一種微功耗數(shù)字壓力表及壓力測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]一種微功耗數(shù)字壓力表及壓力測(cè)量方法，屬于壓力測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]壓力儀表作為測(cè)量壓力的常規(guī)儀表被普遍應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)中。目前，工業(yè)上測(cè)量壓力的產(chǎn)品主要有兩類，一類是機(jī)械式壓力表，該類壓力表通過表內(nèi)的敏感元件(波登管、膜盒、波紋管)的彈性形變，再由表內(nèi)機(jī)芯的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)將壓力形變傳導(dǎo)至指針，引起指針轉(zhuǎn)動(dòng)來顯示壓力；另一類為輸出工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)(如4~20mA電流信號(hào))的壓力變送器，通過其內(nèi)的壓力傳感器以及變送線路板配合將監(jiān)測(cè)到的壓力以電信號(hào)的形式進(jìn)行遠(yuǎn)傳。現(xiàn)有技術(shù)的機(jī)械式壓力表以及壓力變送器分別具有其各自的缺陷。
[0003]傳統(tǒng)的機(jī)械式壓力表這種壓力表受其結(jié)構(gòu)限制，用指針讀數(shù)只能估讀，誤差大，使得測(cè)量精度下降，而且不能過壓使用，機(jī)械部件容易疲勞，使用壽命短，需經(jīng)常專業(yè)人員維護(hù)才能保證其可靠性，無形中增加了成本。
[0004]針對(duì)壓力變送器，其主要應(yīng)用在需要壓力值遠(yuǎn)傳的場(chǎng)合，雖具有數(shù)碼管或液晶顯示，但其變送輸出的4~20mA信號(hào)只能通過電纜線遠(yuǎn)傳至中央控制室，通過中央控制室的上位機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)換顯示壓力值，因此在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)，工作人員往往無法立即掌握實(shí)時(shí)的壓力值。另外壓力變送器在工作時(shí)需要外部提供直流電源對(duì)其供電，因此在一些無需進(jìn)行變送輸出且不便于線路的鋪設(shè)的場(chǎng)合不適用，很大程度上受現(xiàn)場(chǎng)條件的制約。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種微功耗，利用電池供電，不需要鋪設(shè)電纜，同時(shí)測(cè)量精確尤其適用于不需要壓力值遠(yuǎn)傳場(chǎng)合使用的微功耗數(shù)字壓力表，以及操作、設(shè)置簡(jiǎn)單，工作穩(wěn)定可靠的壓力測(cè)量方法。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:該微功耗數(shù)字壓力表，包括數(shù)據(jù)處理單元、與數(shù)據(jù)處理單元相連的傳感器單元以及對(duì)二者實(shí)現(xiàn)供電的供電單元，其特征在于:傳感器單元至少包括恒流源模塊、由恒流源模塊供電的傳感器模塊以及對(duì)傳感器模塊輸出信號(hào)進(jìn)行放大的放大器模塊，數(shù)據(jù)處理單元中至少包括中央處理模塊以及與中央處理模塊連接的顯示模塊，傳感器模塊輸出的信號(hào)送至中央處理模塊進(jìn)行處理；
所述的供電單元包括電源以及與電源相連的分別對(duì)數(shù)據(jù)處理單元、傳感器單元實(shí)現(xiàn)供電的主電源模塊、副電源模塊，副電源模塊為恒流源模塊供電，主電源模塊為中央處理模塊以及顯示模塊供電，中央處理模塊同時(shí)與副電源模塊連接并對(duì)其進(jìn)行控制。
[0007]優(yōu)選的，所述的數(shù)據(jù)處理單元中還設(shè)置有AD轉(zhuǎn)換模塊以及按鍵模塊，按鍵模塊連接至中央處理模塊的信號(hào)輸入端，AD轉(zhuǎn)換模塊的輸出端連接至中央處理器的輸入端，放大器模塊輸出端連接至AD轉(zhuǎn)換模塊的輸入端；所述的主電源模塊同時(shí)連接AD轉(zhuǎn)換模塊以及按鍵模塊。
[0008]優(yōu)選的，所述的電源為鋰電池。
[0009]優(yōu)選的，所述的副電源模塊采用型號(hào)為MCP1801的芯片，其3腳與所述中央處理器的信號(hào)輸出端相連。
[0010]優(yōu)選的，所述的恒流源模塊包括型號(hào)為TLV2631的運(yùn)放芯片以及電阻R7~R9。
[0011]優(yōu)選的，所述的放大器模塊采用型號(hào)為皿122的儀表放大器芯片。
[0012]優(yōu)選的，所述的按鍵模塊包括按鍵SET、按鍵UP以及按鍵DOWN，主電源模塊輸出端同時(shí)通過電阻Rl并聯(lián)按鍵DOWN —端以及中央處理模塊的輸入端，通過電阻R2并聯(lián)按鍵UP的一端以及中央處理模塊的輸入端，通過電阻R6并聯(lián)按鍵SET的一端以及中央處理模塊的輸入端，按鍵UP、按鍵DOWN以及按鍵SET分別通過電阻R3~R5接地。
[0013]一種微功耗數(shù)字壓力表的壓力測(cè)量方法，其特征在于，包括如下步驟:
步驟1001，系統(tǒng)初始化；
中央處理模塊對(duì)各硬件進(jìn)行初始化；
步驟1002，中央處理模塊判斷RB5端口是否發(fā)生電平變化；
中央處理模塊判斷RB5端口是否發(fā)生電平變化，如果電平發(fā)生變化，證明SET按鍵按下，執(zhí)行步驟1003，如果RB5端口電平未發(fā)生變化，證明無按鍵操作，執(zhí)行步驟1004 ;
步驟1003，啟動(dòng)掃描按鍵；
RB5端口發(fā)生電平變化，表明SET按鍵按下，此時(shí)根據(jù)儀表設(shè)置流程對(duì)本微功耗數(shù)字壓力表進(jìn)行設(shè)置；
步驟1004，中央處理器休眠時(shí)間結(jié)束；
中央處理模塊通過其內(nèi)置的看門狗定時(shí)器模塊判斷休眠時(shí)間是否已經(jīng)結(jié)束，如果看門狗定時(shí)器模塊超時(shí)，休眠時(shí)間結(jié)束，執(zhí)行步驟1006，如果休眠時(shí)間尚未結(jié)束，執(zhí)行步驟
1005；
步驟1005，中央處理模塊處于保持休眠狀態(tài)；
中央處理模塊繼續(xù)保持休眠狀態(tài)，返回執(zhí)行步驟1002 ;
步驟1006，啟動(dòng)AD采樣；
中央處理模塊控制AD轉(zhuǎn)換模塊對(duì)傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行采樣；
步驟1007，中央處理模塊判斷采樣是否結(jié)束；
中央處理模塊判斷采樣是否結(jié)束，如果結(jié)束，執(zhí)行步驟1008;如果未結(jié)束，返回步驟
1006；
步驟1008，AD數(shù)據(jù)讀?。?br> 中央處理模塊讀取AD轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)；
步驟1009，關(guān)斷恒流源模塊；
中央處理模塊控制副電源模塊停止工作，傳感器模塊停止工作；
步驟1010，模擬量計(jì)算校準(zhǔn)；
中央處理模塊讀取AD轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)濾波處理，將濾波處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行線性校準(zhǔn)操作；
步驟1011，中央處理模塊判斷校準(zhǔn)是否結(jié)束；
中央處理模塊判斷校準(zhǔn)是否結(jié)束，如果校準(zhǔn)結(jié)束，執(zhí)行步驟1012，如果校準(zhǔn)未結(jié)束返回步驟1010 ；
步驟1012，顯示實(shí)時(shí)壓力； 中央處理模塊將校準(zhǔn)后的數(shù)據(jù)送至顯示模塊，由顯示模塊對(duì)實(shí)施壓力值進(jìn)行顯示； 步驟1013，中斷標(biāo)志是否為I ;
中央處理模塊判斷校準(zhǔn)后的按鍵中斷標(biāo)志KeyInterruptFlag是否為I，如果KeyInterruptFlag=I,執(zhí)行步驟 1014，如果 KeyInterruptFlag=O,返回步驟 1004 ；
步驟1014，中斷狀態(tài)置零；
中央處理模塊確認(rèn)按鍵操作結(jié)束，設(shè)置按鍵中斷標(biāo)志KeyInterruptFlag=O。
[0014]優(yōu)選的，步驟1003中所述的儀表設(shè)置流程，包括如下步驟:
步驟2001，進(jìn)入設(shè)置菜單；
按下SET按鍵，中央處理模塊RB5端口電平發(fā)生變化，控制顯示模塊顯示設(shè)置菜單； 步驟2002，小數(shù)點(diǎn)設(shè)置；
通過UP或DOWN按鍵選擇是否進(jìn)入小數(shù)點(diǎn)設(shè)置步驟，如果不進(jìn)行小數(shù)點(diǎn)設(shè)置，繼續(xù)通過UP或DOWN按鍵執(zhí)行步驟2003，如果進(jìn)行小數(shù)點(diǎn)設(shè)置，按下SET按鍵后執(zhí)行如下步驟:
步驟20021，選擇小數(shù)點(diǎn)位置；
通過按動(dòng)UP或DOWN按鍵選擇小數(shù)點(diǎn)的顯示位置，選擇成功后，按下SET確認(rèn)，執(zhí)行步驟 2006 ；
步驟2003，量程設(shè)置；
通過UP或DOWN按鍵選擇是否進(jìn)入量程設(shè)置步驟，如果不進(jìn)行量程設(shè)置，繼續(xù)通過UP或DOWN按鍵執(zhí)行步驟2004，如果進(jìn)行量程設(shè)置，按下SET按鍵后執(zhí)行如下步驟:
步驟20031，設(shè)置量程下限；
通過UP或DOWN按鍵選擇量程下限，設(shè)定完成后按下SET按鍵確定；
步驟20032，
通過UP或DOWN按鍵選擇量程上限，設(shè)定完成后按下SET按鍵確定，確認(rèn)后執(zhí)行步驟2006 ；
步驟2004，校準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)設(shè)置；
通過UP或DOWN按鍵選擇是否進(jìn)入校準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)設(shè)置步驟，如果不進(jìn)行校準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)設(shè)置，繼續(xù)通過UP或DOWN按鍵執(zhí)行步驟2005，如果進(jìn)行校準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)設(shè)置，按下SET按鍵后執(zhí)行如下步驟: