一種穩定型智能壓力傳感器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型設及傳感器技術領域，具體設及一種穩定型智能壓力傳感器。
【背景技術】
[0002] 傳統的壓力傳感器系統中壓力源與傳感器相隔較遠，信號線過長，易受干擾，本實 用新型針對上述缺點，設計穩定的智能壓力傳感器。 【實用新型內容】
[0003] 本實用新型要解決的技術問題是克服現有技術的不足，克服傳統的壓力傳感器系 統中壓力源與傳感器相隔較遠，信號線過長的缺陷，將傳感器、數據采集和微處理器模塊集 成在一起，提高數據吞吐速率，模擬與數字信號分別設計，后期的數字信號遠離模擬信號， 通過特殊的GND處理可大大增強系統的準確性和抗干擾性。
[0004] 為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是:一種穩定型智能壓力傳感器，包 括傳感器模塊、模擬多路開關模塊、AD轉換模塊、微處理器和輸出顯示模塊組成;所述傳感 器模塊與模擬多路開關模塊連接，AD轉換模塊一部分與微處理器連接，一部分與模擬多路 開關模塊連接，微處理器與輸出顯示模塊連接。
[0005] 作為本實用新型進一步改進的，所述模擬多路開關模塊采用AD7501忍片。所述 AD7501忍片為4選1多路模擬開關，其引腳設置為EN=I,忍片使能;通過調節A1、A2選擇需要 導通的通道，AlAO = OO,選通1通道;AlAO = Ol,選通2通道;AlAO = 10,選通3通道;AlAO = 11， 選通4通道;所述AD7501忍片的4個輸入通道為:S1通道連接到傳感器模塊的地電位，用于零 點漂移校準；S2通道連接到W傳感器地電位為參考通過穩壓二極管設計的模擬穩壓巧V電 源，用于增益誤差校正;S3通道接測量信號，接受實際的壓力測量信號。
[0006] 作為本實用新型進一步改進的，所述AD轉換模塊采用AD1674忍片。所述AD1674忍 片采用獨立工作模式的控制引腳，其中，CE、12/訂妾高電平，1容和AO接低電平;AD1674設置 為12位A/D轉換12位數據輸出，其轉換完全由R/亡控制：當R/7 =0時，啟動12位A/D轉換； A/D轉換結束時，狀態信號STS = 0，否則STS = 1;當R/石=1時，讀取12位A/D轉換數據。
[0007] 作為本實用新型進一步改進的，所述微處理器選用MN1(UEF57G單片機，是整個系 統的核屯、處理部分，其中STS，RC為控制單元外部接口，用于控制AD1674的工作時序和 AD7502的通道選擇。所述MNlCUE巧7G單片機的輸入端口 STS(管腳55)接收AD1674忍片的STS 狀態信號;DBO-DB11(12位，管腳43-57)接收AD1674忍片并行12位轉換輸出；輸出端口 R/C 接AD1674忍片的R/萬端，控制AD轉換器的啟動和讀數。
[000引作為本實用新型進一步改進的，所述輸出顯示模塊采用UMNH-8649MD-F忍片完成 串口通訊及輸出結果顯示。
[0009] 由于上述技術方案的運用，本實用新型與現有技術相比具有下列優點：
[0010] 本實用新型方案的穩定型智能壓力傳感器，克服了傳統的壓力傳感器系統中壓力 源與傳感器相隔較遠，信號線過長的弊端，將傳感器、數據采集和微處理器模塊集成在一 起，提高數據吞吐速率，模擬與數字信號分別設計，后期的數字信號遠離模擬信號，通過特 殊的GND處理可大大增強系統的準確性和抗干擾性。
【附圖說明】
[0011] 下面結合附圖對本實用新型技術方案作進一步說明：
[0012] 圖1是本實用新型的結構原理框圖；
[0013] 圖2是本實用新型的穩壓電源一原理圖；
[0014] 圖3是本實用新型的穩壓電源二原理圖；
[0015] 圖4是本實用新型的穩壓電源S原理圖；
[0016] 圖5是本實用新型的模擬多路開關模塊結構原理圖；
[0017]圖6是本實用新型的AD轉換模塊結構原理圖；
[0018] 圖7是本實用新型的微處理器結構原理圖；
[0019] 圖8是本實用新型的輸出顯示模塊結構原理圖；
[0020] 圖9是本實用新型的系統運行軟件流程圖。
[0021] 圖中，1.傳感器模塊，2.模擬多路開關模塊，3. AD轉換模塊，4.微處理器，5.輸出顯 示模塊。
【具體實施方式】
[0022] 下面結合附圖及具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。
[0023] 如圖1中所示，一種穩定型智能壓力傳感器，包括傳感器模塊1、模擬多路開關模塊 2、AD轉換模塊3、微處理器4和輸出顯示模塊5組成;所述傳感器模塊1與模擬多路開關模塊2 連接，AD轉換模塊3-部分與微處理器4連接，一部分與模擬多路開關模塊2連接，微處理器4 與輸出顯示模塊5連接。
[0024] 如圖2中所示，穩壓電源一，生成+12V與-12V電路模塊，為圖4模擬多路開關模塊2 提供穩定電壓。
[0025] 如圖3中所示，穩壓電源一，生成巧D電路模塊，為圖6中的AD轉換模塊3提供穩定電 壓。
[0026] 如圖4中所示，穩壓電源一，利用LDO生成+3.3V電壓，為微處理器4和輸出顯示模塊 5供電。
[0027] 如圖5中所示，模擬多路開關模塊2選用AD7501忍片，其引腳設置為EN=I,忍片使 能信號;AlAO = 00，選通1通道;AlAO = 1，選通2通道;AlAO = 10，選通3通道;AlAO = 11，選通4 通道。AD7501忍片的4個輸入通道：Sl通道接地，用于零點漂移校準；S2通道接+5V(1/ 2vmax，，vmax為AD1674的最大輸入電壓），用于增益誤差校正；S3通道利用滑動變阻器模擬 壓力傳感器1的電壓輸出，通過一個高輸入阻抗低輸出阻抗的電壓跟隨器，穩定傳感器的輸 出電壓和帶負載能力，從而提高電壓采集的穩定性，和抗干擾性。
[0028] 如圖6、圖7中所示，AD轉換模塊3采用AD1674忍片（圖6)，完成模擬信號到數字信號 的轉換。微處理器4是整個系統的核屯、，選用麗10化巧7G單片機（圖7)dAD1674忍片的引腳2、 弓側3、引腳4、引腳5、引腳6分別與MN1(UEF57G單片機的引腳56、引腳57、引腳58、引腳59、引 腳60相連。AD1674忍片的引腳16、引腳17、引腳18、引腳19、引腳20、引腳21、引腳22、引腳23、 弓側24、引腳25、引腳26、引腳27,分別與MN1(UEF57G單片機的引腳43、引腳44、引腳45、引腳 46、引腳47、引腳48、引腳49、引腳50、引腳51、引腳52、引腳53、引腳54相連，MNlO 1EF57G單片 機的引腳43~54控制TTL電平轉換，接收AD1674并行12位轉換輸出。AD1674忍片的引腳28與 MNlCUE巧7G單片機的引腳55相連，控制AD1674的工作時序。
[0029] MN101EF57G單片機的引腳76AD為輸入接口，單片機隨時采集該接口的電壓值，如 有異常，則切斷各電源模塊電壓，從而保證電路不會損壞。引腳11為外部Reset管腳。
[0030] 如附圖8所示，輸出顯示模塊5選用LCD Display,其型號為UMNH-8649MD-F，用于顯 示壓力傳感器采集的數據。
[00川結合附圖7和附圖8可W看出，MNl(nEF57G單片機的引腳68、引腳69、引腳70、引腳 71、引腳72、引腳73分別與輸出顯示模塊5的引腳4、引腳5、引腳6、引腳7、引腳8和引腳10相 連，完成處理結果數據的輸出顯示。
[0032] 如圖9中所示，系統接入電源，此時除輸入電源和3.3M為MN1(UEF57G單片機供電外 其他電源皆未啟動。單片機完成Reset后立即進入待機模式，處于待機模式下的系統消耗極 少的功率。一旦化wer_0N被觸發（中斷），系統開始正進入工作模式。首先開啟其他模塊的供 電電壓，包括+3.3A，巧D，±12A。單片機會通過76號AD轉換管腳采集由各電壓組合分壓得到 的電壓值，如果任何一個電壓出現異常，則該店電壓就會偏離設定值，系統立刻進入保護模 式，切斷所有電源。如果電壓正常，則進入正常的工作狀態。隨后單片機會通過切換預設的 通道采集電壓實現隨機誤差消除，零點漂移校準和增益誤差校正的功能。最后單片機切換 回信號采集通道，通過AD轉換模塊3轉換采集壓力傳感器1的電壓，并通過數據處理降低誤 差，的到最終的數據，通過LCD顯示屏輸出。
[0033] W上僅是本實用新型的具體應用范例，對本實用新型的保護范圍不構成任何限 審IJ。凡采用等同變換或者等效替換而形成的技術方案，均落在本實用新型權利保護范圍之 內。
【主權項】
1. 一種穩定型智能壓力傳感器，包括傳感器模塊、模擬多路開關模塊、AD轉換模塊、微 處理器和輸出顯示模塊組成;其特征在于:所述傳感器模塊與模擬多路開關模塊連接，AD轉 換模塊一部分與微處理器連接，一部分與模擬多路開關模塊連接，微處理器與輸出顯示模 塊連接。2. 根據權利要求1所述的穩定型智能壓力傳感器，其特征在于:所述模擬多路開關模塊 采用AD7501芯片。3. 根據權利要求2所述的穩定型智能壓力傳感器，其特征在于:所述AD7501芯片為4選1 多路模擬開關，其引腳設置為EN=I，芯片使能;通過調節A1、A2選擇需要導通的通道，AlAO = 00,選通1通道;AlAO = Ol，選通2通道;AlAO = 10,選通3通道;AlAO = 11，選通4通道;所述 AD7501芯片的4個輸入通道為：Sl通道連接到傳感器模塊的地電位，用于零點漂移校準；S2 通道連接到以傳感器地電位為參考通過穩壓二極管設計的模擬穩壓+5V電源，用于增益誤 差校正;S3通道接測量信號，接受實際的壓力測量信號。4. 根據權利要求1所述的穩定型智能壓力傳感器，其特征在于：所述AD轉換模塊采用 AD1674芯片。5. 根據權利要求4所述的穩定型智能壓力傳感器，其特征在于:所述AD1674芯片采用獨 立工作模式的控制引腳，其中，(:以/互接高電平，'^和AO接低電平;AD1674設置為12位 A/D轉換12位數據輸出，其轉換完全由丨ΓT控制：當R/萬=0時，啟動12位A/D轉換;A/D轉 換結束時，狀態信號STS = 0，否則STS = 1;當R/萬=1時，讀取12位A/D轉換數據。6. 根據權利要求1、2或4所述的穩定型智能壓力傳感器，其特征在于:所述微處理器選 用MN101EF57G單片機。7. 根據權利要求6所述的穩定型智能壓力傳感器，其特征在于:所述MN101EF57G單片機 的輸入端口 STS接收AD1674芯片的STS狀態信號;DBO-DBll接收AD1674芯片并行12位轉換 輸出；輸出端口 R/C接AD1674芯片的R/T端，控制AD轉換器的啟動和讀數。8. 根據權利要求6所述的穩定型智能壓力傳感器，其特征在于:所述輸出顯示模塊采用 UMNH-8649MD-F芯片完成串口通訊及輸出結果顯示。
【專利摘要】本實用新型涉及一種穩定型智能壓力傳感器，包括傳感器模塊、模擬多路開關模塊、AD轉換模塊、微處理器和輸出顯示模塊組成；所述傳感器模塊與模擬多路開關模塊連接，AD轉換模塊一部分與微處理器連接，一部分與模擬多路開關模塊連接，微處理器與輸出顯示模塊連接，該傳感器克服了傳統的壓力傳感器系統中壓力源與傳感器相隔較遠，信號線過長的弊端，將傳感器、數據采集和微處理器模塊集成在一起，提高數據吞吐速率，模擬與數字信號分別設計，后期的數字信號遠離模擬信號，通過特殊的GND處理可大大增強系統的準確性和抗干擾性。
【IPC分類】G01L19/00
【公開號】CN205317400
【申請號】CN201620095559
【發明人】白夢如, 徐釗, 劉鄭暢
【申請人】中國礦業大學
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年1月29日