專利名稱：數字精密壓力表的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及儀器儀表領域，特別是涉及一種微功耗高精確度的數字精密壓力表。
背景技術：
目前，在各行業的壓力檢測技術領域中，現場壓力檢測儀器基本分為指針式壓力表、數字式壓力表、壓力變送器和數字式壓力計等幾種。
指針式壓力表，利用圓弧型彈簧管在壓力作用下發生形變位移效應，帶動一套齒輪使指針在帶有壓力量值的刻度盤上轉動，指示壓力值。這種儀表具有廉價、讀數直觀、和無需供電等特點，多用于現場過程低準確壓力參數的指針讀數監測，其中指針式精密壓力表(精密壓力表)的精度比較高，多用來校準檢測這些壓力監測儀表。但指針式壓力表存在抗振性能差、振動時不易讀數、零位壓力示值誤差不易消除、壓力數據不能記錄保存和壓力彈簧管疲勞變形等問題。
數字式壓力表，利用壓力傳感器在壓力作用下產生壓力/電量物理效應，通過電信號數字化檢測，顯示數字壓力值，這種儀表具有數字讀數、抗振動讀數等特點，但存在壓力傳感器檢測精度低，數字讀數位數少、零位示值誤差影響、電功耗較大和溫度影響等問題。因此，數字式壓力表多用于現場過程的低準確壓力參數的數字讀數監測或電路睡眠喚醒后的數字讀數監測。
壓力變送器是一種采用壓力傳感器，并使輸出電信號滿足現場過程標準化要求的變換器，要提供二次顯示儀表或計算機集散控制系統配套顯示，方具有數字化連續監測的特點。但仍存在數字檢測精度低等問題，多用于現場過程自動控制中低準確壓力參數的數字化或網絡化連續監測。
數字式壓力計采用微處理器數字處理壓力傳感器數字檢測信號，修正處理零位、溫度影響和顯示壓力測量值，具有數字讀數位數多，測量準確度高等特點，但價格昂貴，電功耗大，多用于高準確壓力量、壓力監測儀表和壓力變送器的現場校準檢測，不能用于高準確壓力量的數字化連續檢測。
綜上所述，指針式壓力表的或數字式壓力表的多用于監測現場低準確壓力參數；壓力變送器多用于數字化連續監測現場低準確壓力參數；精密壓力表和數字式壓力計多用于檢測現場高準確壓力量或校準檢測現場壓力監測儀表。因此，目前尚無一種既具備壓力變送器數字化連續檢測特點，又具備精密壓力表和數字式壓力計檢測現場高準確壓力量或現場校準檢測功能特點的微功耗數字式壓力檢測儀表。
發明創造內容本實用新型的目的是提供一種在保證微功耗高和精確度的前提下，能實現高準確壓力量數字化連續檢測或現場壓力儀表校準檢測的數字精密壓力表。
為實現上述目的，本實用新型采取技術方案一種數字精密壓力表，包括有一表殼，所述表殼下部設置有一引壓密封接頭，所述引壓密封頭在表殼內的一端連接有一壓力傳感器，所述壓力傳感器的電源端連接一激勵電源，所述壓力傳感器的輸出端依次連接一信號調理放大器和一A/D轉換器，所述A/D轉換器的輸出端連接一微控制器；所述微控制器與所述激勵電源連接，其控制激勵電源的輸出激勵信號，所述微控制器還連接一液晶顯示屏，所述液晶顯示屏設置在所述表殼的前面板。
上述的數字精密壓力表中，所述激勵電源包括有一電壓基準源、一數字電位器以及一壓控恒流源，并且其依次連接；所述微控制器與所述激勵電源的數字電位器連接，其控制數字電位器使所述壓控恒流源輸出一脈沖電流激勵信號；所述脈沖電流激勵信號作用在所述壓力傳感器的電橋上。
上述的數字精密壓力表中，所述壓力傳感器上緊密貼合設置有一數字溫度傳感器，所述數字溫度傳感器的輸出端連接所述微控制器，所述微控制器根據數字溫度傳感器傳來的溫度數據對所述A/D轉換器傳來的壓力數據進行溫度修正計算處理，并將處理后的數據通過液晶顯示屏輸出顯示。
上述的數字精密壓力表中，所述表殼的前面板還設置有一清零鍵、一峰值鍵、一單位鍵以及一溫度鍵，其輸出端均與所述微控制器連接。
本實用新型由于采取以上設計，其具有以下優點1、本實用新型由于采用了脈沖電流作為激勵，從而使得壓力傳感器在壓力測量轉換過程中具有較好的微功耗能量特性和靜態測量誤差特性。2、本實用新型由于在壓力傳感器處緊密貼合設置了一數字溫度傳感器，而數字溫度傳感器又與微處理器連接，所以環境溫度對壓力傳感器所引起的誤差影響，都可以經過微處理器的溫度修正計算處理而消除，從而提高本實用新型的測量準確性。3、由于串行接口的設置，使微控制器7可以通過串行接口9將檢測到的數據連續輸出，從而本實用新型可以實現高準確壓力量的連續檢測。
圖1為本實用新型的結構方框示意圖圖2為本實用新型的局部電路示意圖圖3為本實用新型的表殼前面板示意圖圖4為本實用新型的表殼后面板示意圖具體實施方式
如圖1、圖2所示，本實用新型提供了一種數字精密壓力表，包括有一表殼1，表殼1下部設置有一引壓密封接頭2；引壓密封頭2穿過所述殼體，其一端置于殼體外，可以用來連接檢測氣體或液體壓力；另一端置于表殼1內，并連接有一壓力傳感器3，具體而言，壓力傳感器3密封在引壓密封接頭2上半部之中。壓力傳感器3的電源端連接一激勵電源4，壓力傳感器3的輸出端依次連接一信號調理放大器5和一A/D轉換器6，A/D轉換器6的輸出端連接一微控制器7；微控制器7與激勵電源4連接，其控制激勵電源4的輸出激勵信號，微控制器7還連接一液晶顯示屏11，液晶顯示屏11設置在表殼1的前面板12上(如圖3所示)。上述的信號調理放大器5、A/D轉換器6，以及微控制器7都可以從市場直接購得。
在本實施例中，激勵電源4包括有一電壓基準源41、一數字電位器42以及一壓控恒流源43，并且其依次連接；微控制器7與激勵電源的數字電位器42連接，并控制數字電位器42，使壓控恒流源43輸出一脈沖電流激勵信號44；上述的電壓基準源41、數字電位器42以及壓控恒流源43均可以從市場購得，而壓力傳感器為一種由四支壓敏電阻構成的惠更斯電橋，其也可以直接從市場購得，脈沖電流激勵信號44作用在壓力傳感器3的電橋上。由于使用了脈沖電流激勵信號，即使在壓敏電阻由于壓力的變化而產生阻抗的變化，電流源的輸出也不會因為因此而受到影響，從而可以提高測量的準確性；從另一方面考慮，脈沖信號相比恒流信號屬于間歇供電，間歇供電本身可以比較省電，而且間歇供電更可以使電阻的發熱量大大減小，電阻發熱量的減小可以減少因焦耳熱效應而浪費的電力，而且由于電阻的熱效應不大，可以提高整個壓力傳感器的準確性，減少測量誤差。本實用新型如采用四節5號AA型電池供電，可以保證連續測量5000小時以上。
在本實施例中，壓力傳感器3上設置有一數字溫度傳感器8，數字溫度傳感器8的輸出端連接微控制器7，微控制器7根據數字溫度傳感器8的溫度采集數據，對A/D轉換器6的壓力采集數據進行溫度修正計算處理，統一換算為20℃的壓力，然后再將處理后的數據通過液晶顯示屏11顯示輸出。由此一來，由于環境溫度對壓力傳感器所引起的誤差影響，都可以經過微處理器的溫度修正計算處理而消除，從而提高本實用新型的測量的準確性。
在本實用新型中，表殼的前向板12還設置有一清零鍵13、一峰值鍵14、一單位鍵15以及一溫度鍵16，其輸出端均與微控制器7連接。通過操作清零鍵13，可以完成對所述測量壓力的零壓力校準；通過操作峰值鍵14，可以使液晶顯示屏顯示出檢測過程中的壓力峰值；通過操作單位鍵15，可以切換液晶顯示屏顯示字符，顯示出不同單位下的壓力數值；通過操作溫度鍵16，可以實施壓力傳感器的溫度檢測及顯示。
在本實施例中，表殼的后面板17上設置有一串行接口9(如圖4所示)，串行接口9與微控制器7連接，當需要對壓力數據進行連續測量的時候，串行接口9可以連接一計算機或其他數據采集裝置，微控制器7通過串行接口9將檢測到的數據連續輸出，從而本實用新型可以實現連續檢測高精度高準確的壓力數據。當然，串行接口同樣可以用其他接口代替，如并行接口、USB接口、1394接口、RS485和GPIB接口等。
權利要求1.一種數字精密壓力表，包括有一表殼，所述表殼下部設置有一引壓密封接頭，其特征在于所述引壓密封頭在表殼內的一端連接有一壓力傳感器，所述壓力傳感器的電源端連接一激勵電源，所述壓力傳感器的輸出端依次連接一信號調理放大器和一A/D轉換器，所述A/D轉換器的輸出端連接一微控制器；所述微控制器與所述激勵電源連接，其控制激勵電源的輸出激勵信號，所述微控制器還連接一液晶顯示屏，所述液晶顯示屏設置在所述表殼的前面板。
2.根據權利要求1所述的數字精密壓力表，其特征在于所述激勵電源包括有一電壓基準源、一數字電位器以及一壓控恒流源，并且其依次連接；所述微控制器與所述激勵電源的數字電位器連接，其控制數字電位器使所述壓控恒流源輸出一脈沖電流激勵信號；所述脈沖電流激勵信號作用在所述壓力傳感器的電橋上。
3.根據權利要求1所述的數字精密壓力表，其特征在于所述壓力傳感器上緊密貼合設置有一數字溫度傳感器，所述數字溫度傳感器的輸出端連接所述微控制器，所述微控制器根據數字溫度傳感器傳來的溫度數據對所述A/D轉換器傳來的壓力數據進行溫度修正計算處理，并將處理后的數據通過液晶顯示屏輸出顯示。
4.根據權利要求2所述的數字精密壓力表，其特征在于所述壓力傳感器上緊密貼合設置有一數字溫度傳感器，所述數字溫度傳感器的輸出端連接所述微控制器，所述微控制器根據數字溫度傳感器傳來的溫度數據對所述A/D轉換器傳來的壓力數據進行溫度修正計算處理，并將處理后的數據通過液晶顯示屏輸出顯示。
5.根據權利要求1或2或3或4所述的數字精密壓力表，其特征在于所述表殼的前面板還設置有一清零鍵、一峰值鍵、一單位鍵以及一溫度鍵，其輸出端均與所述微控制器連接。
6.根據權利要求1或2或3或4所述的數字精密壓力表，其特征在于所述表殼的后面板設置有一串行接口，所述串行接口與所述微控制器連接。
7.根據權利要求5所述的數字精密壓力表，其特征在于所述表殼的后面板設置有一串行接口，所述串行接口與所述微控制器連接。
專利摘要本實用新型公開了一種數字精密壓力表，包括有一表殼，所述表殼下部設置有一引壓密封接頭，所述引壓密封接頭在表殼內的一端連接有一壓力傳感器，所述壓力傳感器的電源端連接一激勵電源，所述壓力傳感器的輸出端依次連接一信號調理放大器和一A/D轉換器，所述A/D轉換器的輸出端連接一微控制器；所述微控制器與所述激勵電源連接，其控制激勵電源的輸出激勵信號，所述微控制器還連接一液晶顯示屏，所述液晶顯示屏設置在所述表殼的前面板。本實用新型功耗低、精確度高，既可以進行高準確壓力量數字化連續檢測，也可以進行現場壓力儀表校準檢測；因此，其具有非常廣泛的應用市場。
文檔編號G01L19/00GK2762089SQ20042011879
公開日2006年3月1日 申請日期2004年10月19日 優先權日2004年10月19日
發明者姜維利 申請人:北京康斯特儀表科技有限公司