，所述应变压力感应模块包括应变测量片和第二仪表放大器，所述应变测量片包括第七电阻、第八电阻、第九电阻和第十电阻，所述第七电阻一端与所述稳压模块的输出端连接，另一端通过所述第八电阻与所述负极线连接，所述第九电阻一端与所述稳压模块的输出端连接，所述第九电阻的另一端通过所述第十电阻与所述负极线连接，所述第七电阻与所述第八电阻的公共节点与所述第二仪表放大器的同相输入端连接，所述第九电阻与所述第十电阻的公共节点与所述第二仪表放大器的反相输入端连接，所述第二仪表放大器的电源输入端与所述稳压模块的输出端连接，所述第二仪表放大器的输出端作为所述应变压力感应模块的所述感应信号输出端与所述恒流模块的输入端连接。
13.可选地，所述恒流模块包括第三放大器和三极管，所述第三放大器的同相输入端通过第十二电阻与所述应变压力感应模块的所述感应信号输出端连接，以及通过第十三电阻与所述稳压模块的输出端连接，所述第三放大器的反相输入端与所述第一采样模块的所述采样信号输出端连接，所述第三放大器的电源输入端与所述稳压模块的输出端连接，所述第三放大器的输出端与所述三极管的基极连接，所述三极管的集电极与所述稳压模块的输入端连接，所述三极管的发射极与所述负极线连接。
14.第二方面，提供一种压力传感器，所述压力传感器包括压力传输装置以及如第一方面任一项所述的压力测量电路，所述压力传输装置包括：
15.测力轴，能够承受待测物的作用力；
16.限位装置，所述测力轴贯穿所述限位装置并与所述限位装置滑动连接，所述限位装置能够平衡所述测力轴径向的受力；
17.所述测力轴能够将所述待测物对所述测力轴的作用力传递至应变测量片，以测量所述待测物对所述测力轴产生的压力。
18.可选地，所述限位装置包括限位框架，所述限位框架的中心设置有通孔，所述测力轴活动贯穿所述通孔。
19.可选地，所述限位框架上于所述通孔内设置有固定筒，所述测力轴穿过所述固定筒，并与所述固定筒滑动配合。
20.可选地，所述限位框架上于所述通孔内设置有直线轴承，所述测力轴通过所述直线轴承安装于所述限位框架上。
21.可选地，所述限位框架上设置有固定柱，所述应变测量片固定于所述固定柱上。
22.可选地，所述测力轴上沿轴向间隔设置有第一限位部和第二限位部，所述应变测量片远离所述固定柱的一端位于所述第一限位部和所述第二限位部之间，所述测力轴受力相对所述限位框架移动时，所述第一限位部或所述第二限位部能够与所述应变测量片接触。
23.可选地，所述测力轴上设置有连接部，所述应变测量片与所述连接部连接。
24.可选地，所述限位框架内相对的两侧分别设置有第一固定块和第二固定块，所述应变测量片远离所述连接部的一端位于所述第一固定块和所述第二固定块之间，所述测力
轴受力相对所述限位框架移动时，所述第一固定块或所述第二固定块能够与所述应变测量片接触。
25.可选地，还包括密封件，所述测力轴的一端设置有第一承载板，另一端设置有第二承载板，所述密封件能够填充所述第一承载板与所述限位框架之间的间隙、以及所述第二承载板与所述限位框架之间的间隙。
26.第三方面，提供一种压力测量系统，包括电源、处理器、第二采样模块以及多个如第二方面任一项所述的压力传感器，所述电源的正极端和负极端与第三连接器连接，多个所述压力传感器通过第一连接器和第二连接器依次连接后与所述第三连接器连接，其中，所述正极端通过第二采样模块与所述第三连接器连接，所述第二采样模块的采样信号输出端与所述处理器连接，多个压力传感器分布地设置在待测物上；
27.所述第二采样模块用于对所述电源的正极端的电流进行采样并输出采样电流值到所述处理器；
28.所述处理器用于根据所述采样电流值计算所述待测物的重力。
29.可选地，所述第二采样模块包括采样电阻、第四放大器、滤波器以及模数转换模块，所述采样电阻串接在所述电源的正极端与所述第三连接器之间，所述第四放大器的同相输入端和反相输入端分别与所述采样电阻的两端连接，所述第四放大器的输出端依次通过所述滤波器和所述模数转换模块与所述处理器连接。
30.第四方面，提供一种料箱，包括箱体和第三方面所述的压力测量系统；压力测量系统设置于箱体上，用于检测箱体的重量。
31.第五方面，提供一种设备，该设备包括设备本体、料箱和第三方面所述的压力测量系统；压力测量系统中的压力传感器设置在设备本体或料箱上，用于检测料箱的重量。
32.本实用新型实施例的压力测量电路应用于压力传感器之后，通过第一采样模块采集整个电路的总电流以输出第一电压信号，当外力作用于压力传感电路中的应变测量片时，应变压力感应模块输出第二电压信号，通过恒流模块调整整个压力测量电路的总电流，以使得第一电压信号的电压等于第二电压信号的电压，从而建立总电流与应变压力感应模块输出的第二电压信号的关系，而第二电压信号与应变测量片所受压力大小相关，即通过压力测量电路的总电流即可计算压力，在多点测量压力时，将多个压力传感器通过连接器并联在电源上之后，采集电源的总电流即为各个压力传感器的总电流之和，通过电源的总电流即可计算总压力无需单独布置信号线采集各个压力传感器的应变压力感应模块输出的第二电压信号，简化了压力测量系统的布线，并且可以在电源两端通过连接器无限挂载压力传感器。
附图说明
33.下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。
34.图1为本实用新型实施例一的压力测量电路的结构框图；
35.图2为本实用新型实施例二的压力测量电路的结构框图；
36.图3为本实用新型实施例的压力测量电路的电路原理图；
37.图4是本实用新型实施例提供的压力传感器的受力分析图；
38.图5是本实用新型实施例三提供的压力传感器的第一截面视图；
39.图6是本实用新型实施例三提供的压力传感器的第二截面视图；
40.图7是本实用新型实施例三提供的压力传感器的第三截面视图；
41.图8是本实用新型实施例四提供的压力传感器的第一截面视图；
42.图9是本实用新型实施例四提供的压力传感器的第二截面视图；
43.图10是本实用新型实施例四提供的压力传感器的第三截面视图；
44.图11是本实用新型实施例五提供的压力传感器的截面视图；
45.图12是本实用新型实施例五提供的压力传感器的爆炸视图；
46.图13是本实用新型实施例六提供的压力测量系统的示意图；
47.图14是本实用新型实施例六提供的压力测量系统中压力传感器的分布示意图；
48.图15为本实用新型实施例六中的第二采样模块的结构框图。
49.图中：
50.10、第一连接器；20、第二连接器；30、第一采样模块；301、采样单元；302、第一仪表放大器；40、稳压模块；50、应变压力感应模块；501、应变测量片；502、第二仪表放大器；60、恒流模块；
51.1、测力轴；11、第一限位部；12、第二限位部；13、连接部；14、第一承载板；15、第二承载板；16、连接轴；17、限位轴；161、连接孔；2、限位装置；21、固定柱；22、第一固定块；23、第二固定块；4、密封件； 5、直线轴承；6、壳体；61、面盖；62、安装孔；7、密封圈；8、缓冲件； 9、螺钉；
52.100、压力传感器；200、电源；300、第二采样模块；303、采样电阻； 304、第四放大器；305、滤波器；306、模数转换模块；400、处理器。
具体实施方式
53.为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，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。
54.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或者无线通信连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
55.实施例一
56.图1为本实用新型实施例一的压力测量电路的结构框图，如图1所示，本实用新型实施例的压力测量电路包括第一连接器10、第二连接器20、第一采样模块30、稳压模块40、应变压力感应模块50以及恒流模块60。
57.其中，第一连接器10和第二连接器20可以是设置有正极线端口和负极线端口的连接器，第一连接器10和第二连接器20通过正极线和负极线连接。
58.第一采样模块30可以是对压力测量电路工作时的总电流进行采样的电路，稳压模
块40可以是对第一连接器10输出的电压调整至稳定工作电压的模块，应变压力感应模块50包括应变测量片，该应变测量片受到外力作用时，应变压力感应模块50输出电压信号，恒流模块60可以调整压力测量电路工作时的总电流。
59.具体地，第一采样模块30可以包括输入端、采样信号输出端以及电源输出端，输入端与正极线连接，电源输出端与稳压模块40的输入端连接，采样信号输出端与恒流模块60连接，稳压模块40的输出端分别与应变压力感应模块50 的电源输入端和恒流模块60的电源输入端连接，以为应变压力感应模块50和恒流模块60提供稳定的工作电压，应变压力感应模块50还包括与恒流模块60 连接的感应信号输出端。
60.第一采样模块30用于对流入稳压模块40的总电流进行采样，以输出第一电压信号到恒流模块60，应变压力感应模块50用于在应变测量片受到外部作用力时输出第二电压信号到恒流模块60，恒流模块60用于在第一电压信号与第二电压信号的电压不相等时，调整流入稳压模块40的总电流，使得第一电压信号的电压等于第二电压信号的电压。
61.本实用新型实施例的压力测量电路的工作原理如下：
62.当第一连接器10连接至电源时，第一采样模块30对流入稳压模块40的总电流进行采样并输出第一电压信号到恒流模块60，该总电流为稳压模块40、应变压力感应模块50以及恒流模块60的电流的总和，当待测物的重力作为压力作用于应变压力感应模块50的应变测量片时，应变压力感应模块50输出第二电压信号到恒流模块60，恒流模块60在第一电压信号的电压和第二电压信号的电压不相等时，恒流模块60调整流入稳压模块40的总电流，使得第一电压信号的电压和第二电压信号的电压相等，从而可以建立总电流与第二电压信号的关系，而第二电压信号与应变测量片所受压力大小相关，即实现了通过采样压力测量电路的总电流即可计算作用于应变测量片上的压力，亦即待测物的重力，无需单独布置信号线来对应变压力感应模块50输出的第二电压信号进行采样以计算待测物的重力。
63.本实用新型实施例的压力测量电路应用于压力传感器之后，通过第一采样模块采集整个电路的总电流以输出第一电压信号，当外力作用于压力传感电路中的应变测量片时，应变压力感应模块输出第二电压信号，通过恒流模块调整整个压力测量电路的总电流，以使得第一电压信号的电压等于第二电压信号的电压，从而建立总电流与应变压力感应模块输出的第二电压信号的关系，而第二电压信号与应变测量片所受压力大小相关，即通过压力测量电路的总电流即可计算压力，在多点测量压力时，将多个压力传感器通过连接器并联在电源上之后，采集电源的总电流即为各个压力传感器的总电流之和，通过电源的总电流即可计算总压力无需单独布置信号线采集各个压力传感器的应变压力感应模块输出的第二电压信号，简化了压力测量系统的布线，并且可以在电源两端通过连接器无限挂载压力传感器。
64.实施例二
65.本实用新型实施例二在前述实施例一的基础上进行优化，如图2所示，本实用新型实施例中，第一采样模块30包括采样单元301和第一仪表放大器302，应变压力感应模块50包括应变测量片501和第二仪表放大器502。
66.其中，采样单元301的输入端与正极线连接，采样单元301的电源输出端与稳压模块40的输入端连接，采样单元301的采样信号输出端与第一仪表放大器302的输入端连接，第一仪表放大器302的输出端作为第一采样模块30的采样信号输出端与恒流模块60的输入
端连接。
67.为了使得本领域技术人员更清楚地理解本实用新型实施例的压力测量电路，以下结合图2和图3对压力测量电路进行说明如下。
68.如图3所示，在一个示例中，采样单元301包括第一电阻r1，第一电阻r1 的一端与正极线连接，另一端作为采样单元301的电源输出端与稳压模块40的输入端vin连接，流过第一电阻r1的电流即为流入稳压模块40的总电流，第一电阻r1与正极线的公共节点依次通过第二电阻r2和第三电阻r3与负极线连接，第一电阻r1与稳压模块40的输入端vin的公共节点依次通过第四电阻 r4和第五电阻r5与负极线连接，第二电阻r2与第三电阻r3的公共节点a与第一仪表放大器u2的同相输入端连接，第四电阻r4与第五电阻r5的公共节点b与第一仪表放大器u2的反相输入端连接，第一仪表放大器u2的电源输入端与稳压模块40的输出端vout连接，第一仪表放大器u2的输出端作为第一采样模块30的采样信号输出端与恒流模块60的输入端连接。
69.应变测量片501包括第七电阻r7、第八电阻r8、第九电阻r9和第十电阻r10，第七电阻r7一端与稳压模块40的输出端vout连接，另一端通过第八电阻r8与负极线连接，第九电阻r9一端与与稳压模块40的输出端vout连接，第九电阻r9的另一端通过第十电阻r10与负极线连接，第七电阻r7与第八电阻r8的公共节点e与第二仪表放大器u3的同相输入端连接，第九电阻r9与第十电阻r10的公共节点f与第二仪表放大器u3的反相输入端连接，第二仪表放大器u3的电源输入端与稳压模块40的输出端连接，第二仪表放大器u3的输出端作为应变压力感应模块50的感应信号输出端与恒流模块60的输入端连接。
70.恒流模块60包括第三放大器u4和三极管q，第三放大器u4的同相输入端通过第十二电阻r12与应变压力感应模块50的感应信号输出端连接，如图3 所示，第三放大器u4的同相输入端通过第十二电阻r12与第二仪表放大器u3 的输出端连接，以及通过第十三电阻r13与稳压模块40的输出端vout连接，第三放大器u4的反相输入端与第一采样模块30的采样信号输出端连接，如图 3所示，第三放大器u4的反相输入端与第一仪表放大器u2的输出端连接，第三放大器u4的电源输入端与稳压模块40的输出端vout连接，第三放大器u4 的输出端与三极管q的基极连接，三极管q的集电极通过电阻r16与稳压模块 40的输入端vout连接，三极管q的发射极与负极线连接。
71.如图3所示的压力测量电路工作原理如下：
72.当第一连接器10连接至电源时，正极线的电流通过第一电阻r1流入稳压模块40的输入端vin，在输出端vout流出以为第一仪表放大器u2、应变测量片501、第二仪表放大器u3以及第三放大器u4提供工作电压。
73.在第一电阻r1的一端通过第二电阻r2和第三电阻r3的公共节点a处采集电压信号输入到第一仪表放大器u2的同相输入端，在第一电阻r1的另一端通过第四电阻r4和第五电阻r5的公共节点b处采集电压信号输入到第一仪表放大器u2的反相输入端，从而使得输入第一仪表放大器u2的电压信号的电压在第一仪表放大器u2的输入范围内，第一仪表放大器u2的输出端输出第一电压信号到第三放大器u4的反相输入端，第一电压信号的电压v1out＝k1
×i总 (k1为转换系数，可通过连接于第一仪表放大器的电阻r6进行调整，i
总
为流过第一电阻r1的电流，亦即流入稳压模块40的总电流)。
74.应变测量片501为全桥式应变片，包括第七电阻r7、第八电阻r8、第九电阻r9和第
十电阻r10，应变测量片501在压力作用下变形时，第七电阻r7、第八电阻r8、第九电阻r9和第十电阻r10的电阻值发生变化，第七电阻r7 与第八电阻r8的公共节点e输出电压信号到第二仪表放大器u3的同相输入端，第九电阻r10与第十电阻r10的公共节点f输出电压信号到第二仪表放大器u3 的反相输入端，第二仪表放大器u3的输出端输出第二电压信号到第三放大器 u4的同相输入端，第二电压信号的电压v2out＝k2
×v压
(k2为转换系数，可通过连接于第二仪表放大器的电阻r11进行调整，v
压
为公共节点e与公共节点 f的电压差)。
75.恒流模块60主要作用是根据放大后的第二电压信号的电压v2out来调整流过第一电阻r1的电流i
总
，当第一电压信号的电压v1out与第二电压信号的电压v2out不相等时，第三放大器u4的输出端输出电压来控制三极管q导通，三极管q导通后，流过第一电子r1的总电流i
总
发生变化，从而使得输入第一仪表放大器u2的同相输入端和反向输入端的电压信号变化，第一仪表放大器 u2的输出端输出的第一电压信号的电压v1out与第二电压信号的电压v2out相等。由于应变测量片501不受外力作用时，第二电压信号的电压v2out可能为0，而流过第一电阻r1的电流i
总
因为第一仪表放大器u2、稳压模块40、第二仪表放大器u3、第三放大器u4均在工作，流过第一电阻r1的电流i
总
是一个大于0的值，此时如果通过流过第一电阻r1的电流i
总
来计算作用与应变测量片的压力是不准确的，这就要求第三放大器u4的同相输入端的输入电压不能为0，且要大于第一电压信号的电压v1out，因此第三放大器u4的同相输入端通过第十三电阻r13连接到稳压模块40的输出端vout，第三放大器u4的电压vcc也连接到稳压模块40的输出端vout，使得第三放大器u4的同相输电端的输入电压v3+＝av2out+bvcc，其中，可以通过调整第十二电阻r12、第十三电阻r13 来改变系数a和系数b，要保证v2out＝0时，bvcc要大于v1out的最小值。
76.当电路稳定时可以得出：
77.v3+＝v3-＝v1out；
78.v3+＝av2out+bvcc＝a
×
(k2
×v压
)+bvcc；
79.v1out＝k1
×i总
；
80.即k1
×i总
＝a
×
(k2
×v压
)+bvcc；
81.i
总
＝(a
×
(k2
×v压
)+bvcc)/k1；
82.由于bvcc为常量，可以简化为i
总
＝k
变
×v压
+c
83.即流过第一电阻r1的电流值i
总
包含了待测物的重力作为压力作用于应变测量片时所产生的电压差v
压
，从而可以建立作用于应变测量片的压力与i
总
的对应关系之后，通过i
总
即可以计算出待测物的重力，亦即正极线上的电流值即为待测物的重力的表示，无需在布置单独的信号线采集应变测量片受力时输出的第二电压信号的电压v2out。
84.本实用新型实施例的压力测量电路应用于压力传感器之后，通过第一采样模块采集整个电路的总电流以输出第一电压信号，当外力作用于压力传感电路中的应变测量片时，应变压力感应模块输出第二电压信号，通过恒流模块调整整个压力传感器的总电流，以使得第一电压信号的电压等于第二电压信号的电压，从而建立总电流与应变压力感应模块输出的第二电压信号的关系，而第二电压信号与应变测量片所受压力大小相关，即通过压力测量电路的总电流即可计算压力，在多点测量压力时，将多个压力传感器通过连接器并联在电源上之后，采集电源的总电流即为各个压力传感器的总电流之和，通过电源的总电流即可计算总压力无需单独布置信号线采集各个压力传感器的应变压力感应模块输出的
第二电压信号，简化了压力测量系统的布线，并且可以在电源两端通过连接器无限挂载压力传感器。
85.实施例三
86.如图4和图5所示，本实用新型实施例提供一种压力传感器，可以应用于多点式分布测量压力，该压力传感器包括压力传输装置以及实施例一或实施例二所提供的压力测量电路，压力传输装置包括测力轴1和限位装置2。
87.其中，测力轴1能够承受待测物的作用力，测力轴1贯穿限位装置2并与限位装置2滑动连接，限位装置2能够平衡吸收测力轴1径向的受力。测力轴1 能够将待测物的作用力传递至压力测量电路中的应变测量片501，以测量待测物对测力轴1产生的压力，即测量平行与测力轴方向的压力。
88.参阅图4，当测力轴1受到待测物的作用力f时，若作用力f与测力轴1 的轴向方向呈一定夹角，则该作用力f会分解为一个竖直分力f2和一个水平分力f1。竖直分力f2沿测力轴1轴线方向，水平分力f1会使测力轴1产生偏转趋势，从而与限位装置2抵接。由于力的作用是相互的，此时限位装置2就会对测力轴1产生反作用力，以平衡该水平分力f1。具体地，测力轴1偏转分别与限位装置2的上端和下端抵接，产生的反作用力分别为fh1和fh2，根据受力平衡可知f1＝fh1+fh2。同时测力轴1与限位装置2之间滑动连接能够进一步减小由于fh1和fh2所产生的沿测力轴1轴向的摩擦力fm，如采用直线轴承5实现测力轴1与限位装置2的滑动连接。因此测力轴1只会传递竖直分力f2，即应变测量片501最终受到的力fv＝f2，所以应变测量片501所测得的压力即为待测物作用在测力轴1上的沿测力轴1轴向的分力。如果测力轴1沿竖直方向设置，则应变测量片501所测得的压力即为待测物的重力。
89.也就是说，应变测量片501不会测到由于待测物与测力轴1相互作用而产生的径向的分力，保证了压力传感器测量结果的准确性。由于限位装置2的存在，该压力传感器安装时无需考虑安装偏差，即可保证测量精确度，测量结果不受其他外力的影响，安装要求低，适用于多点式分布测量。
90.本实施例中提供的压力传感器体积小，安装精度要求低，可以用于实现高精度的多点式分布测量，有效解决现有压力传感器安装要求高，测量精度难以保证的问题。
91.具体地，采用该压力传感器测量时，只需保证多个压力传感器的测力轴1 平行即可，那么多个压力传感器的受力总合即为待测物在该方向所受到的压力，有效避免了其他分力对测量结果的干扰。
92.再者，压力传感器中，通过第一采样模块采集整个电路的总电流以输出第一电压信号，当外力作用于压力传感电路中的应变测量片时，应变压力感应模块输出第二电压信号，通过恒流模块调整整个压力传感器的总电流，以使得第一电压信号的电压等于第二电压信号的电压，从而建立总电流与应变压力感应模块输出的第二电压信号的关系，而第二电压信号与应变测量片所受压力大小相关，即通过压力测量电路的总电流即可计算压力，在多点测量压力时，将多个压力传感器通过连接器并联在电源上之后，采集电源的总电流即为各个压力传感器的总电流之和，通过电源的总电流即可计算总压力无需单独布置信号线采集各个压力传感器的应变压力感应模块输出的第二电压信号，一方面，简化了压力测量系统的布线，并且可以在电源两端通过连接器无限挂载压力传感器另一方面，通过总电流计算压力，无需根据每个压力传感器的应变压力感应模块输出的第二电压信号计算压力
之后再求和，减少了数据处理量，提高了压力测量的效率。
93.参阅图5和图12，可选地，限位装置2包括限位框架，限位框架与压力传感器的壳体6连接，压力传感器安装固定后，限位框架的位置即固定。限位框架的中心设置有通孔，测力轴1活动贯穿通孔。即，测力轴1受力时可以相对限位框架上下移动，限位框架只限制测力轴1的径向移动，不限制测力轴1的轴向移动。
94.如图5所示，限位框架上设置有固定柱21，应变测量片501固定于固定柱 21上。当压力传感器固定后，应变测量片501的位置即固定，测力轴1受到待测物的作用力时，能够将沿测力轴1轴向的作用力传递至应变测量片501，以使应变测量片501准确测量待测物作用在测力轴1上的沿测力轴1轴向的分力。
95.可选地，测力轴1上沿轴向间隔设置有第一限位部11和第二限位部12，应变测量片501远离固定柱21的一端位于第一限位部11和第二限位部12之间。本实施例中，应变测量片501的中心设置有穿孔，测力轴1穿过该穿孔。应变测量片501位于第一限位部11和第二限位部12之间，应变测量片501相对的两侧边均通过固定柱21固定在限位框架上，以保证应变测量片501安装牢固。当测力轴1受力相对限位框架向下移动时，第一限位部11与应变测量片501接触，应变测量片501产生变形，从而测量待测物的重力。若测力轴1受力相对限位框架向上移动，此时第二限位部12能够与应变测量片501接触，应变测量片501变形，同样能够测得待测物的重力。
96.本实施例中，如图5和图6所示，第一限位部11和第二限位部12均凸设于测力轴1上。在其他实施例中，如图7所示，也可在测力轴上沿周向开设凹槽，以形成第一限位部11和第二限位部12，应变测量片501的一端位于凹槽内，同样能够实现对待测物重力的测量。
97.可选地，限位框架上于通孔内设置有直线轴承5，测力轴1通过直线轴承5 安装于限位框架上。具体到图7中，限位框架上端的通孔和下端的通孔各设置一个直线轴承5，直线轴承5的外壳固定于通孔的内壁上，测力轴1与直线轴承 5的内圈滑动配合，直线轴承5能够进一步对测力轴1的径向进行限位，从而平衡测力轴1所受到的水平方向的分力，进一步提高压力传感器的测量精度。通常质量好的直线轴承5，其摩擦系数可以低到0.001，这就可以大幅度减小水平方向的分力对测量结果的影响。
98.在另一个实施例中，可选地，限位框架上于通孔内设置有固定筒，测力轴1 穿过固定筒，并与固定筒滑动配合。具体地，限位框架的上下通孔内各设置一个固定筒，固定筒的外壁与通孔的内壁固定连接，测力轴1与固定筒的内壁滑动配合。固定筒能够对测力轴1的径向作进一步限位，平衡测力轴1水平方向的分力，保证应变测量片501只能检测到沿竖直方向的力，提高测量精度。进一步地，测力轴1与固体筒之间可涂覆润滑油，以减小两者之间的滑动摩擦，从而减小固定筒与测量轴之间的作用力对测量结果的影响。
99.如图6所示，可选地，该压力传感器还包括密封件4，测力轴1的一端设置有第一承载板14，另一端设置有第二承载板15，第一承载板14和第二承载板 15均能够承受待测物的作用力。在图6中，密封件4能够填充第一承载板14与限位框架之间的间隙、以及第二承载板15与限位框架之间的间隙。也就是说，本实施例中，密封件4只填充第一承载板14和第二承载板15与限位框架之间的间隙，不会填充测力轴1与限位框架之间的间隙，因此密封件4不会阻碍测力轴1与限位框架之间的相对滑动。在其他实施例中，如图7所示，密封件4 也可为环状结构，其套设于测力轴1上，限位装置2上设置有密封槽，密封件4 位于密封槽内。密封
件4能够防止灰尘或水进入限位框架内部，保证测量精确度，同时使得压力传感器具有防尘和防水的功能，在有水、有灰尘的环境下都可以安装该压力传感器，使用范围更广。
100.可选地，密封件4由橡胶材料制备而成。由于应变测量片501的形变量不到50μm，即测力轴1上下移动的幅度非常微小，因此橡胶与限位框架之间产生的力可以忽略不计。也就是说，密封件4不会影响测力轴1的上下移动，对应变测量片501的测量结果不会产生影响。
101.在其他实施例中，密封件4也可以是环氧胶材料制备而成。具体地，可在限位框架与第一承载板14和第二承载板15之间填充环氧胶，封堵间隙，涂胶时注意不要让其流到限位框架与测力轴1之间的间隙内。由于应变测量片501 的形变量不到50μm，因此环氧胶与限位框架之间的作用力也可忽略不计，采用合适的环氧胶可以将测量精度的影响降低至小于1g，且环氧胶引起的测量精度影响可以进行校准。
102.实施例四
103.如图8和图9所示，本实施例提供一种压力传感器，其中与实施例三相同或相应的零部件采用与实施例三相应的附图标记。为简便起见，仅描述实施例四与实施例三的区别点，区别点在于：
104.可选地，参阅图8和图9，测力轴1上设置有连接部13，应变测量片501 与连接部13连接。即测力轴1相对限位框架上下移动时，应变测量片501跟随测力轴1一起移动。进一步地，限位框架内相对的两侧分别设置有第一固定块 22和第二固定块23，应变测量片501远离连接部13的一端位于第一固定块22 和第二固定块23之间。具体到图7中，限位框架的内部顶面和底面分别设置第一固定块22和第二固定块23，第一固定块22和第二固定块23之间有一定距离，应变测量片501位于第一固定块22和第二固定块23之间。当测力轴1受力相对限位框架向下移动时，第二固定块23与应变测量片501接触，应变测量片501 产生变形，从而测量待测物的重力。若测力轴1受力相对限位框架向上移动，此时第一固定块22与应变测量片501接触，应变测量片501变形，同样能够测得待测物的重力。
105.在另一个实施例中，如图10所示，应变测量片501也可直接固定在测力轴 1上。限位装置2内部设置有测力轴1的安装腔，安装腔的两侧壁分别开设凹槽，以形成第一固定块22和第二固定块23，应变测量片501的一端位于凹槽内，同样能够实现对待测物重力的测量。
106.本实施例的压力传感器体积小，安装要求低，可以用于实现高精度的多点式分布测量。
107.实施例五
108.如图11和图12所示，本实施例提供一种压力传感器，其中与实施例三相同或相应的零部件采用与实施例三相应的附图标记。为简便起见，仅描述实施例五与实施例三的区别点，区别点在于：
109.可选地，测力轴1包括可拆卸连接的连接轴16和限位轴17，限位轴17位于限位装置2的通孔内，直线轴承5套设于限位轴17上，连接轴16可以与待测物连接，以通过测力轴1和应变测量片501测量待测物的重力。本实施例中，连接轴16的中心开设有连接孔161，连接孔161内设置有内螺纹，限位轴17的一端设置有延伸轴，延伸轴上设置有外螺纹，延伸轴的一端能够旋入连接孔161 内，以实现连接轴16与限位轴17的可拆卸连接。将连接轴16与限位轴17设计成可拆卸连接的方式，便于安装应变测量片501。此外，连接轴16可通过连接孔161
与待测物连接。
110.进一步地，参阅图11和图12，延伸轴上套设有缓冲件8，缓冲件8包括筒体，筒体的两端均设置有缓冲垫片，应变测量片501的一端位于两个缓冲垫片之间。当测力轴1受力相对限位装置2上下移动时，缓冲件8的能够对连接轴 16和限位轴17起到缓冲作用，防止连接轴16与限位轴17之间的相互作用影响应变测量片501的测量结果。缓冲件8可采用橡胶材料等具有缓冲作用的材料制成。
111.如图11和图12所示，可选地，应变测量片501通过螺钉9固定于限位装置2的固定柱21上，安装拆卸方便。进一步地，压力传感器的壳体6上设置有面盖61，面盖61也通过螺钉9固定于壳体6上，面盖61与壳体6的连接处设置有密封圈7，以保证面盖61与壳体6密封连接，提高压力传感器的防水防尘性能。面盖61上开设有孔，连接轴16穿过该孔，密封件4为环状结构，其套设于连接轴16上，实现连接轴16与面盖61的密封连接。
112.可选地，壳体6上还设置有安装孔62，压力传感器可通过该安装孔62固定在需要测量的位置。
113.实施例六
114.图13所示为本实用新型实施例六的压力测量系统的结构框图，如图13所示，本实用新型实施例的一种压力测量系统用于测量待测物的重力，该压力测量系统包括电源200、处理器400、第二采样模块300以及实施例三到实施例五任一实施例的多个的压力传感器100。
115.其中，电源200的正极端和负极端与第三连接器连接，多个压力传感器100 通过第一连接器和第二连接器依次连接后与第三连接器连接，其中，电源200 的正极端通过第二采样模块300与第三连接器连接，第二采样模块300的采样信号输出端与处理器400连接，多个压力传感器100分布式地设置在待测物上，第二采样模块300用于对电源200的正极端的电流进行采样并输出采样电流值到处理器400，处理器400用于根据采样电流值计算待测物的重力。
116.具体地，如图14所示，在异形容器a上设置有多个压力传感器100(p1-p10)，多个压力传感器100可以通过压力测量电路中的第一连接器和第二连接器依次首尾相连，并通过第三连接器来与电源200的正极端和负极端连接，示例性地，以压力传感器p1-p10作为示例，压力传感器p1的第一连接器与电源200上的第三连接器连接，压力传感器p2的第一连接器与压力传感器p1的第二连接器连接，压力传感器p3的第一连接器与压力传感器p2的第二连接器连接，以此类推。
117.当在异形容器a中装载肥料、植物种子、药液等物资时，异形容器发生形变，不同位置的压力传感器100在该形变下流过压力传感器100的电流不同，各个压力传感器100的电流之和为电源200的正极端的电流。
118.如图15所示，第二采样模块300包括采样电阻303、第四放大器304、滤波器305以及模数转换模块306，采样电阻303串接在电源200的正极端与第三连接器之间，第四放大器304的同相输入端和反相输入端分别与采样电阻303 的两端连接，第四放大器304的输出端依次通过滤波器305和模数转换模块306 与处理器400连接，具体地，流过采样电阻303的电流为各个压力传感器100 的电流之和，第四放大器304将采集到的电流信号放大之后输入到滤波器305 去除噪声信号之后，经过模数转换模块306将模拟信号转换为数据信号输入
到处理器400，处理器400根据流过第二采样模块300的电流值计算待测物的重力。
119.如图14所示，装载于异形容器a中的待测物的重力g＝f1+f2+f3+
……
+ fn，fi为图14中压力传感器pi所承受的待测物的重力，由于每个压力传感器所测量的重力f＝k
感
×v压
，其中，k
感
为转换系数，为压力传感器的电路属性，是已知量。
120.由实施例二可知，i
总
＝k
变
×v压
+c，则可以推导出：
121.f＝k
感
×
(i
总
–
c)/k
变
122.经带入化简可以得到g＝k
×i–
c，k为定值，表示整个压力测量系统中所有压力传感器的属性参数，可以在测量系统出厂时确定，常数c在使用该测量系统时空载测量获得，i为采样所得到的电源200正极端的电流。
123.具体地，对于k，可以先记录异形容器a空载时处理器400计算所得的压力值g
空
，然后将多个标准重量的砝码依次放到异形容器a中，每放入一个砝码记录一次处理器400计算所得的压力值gi，通过g
空
、多个gi来拟合k，将 k写入处理器400中。
124.对于常数c，在空载时，记录流过电流采样的电阻i
空
，c＝k
×i空
。
125.本实用新型实施例的压力测量系统中，各个压力传感器通过电源线连接，通过采样电源线上的电流值即可以计算出待测物的重力，无需为每个压力传感器布置单独的信号线来采集压力传感器的传感信号，简化了压力测量系统的布线，并且无需计算每个压力传感器所测量的重力之后求和，减少了数据处理量，提高了重力测量的效率。
126.实施例七
127.本实用新型实施例七中，还提供一种料箱，包括箱体和实施例六中的压力测量系统；压力测量系统设置于箱体上，用于检测箱体的重量。其中，压力测量系统中的各压力传感器可以均匀设置在箱体的底部，也可以均匀设置在箱体外周，只要能够实现在测量箱体重量时，能够在箱体重量方向上将压力施加于各压力传感器上即可。
128.实施例八
129.本实用新型实施例八中，还提供一种设备，该设备包括设备本体、料箱和实施例六中的压力测量系统。压力测量系统中的压力传感器设置在设备本体或料箱上，用于检测料箱的重量，由此即可得知料箱的剩余物料的重量，以便于设备控制自身的作业状态。
130.其中，设备可以包括但不限于以下其中之一：植保无人机、无人车、无人船等在作业过程中，需要对料箱剩余物料的多少进行检测的设备。
131.于本文的描述中，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
132.在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
133.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚器件，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
134.以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，
本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。