一種微功耗數(shù)字壓力表的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]一種微功耗數(shù)字壓力表，屬于壓力測量技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]壓力儀表作為測量壓力的常規(guī)儀表被普遍應(yīng)用到各個行業(yè)中。目前，工業(yè)上測量壓力的產(chǎn)品主要有兩類，一類是機械式壓力表，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)機芯的轉(zhuǎn)換機構(gòu)將壓力形變傳導至指針，引起指針轉(zhuǎn)動來顯示壓力；另一類為輸出工業(yè)標準信號(如4~20mA電流信號)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)測到的壓力以電信號的形式進行遠傳。現(xiàn)有技術(shù)的機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，使得測量精度下降，而且不能過壓使用，機械部件容易疲勞，使用壽命短，需經(jīng)常專業(yè)人員維護才能保證其可靠性，無形中增加了成本。
[0004]針對壓力變送器，其主要應(yīng)用在需要壓力值遠傳的場合，雖具有數(shù)碼管或液晶顯示，但其變送輸出的4~20mA信號只能通過電纜線遠傳至中央控制室，通過中央控制室的上位機進行轉(zhuǎn)換顯示壓力值，因此在實際現(xiàn)場，工作人員往往無法立即掌握實時的壓力值。另外壓力變送器在工作時需要外部提供直流電源對其供電，因此在一些無需進行變送輸出且不便于線路的鋪設(shè)的場合不適用，很大程度上受現(xiàn)場條件的制約。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型要解決的技術(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，同時測量精確尤其適用于不需要壓力值遠傳場合使用的微功耗數(shù)字壓力表。
[0006]本實用新型解決其技術(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二者實現(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傳感器模塊輸出信號進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送至中央處理模塊進行處理；
[0007]所述的供電單元包括電源以及與電源相連的分別對數(shù)據(jù)處理單元、傳感器單元實現(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，中央處理模塊同時與副電源模塊連接并對其進行控制。
[0008]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連接AD轉(zhuǎn)換模塊以及按鍵模塊。
[0009]優(yōu)選的，所述的電源為鋰電池。
[0010]優(yōu)選的，所述的副電源模塊采用型號為MCP1801的芯片，其3腳與所述中央處理器的信號輸出端相連。
[0011]優(yōu)選的，所述的恒流源模塊包括型號為TLV2631的運放芯片以及電阻R7~R9。
[0012]優(yōu)選的，所述的放大器模塊采用型號為皿122的儀表放大器芯片。
[0013]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。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型所具有的有益效果是:
[0015]1、本實用新型的一種微功耗數(shù)字壓力表的中央處理單元采用超低功耗芯片，運算放大器、儀表放大器、AD轉(zhuǎn)換模塊均采用低電流的芯片，從硬件設(shè)計上均選用低功耗的芯片，從軟件設(shè)計上利用中央處理單元的休眠功能，使儀表大部分時間都在休眠，達到了整個壓力表微功耗的目的。
[0016]2、壓力信號的采集通過擴散硅壓阻式傳感器，作為整個壓力表的核心部件不僅過壓能力強，而且靈敏度高、可靠性好，幾乎免維護。
[0017]3、通過四位IXD液晶顯示，數(shù)字顯示，清晰直觀，無視差。
[0018]4、采用一節(jié)AA級高能鋰電池供電，避免了傳統(tǒng)4~20mA輸出的壓力變送器需要外部提供24V直流電源的限制，因此不需要鋪設(shè)線纜，尤其適用于不需要壓力值遠傳的場合。
【附圖說明】
[0019]圖1為微功耗數(shù)字壓力表原理方框圖。
[0020]圖2為微功耗數(shù)字壓力表電路原理圖。
【具體實施方式】
[0021]圖1~2是本實用新型的最佳實施例，下面結(jié)合附圖1~2對本實用新型做進一步說明。
[0022]在圖1所示本微功耗數(shù)字壓力表的原理方框圖中，黑色箭頭表示供電信號流向，白色箭頭表示控制信號流向。微功耗數(shù)字壓力表，包括供電單元、傳感器單元以及數(shù)據(jù)處理單元，傳感器單元與數(shù)據(jù)處理單元相連，供電單元同時為傳感器單元以及數(shù)據(jù)處理單元供電。供電單元包括電池以及電池相連的主電源模塊和副電源模塊，主電源模塊和副電源模塊由穩(wěn)壓芯片實現(xiàn)，分別將電池輸出地電壓轉(zhuǎn)換為不同的電壓，主電源模塊和副電源模塊分別為數(shù)據(jù)處理單元和傳感器單元供電。電池采用AA級高能鋰電池。
[0023]傳感器單元包括恒流源模塊、傳感器模塊以及放大器模塊，恒流源模塊輸出地電流信號與傳感器模塊的供電輸入端相連，傳感器模塊的信號輸出端連接放大器模塊的信號輸入端。恒流源輸出地電流信號作為傳感器模塊的供電信號驅(qū)動傳感器模塊工作，傳感器模塊輸出的信號送入放大器模塊內(nèi)進行信號的放大，將放大后的信號送至數(shù)據(jù)處理單元內(nèi)進行處理。副電源模塊的輸出端分別與恒流源模塊和放大器模塊相連，作為其二者供電電源。
[0024]數(shù)據(jù)處理單元包括AD轉(zhuǎn)換模塊、中央處理模塊、顯示模塊以及按鍵模塊。傳感器單元中放大器模塊的信號輸出端連接至AD轉(zhuǎn)換模塊的信號輸入端，AD轉(zhuǎn)換模塊的信號輸出端連接中央處理模塊的信號輸入端，中央處理模塊的信號輸出端連接顯示模塊的信號輸入端，按鍵模塊連接至中央處理模塊的信號輸入端。放大器模塊輸出地信號送入AD轉(zhuǎn)換模塊內(nèi)進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，AD轉(zhuǎn)換模塊將輸出地數(shù)字信號送至中央處理模塊內(nèi)，由中央處理模塊進行處理。中央處理模塊控制顯示模塊進行顯示，通過按鍵模塊向中央處理模塊輸入指令，由中央處理模塊進行處理。供電單元中的主電源模塊同時連接AD轉(zhuǎn)換模塊、中央處理模塊以及顯示模塊，并為其供電，主電源模塊同時接入按鍵模塊中。中央處理模塊的信號輸出端同時連接副電源模塊，對其工作狀態(tài)進行控制。
[0025]在圖2所示的電路原理圖中，包括微處理器U1、穩(wěn)壓芯片U2~U3、集成運放芯片U4、儀表放大器芯片U5、AD轉(zhuǎn)換芯片U6以及顯示屏U7。電池輸出的電壓Vcc同時連接穩(wěn)壓芯片的輸入端:穩(wěn)壓芯片U2的3腳以及穩(wěn)壓芯片U3的I腳。穩(wěn)壓芯片U2的I腳接地，3腳并聯(lián)電容C2接地，2腳同時連接微處理器Ul的20腳、顯示屏U7的I腳以及AD轉(zhuǎn)換芯片U6的5腳實