CN106644249A - 一种新型高精度微压力信号采集装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型高精度微压力信号采集装置，包括壳体，壳体的底部设有一进气盖和一硅胶膜片，进气盖和硅胶膜片组成一压力室，进气盖还包括一进气口，进气口与压力室相连通，以及壳体的内部自下而上还依次设有铁芯卡盘、铁芯、线圈轴、线路板和霍尔集成模块，铁芯卡盘的底部与硅胶膜片相卡合，其上部穿设在铁芯内，线圈轴固定在壳体的内侧上部，线圈轴的中部外表面缠绕有线圈，线路板固定在线圈轴的顶部，霍尔集成模块安装在线路板上，且霍尔集成模块用于感应铁芯磁通量的变化并输出反馈电压，其中，铁芯卡盘与壳体的内壁上表面之间还设有一复位弹簧。本发明稳定性好，响应时间快、线性度好，产品的一致性高。

Description

一种新型高精度微压力信号采集装置

技术领域

本发明涉及微压力信号采集技术领域，尤其涉及一种新型高精度微压力信号采集装置。

背景技术

现有技术中，压力气体的微压力信号一般是通过电磁压力信号采集模块进行采集并输出反馈结果，该反馈结果一般表现为输出反馈电压。因为电磁压力信号采集模块主要采用电磁传感器进行感应采集，而电磁传感器易受温度等影响，其稳定性较差，且电磁压力信号采集模块的精度低、响应时间慢、线性度差、产品一致性难以保证。

发明内容

本发明主要是解决现有技术中所存在的技术问题，从而提供一种稳定性好，响应时间快、线性度好的新型高精度微压力信号采集装置。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

本发明提供的新型高精度微压力信号采集装置，包括壳体，所述壳体的底部设有一进气盖和一硅胶膜片，所述进气盖和硅胶膜片组成一压力室，所述进气盖还包括一进气口，所述进气口与所述压力室相连通，以及所述壳体的内部自下而上还依次设有铁芯卡盘、铁芯、线圈轴、线路板和霍尔集成模块，所述铁芯卡盘的底部与所述硅胶膜片相卡合，其上部穿设在所述铁芯内，所述线圈轴固定在所述壳体的内侧上部，所述线圈轴的中部外表面缠绕有线圈，所述线路板固定在所述线圈轴的顶部，所述霍尔集成模块安装在所述线路板上，且所述霍尔集成模块用于感应铁芯磁通量的变化并输出反馈电压，其中，所述铁芯卡盘与所述壳体的内壁上表面之间还设有一复位弹簧。

进一步地，所述霍尔集成模块包括依次连接的霍尔元件、A/D转换器、数字信号处理器、D/A转换器、模拟输出单元和电阻，所述霍尔元件还与一温度补偿电路相连接，所述电阻还与反馈电压输出端相连接，以及还包括电源、振荡器、电源电压检测电路、编程存储单元和数字输出单元，所述电源经一稳压保护电路为所述D/A转换器和模拟输出单元提供动力源，以及所述振荡器还分别与霍尔元件、A/D转换器、数字信号处理器、D/A转换器相连接，其中，所述电源还依次经电源电压检测电路、编程存储单元与所述数字输出单元相连接，所述编程存储单元还分别与A/D转换器和数字信号处理器相连接，且所述数字信号处理器还与所述数字输出单元相连接。

进一步地，所述霍尔集成模块还包括电路保护器，所述电路保护器连接在所述电阻和反馈电压输出端之间，且与所述模拟输出单元相连接。

进一步地，还包括一调整螺丝，所述调整螺丝的外表面与所述壳体的顶部螺纹连接，其下部与所述复位弹簧的一端相连接。

进一步地，所述调整螺丝的顶部与所述壳体的顶部之间还设有红胶。

进一步地，所述霍尔集成模块输出反馈电压范围为0.5-4.5V。

进一步地，所述线圈轴的一侧顶部设有一凹槽，所述线路板放置在所述凹槽内，且所述线路板的大小与所述凹槽的大小相适应。

进一步地，所述进气口的形状为喇叭形。

本发明的有益效果在于：压力气体从进气口进入压力室，推动铁芯向上移动，改变了铁芯磁通量的大小，再通过霍尔集成模块感应铁芯磁通量的大小判断后输出稳定反馈电压。其稳定性好，响应时间快、线性度好，产品的一致性高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的新型高精度微压力信号采集装置的结构示意图。

图2是本发明的新型高精度微压力信号采集装置的霍尔集成模块的框架图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参阅图1所示，本发明的新型高精度微压力信号采集装置，包括壳体1，壳体1的底部设有一进气盖2和一硅胶膜片3，进气盖2和硅胶膜片3组成一压力室4，进气盖2还包括一进气口5，进气口5与压力室4相连通，以及壳体2的内部自下而上还依次设有铁芯卡盘6、铁芯7、线圈轴8、线路板9和霍尔集成模块10，铁芯卡盘6的底部与硅胶膜片3相卡合，其上部穿设在铁芯7内，线圈轴8固定在壳体1的内侧上部，线圈轴8的中部外表面缠绕有线圈11，线路板9固定在线圈轴8的顶部，霍尔集成模块12安装在线路板9上，且霍尔集成模块12用于感应铁芯磁通量的变化并输出反馈电压，其中，铁芯卡盘6与壳体1的内壁上表面之间还设有一复位弹簧13。本发明的压力气体从进气口进入压力室4，气压推动铁芯7向上移动，改变了铁芯7磁通量的大小，再通过霍尔集成模块12感应铁芯7磁通量的大小判断后输出稳定反馈电压。其稳定性好，响应时间快、线性度好，产品的一致性高。

参阅图2所示，霍尔集成模块10采用微电子封装技术，其可精确感应到磁通量大小从而输出稳定电压值，具体的，霍尔集成模块10包括依次连接的霍尔元件14、A/D转换器15、数字信号处理器16、D/A转换器17、模拟输出单元18和电阻19，电阻19的阻值优选为100欧姆。霍尔元件14还与一温度补偿电路20相连接，电阻19还与反馈电压输出端相连接，以及还包括电源、振荡器21、电源电压检测电路22、编程存储单元23和数字输出单元24，电源经一稳压保护电路25为D/A转换器17和模拟输出单元18提供动力源，以及振荡器21还分别与霍尔元件14、A/D转换器15、数字信号处理器16、D/A转换器17相连接，其中，电源还依次经电源电压检测电路22、编程存储单元23与数字输出单元24相连接，编程存储单元23还分别与A/D转换器15和数字信号处理器16相连接，且数字信号处理器16还与数字输出单元24相连接。霍尔集成模块10还包括电路保护器26，电路保护器26连接在电阻19和反馈电压输出端之间，且与模拟输出单元18相连接，设置电路保护器26是为了进行过载保护，提高了电路的安全性。在本发明中，霍尔集成模块10的型号优选为HAL800。

较佳的，本装置还包括一调整螺丝27，调整螺丝27的外表面与壳体1的顶部螺纹连接，其下部与复位弹簧13的一端相连接。设置调整螺丝27主要为了调整复位弹簧13的复位拉力，优选的，在调整螺丝27调整结束后，调整螺丝27的顶部与壳体1的顶部之间还设有用于固定的红胶28。本发明中，霍尔集成模块输出反馈电压范围为0.5-4.5V，其微压力值可采集范围为0-500Pa。

本实施例中，线圈轴8的一侧顶部设有一凹槽12，线路板9放置在凹槽12内，且线路板9的大小与凹槽12的大小相适应。这样是为了使线路板9能紧固在凹槽12内，防止电路板9的窜动。同时，为了便于将压力气体导入进气口5内，进气口5的形状为喇叭形。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种新型高精度微压力信号采集装置，包括壳体(1)，其特征在于：所述壳体(1)的底部设有一进气盖(2)和一硅胶膜片(3)，所述进气盖(2)和硅胶膜片(3)组成一压力室(4)，所述进气盖(2)还包括一进气口(5)，所述进气口(5)与所述压力室(4)相连通，以及所述壳体(2)的内部自下而上还依次设有铁芯卡盘(6)、铁芯(7)、线圈轴(8)、线路板(9)和霍尔集成模块(10)，所述铁芯卡盘(6)的底部与所述硅胶膜片(3)相卡合，其上部穿设在所述铁芯(7)内，所述线圈轴(8)固定在所述壳体(1)的内侧上部，所述线圈轴(8)的中部外表面缠绕有线圈(11)，所述线路板(9)固定在所述线圈轴(8)的顶部，所述霍尔集成模块(10)安装在所述线路板(9)上，且所述霍尔集成模块(10)用于感应铁芯(7)磁通量的变化并输出反馈电压，其中，所述铁芯卡盘(6)与所述壳体(1)的内壁上表面之间还设有一复位弹簧(13)。

2.如权利要求1所述的新型高精度微压力信号采集装置，其特征在于：所述霍尔集成模块(10)包括依次连接的霍尔元件(14)、A/D转换器(15)、数字信号处理器(16)、D/A转换器(17)、模拟输出单元(18)和电阻(19)，所述霍尔元件(14)还与一温度补偿电路(20)相连接，所述电阻(19)还与反馈电压输出端相连接，以及还包括电源、振荡器(21)、电源电压检测电路(22)、编程存储单元(23)和数字输出单元(24)，所述电源经一稳压保护电路(25)为所述D/A转换器(17)和模拟输出单元(18)提供动力源，以及所述振荡器(21)还分别与霍尔元件(14)、A/D转换器(15)、数字信号处理器(16)、D/A转换器(17)相连接，其中，所述电源还依次经电源电压检测电路(22)、编程存储单元(23)与所述数字输出单元(24)相连接，所述编程存储单元(23)还分别与A/D转换器(15)和数字信号处理器(16)相连接，且所述数字信号处理器(16)还与所述数字输出单元(24)相连接。

3.如权利要求2所述的新型高精度微压力信号采集装置，其特征在于：所述霍尔集成模块(10)还包括电路保护器(26)，所述电路保护器(26)连接在所述电阻(19)和反馈电压输出端之间，且与所述模拟输出单元(18)相连接。

4.如权利要求1所述的新型高精度微压力信号采集装置，其特征在于：还包括一调整螺丝(27)，所述调整螺丝(27)的外表面与所述壳体(1)的顶部螺纹连接，其下部与所述复位弹簧(13)的一端相连接。

5.如权利要求4所述的新型高精度微压力信号采集装置，其特征在于：所述调整螺丝(27)的顶部与所述壳体(1)的顶部之间还设有红胶(28)。

6.如权利要求1所述的新型高精度微压力信号采集装置，其特征在于：所述霍尔集成模块输出反馈电压范围为0.5-4.5V。

7.如权利要求6所述的新型高精度微压力信号采集装置，其特征在于：所述线圈轴(8)的一侧顶部设有一凹槽(12)，所述线路板(9)放置在所述凹槽(12)内，且所述线路板(9)的大小与所述凹槽(12)的大小相适应。

8.如权利要求7所述的新型高精度微压力信号采集装置，其特征在于：所述进气口(5)的形状为喇叭形。