一種微功耗數字壓力表及壓力測量方法
【技術領域】
[0001]一種微功耗數字壓力表及壓力測量方法，屬于壓力測量技術領域。
【背景技術】
[0002]壓力儀表作為測量壓力的常規儀表被普遍應用到各個行業中。目前，工業上測量壓力的產品主要有兩類，一類是機械式壓力表，該類壓力表通過表內的敏感元件(波登管、膜盒、波紋管)的彈性形變，再由表內機芯的轉換機構將壓力形變傳導至指針，引起指針轉動來顯示壓力；另一類為輸出工業標準信號(如4~20mA電流信號)的壓力變送器，通過其內的壓力傳感器以及變送線路板配合將監測到的壓力以電信號的形式進行遠傳。現有技術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]傳統的機械式壓力表這種壓力表受其結構限制，用指針讀數只能估讀，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，需經常專業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，其主要應用在需要壓力值遠傳的場合，雖具有數碼管或液晶顯示，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換顯示壓力值，因此在實際現場，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的場合不適用，很大程度上受現場條件的制約。
【發明內容】
[0005]本發明要解決的技術問題是:克服現有技術的不足，提供一種微功耗，利用電池供電，不需要鋪設電纜，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字壓力表，以及操作、設置簡單，工作穩定可靠的壓力測量方法。
[0006]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:該微功耗數字壓力表，包括數據處理單元、與數據處理單元相連的傳感器單元以及對二者實現供電的供電單元，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，數據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；
所述的供電單元包括電源以及與電源相連的分別對數據處理單元、傳感器單元實現供電的主電源模塊、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。
[0007]優選的，所述的數據處理單元中還設置有AD轉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轉換模塊的輸入端；所述的主電源模塊同時連接AD轉換模塊以及按鍵模塊。
[0008]優選的，所述的電源為鋰電池。
[0009]優選的，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。
[0010]優選的，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。
[0011]優選的，所述的放大器模塊采用型號為皿122的儀表放大器芯片。
[0012]優選的，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并聯按鍵DOWN —端以及中央處理模塊的輸入端，通過電阻R2并聯按鍵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]一種微功耗數字壓力表的壓力測量方法，其特征在于，包括如下步驟:
步驟1001，系統初始化；
中央處理模塊對各硬件進行初始化；
步驟1002，中央處理模塊判斷RB5端口是否發生電平變化；
中央處理模塊判斷RB5端口是否發生電平變化，如果電平發生變化，證明SET按鍵按下，執行步驟1003，如果RB5端口電平未發生變化，證明無按鍵操作，執行步驟1004 ;
步驟1003，啟動掃描按鍵；
RB5端口發生電平變化，表明SET按鍵按下，此時根據儀表設置流程對本微功耗數字壓力表進行設置；
步驟1004，中央處理器休眠時間結束；
中央處理模塊通過其內置的看門狗定時器模塊判斷休眠時間是否已經結束，如果看門狗定時器模塊超時，休眠時間結束，執行步驟1006，如果休眠時間尚未結束，執行步驟
1005；
步驟1005，中央處理模塊處于保持休眠狀態；
中央處理模塊繼續保持休眠狀態，返回執行步驟1002 ;
步驟1006，啟動AD采樣；
中央處理模塊控制AD轉換模塊對傳感器的輸出信號進行采樣；
步驟1007，中央處理模塊判斷采樣是否結束；
中央處理模塊判斷采樣是否結束，如果結束，執行步驟1008;如果未結束，返回步驟
1006；
步驟1008，AD數據讀取；
中央處理模塊讀取AD轉換模塊轉換得到的數據；
步驟1009，關斷恒流源模塊；
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，模擬量計算校準；
中央處理模塊讀取AD轉換模塊轉換得到的數據，并進行數據濾波處理，將濾波處理后的數據進行線性校準操作；
步驟1011，中央處理模塊判斷校準是否結束；
中央處理模塊判斷校準是否結束，如果校準結束，執行步驟1012，如果校準未結束返回步驟1010 ；
步驟1012，顯示實時壓力； 中央處理模塊將校準后的數據送至顯示模塊，由顯示模塊對實施壓力值進行顯示； 步驟1013，中斷標志是否為I ;
中央處理模塊判斷校準后的按鍵中斷標志KeyInterruptFlag是否為I，如果KeyInterruptFlag=I,執行步驟 1014，如果 KeyInterruptFlag=O,返回步驟 1004 ；
步驟1014，中斷狀態置零；
中央處理模塊確認按鍵操作結束，設置按鍵中斷標志KeyInterruptFlag=O。
[0014]優選的，步驟1003中所述的儀表設置流程，包括如下步驟:
步驟2001，進入設置菜單；
按下SET按鍵，中央處理模塊RB5端口電平發生變化，控制顯示模塊顯示設置菜單； 步驟2002，小數點設置；
通過UP或DOWN按鍵選擇是否進入小數點設置步驟，如果不進行小數點設置，繼續通過UP或DOWN按鍵執行步驟2003，如果進行小數點設置，按下SET按鍵后執行如下步驟:
步驟20021，選擇小數點位置；
通過按動UP或DOWN按鍵選擇小數點的顯示位置，選擇成功后，按下SET確認，執行步驟 2006 ；
步驟2003，量程設置；
通過UP或DOWN按鍵選擇是否進入量程設置步驟，如果不進行量程設置，繼續通過UP或DOWN按鍵執行步驟2004，如果進行量程設置，按下SET按鍵后執行如下步驟:
步驟20031，設置量程下限；
通過UP或DOWN按鍵選擇量程下限，設定完成后按下SET按鍵確定；
步驟20032，
通過UP或DOWN按鍵選擇量程上限，設定完成后按下SET按鍵確定，確認后執行步驟2006 ；
步驟2004，校準點數設置；
通過UP或DOWN按鍵選擇是否進入校準點數設置步驟，如果不進行校準點數設置，繼續通過UP或DOWN按鍵執行步驟2005，如果進行校準點數設置，按下SET按鍵后執行如下步驟: