CN107811629A - 一种基于cs1237芯片、压阻传感器和单片机的压力采集信号的泪道压力检测仪 - Google Patents

一种基于cs1237芯片、压阻传感器和单片机的压力采集信号的泪道压力检测仪 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种压力检测仪，特别是指一种基于CS1237芯片、压阻传感器和单片机的压力采集信号的泪道压力检测仪。本发明采用的技术方案是：一种基于CS1237芯片、压阻传感器和单片机的压力采集信号的泪道压力检测仪，其特征在于：包括RC低通滤波电阻(R4，R5)，RC低通滤波电容(C10)，滤波电容(C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C11)，充电电容(C1)，抗干扰电阻(R2，R3)，数据总处理单片机(U1)，CS1237芯片(U3)，低压差三端稳压管(U2)，惠斯通电桥压阻传感器(S1)通过采用上述方案，本发明提供了真实可靠的压力信号提供给上位机的新型的基于CS1237芯片、压阻传感器和单片机的压力采集信号的泪道压力检测仪。

Description

一种基于CS1237芯片、压阻传感器和单片机的压力采集信号 的泪道压力检测仪
技术领域
本发明涉及一种压力检测仪，特别是指一种基于CS1237芯片、压 阻传感器和单片机的压力采集信号的泪道压力检测仪。
背景技术
功能性溢泪是眼科常见的一类流泪性疾病，患者往往冲洗通畅， 但是存在流泪现象。根据泪小管泵机制理论。在眼睑闭睑时，泪小管 收缩，泪小管内形成正压，泪液进入泪囊；开睑时，泪小管内形成负 压，泪液吸入泪小管进入下一循环，而泪囊仅只有容器的作用。该理 论的实现需要在泪总管进入泪囊处存在功能完善的瓣膜。而功能性溢 泪患者，因为泪囊周围肌肉张力下降，不能使泪总管开口粘膜皱褶在 开睑的瞬间关闭泪总管开口，从而使泪小管内不能形成负压，而导致 溢泪。因此该对泪小管的流体动力学的检测是该病诊断的关键。压阻 传感器和单片机的压力采集信号的泪道压力检测仪。
现有技术中还没有把于CS1237芯片、惠斯通电桥压阻传感器和单 片机联合在一起进行信号采集的电路运用到泪道压力检测仪。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供了一种采用最新硅压阻微机 械技术融入到惠斯通电桥中，传感器中集成了温度补偿技术进行温度 补偿，得到一个相当稳定的差分信号输出，再经过CS1237高分辨24 位AD进行模数转换，将差分信号转换成数字信号，由(U1)单片机内 软件进行多级滤波和算法处理，最终由UART串口协议输出完整稳定， 真实可靠的压力信号提供给上位机的新型的基于CS1237芯片、压阻传 感器和单片机的压力采集信号的泪道压力检测仪。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于CS1237 芯片、压阻传感器和单片机的压力采集信号的泪道压力检测仪，其特 征在于：包括RC低通滤波电阻(R4，R5)，RC低通滤波电容(C10)，滤 波电容(C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C11)，充电电容 (C1)，抗干扰电阻(R2，R3)，数据总处理单片机(U1)，CS1237芯片 (U3)，低压差三端稳压管(U2)，惠斯通电桥压阻传感器(S1)，低 压差三端稳压管(U2)将外围输入直流电压DC9V经过C3、C5滤波后 送至低压差三端稳压管(U2)的接地脚，低压差三端稳压管(U2)的 OUT脚输出+3.3V后再滤波电容(C4、C6)进行电源滤波处理得到纹波较 小的VDD电压提供给数据总处理单片机U1，CS1237芯片(U3)工作， 惠斯通电桥压阻传感器(S1)供电是由CS1237芯片(U3)内部供电经 过滤波电容C11滤波后送至惠斯通电桥压阻传感器(S1)的第4脚 IN+，惠斯通电桥压阻传感器(S1)的第3脚接GND，初始压力信号由数 据总处理单片机(U1)会自动清零处理，当惠斯通电桥压阻传感器(S1) 受到压力变化后，惠斯通电桥压阻传感器(S1)的第1脚OUT和第3 脚IN-会输出差分信号，经过RC低通滤波电阻(R4、R5)到CS1237芯 片(U3)的第3脚和第4脚，由CS1237芯片(U3)第5脚和第6脚经 过抗干扰电阻(R2、R3)耦合IIC通讯连接至数据总处理单片机(U1) 的第19和第20脚，将CS1237芯片(U3)转换的数字信号送到数据总 处理单片机(U1)进行算法处理，数据总处理单片机(U1)的第42脚TX 输出UART信号给用户上位机，输出信号。
本发明的进一步设置是：CS1237芯片(U3)输入电阻(R4、R5)是 固定电阻，其阻值是根据匹配电路低通滤波特性计算得出。
本发明的进一步设置是：CS1237芯片(U3)输入低通滤波电容 (C10)和滤波电容(C7、C8)是固定无极性电容，其容值是根据匹配电 路低通滤波特性计算得出。
本发明的最后设置是：S1237芯片(U3)IIC输出电阻(R2、R3) 是与数据总处理单片机(U1)通讯抗干扰固定电阻，其阻值是根据匹配 电路计算得出，所述数据总处理单片机(U1)是由惠斯通电桥压阻传感 器(S1)信号采集差分输出和CS1237芯片(U3)模数转换数字输出集 成电路。
通过采用上述方案，我们达到如下效果：本发明的主要用于泪道 压力的检测，进而用于泪道患者术前的功能评估与功能性溢泪的临床 诊断。在要求压力信号为数字信号输出的设备信号采集时，采用最新 硅压阻微机械技术融入到惠斯通电桥中，传感器中集成了温度补偿技 术进行温度补偿，得到一个相当稳定的差分信号输出，再经过CS1237 高分辨24位AD进行模数转换，将差分信号转换成数字信号，由 (U1)单片机内软件进行多级滤波和算法处理，最终由UART串口协议 输出完整稳定，真实可靠的压力信号提供给上位机；该电路简单可 靠、成本低廉。
下面结合附图对本发明作进一步描述。
附图说明
图1为本发明实施例的单片机U1的引脚电路图；
图2为本发明实施例反映低压差三端稳压管U2的电路图；
图3为本发明实施例反映CS1237芯片U3的电路图。
具体实施方式
如图1所示，一种基于CS1237芯片、压阻传感器和单片机的压力 采集信号的泪道压力检测仪，包括RC低通滤波电阻R4、R5，RC低通滤 波电容C10，滤波电容C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C11，充电电 容C1，抗干扰电阻R2，R3，数据总处理单片机U1，CS1237芯片U3，低压差三端稳压管U2，惠斯通电桥压阻传感器S1，低压差三端稳压管U2 将外围输入直流电压DC9V经过C3、C5滤波后送至低压差三端稳压管 U2的接地脚，低压差三端稳压管U2的OUT脚输出+3.3V后再滤波电容C4、C6进行电源滤波处理得到纹波较小的VDD电压提供给数据总处理 单片机U1，CS1237芯片U3工作，惠斯通电桥压阻传感器S1供电是由 CS1237芯片U3内部供电经过滤波电容C11滤波后送至惠斯通电桥压阻 传感器S1的第4脚IN+，惠斯通电桥压阻传感器S1的第3脚接GND， 初始压力信号由数据总处理单片机U1会自动清零处理，当惠斯通电桥 压阻传感器S1受到压力变化后，惠斯通电桥压阻传感器S1的第1脚 OUT和第3脚IN-会输出差分信号，经过RC低通滤波电阻R4、R5到 CS1237芯片U3的第3脚和第4脚，由CS1237芯片U3第5脚和第6脚 经过抗干扰电阻R2、R3耦合IIC通讯连接至数据总处理单片机U1的 第19和第20脚，将CS1237芯片U3转换的数字信号送到数据总处理 单片机U1进行算法处理，数据总处理单片机U1的第42脚TX输出 UART信号给用户上位机，输出信号。
在本发明实施例中，CS1237芯片U3输入电阻R4、R5是固定电 阻，其阻值是根据匹配电路低通滤波特性计算得出；CS1237芯片U3输 入低通滤波电容C10和滤波电容C7、C8是固定无极性电容，其容值是 根据匹配电路低通滤波特性计算得出；S1237芯片U3IIC输出电阻 R2、R3是与数据总处理单片机U1通讯抗干扰固定电阻，其阻值是根据 匹配电路计算得出，所述数据总处理单片机U1是由惠斯通电桥压阻传 感器S1信号采集差分输出和CS1237芯片U3模数转换数字输出集成电 路。
以上实施例，只是本发明优选地具体实施例的一种，本领域技术 人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都包含在本发明 的保护范围内。

Claims (4)

1.一种基于CS1237芯片、压阻传感器和单片机的压力采集信号的泪道压力检测仪，其特征在于：包括RC低通滤波电阻(R4，R5)，RC低通滤波电容(C10)，滤波电容(C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C11)，充电电容(C1)，抗干扰电阻(R2，R3)，数据总处理单片机(U1)，CS1237芯片(U3)，低压差三端稳压管(U2)，惠斯通电桥压阻传感器(S1)，低压差三端稳压管(U2)将外围输入直流电压DC9V经过C3、C5滤波后送至低压差三端稳压管(U2)的接地脚，低压差三端稳压管(U2)的OUT脚输出+3.3V后再滤波电容(C4、C6)进行电源滤波处理得到纹波较小的VDD电压提供给数据总处理单片机U1，CS1237芯片(U3)工作，惠斯通电桥压阻传感器(S1)供电是由CS1237芯片(U3)内部供电经过滤波电容C11滤波后送至惠斯通电桥压阻传感器(S1)的第4脚IN+，惠斯通电桥压阻传感器(S1)的第3脚接GND，初始压力信号由数据总处理单片机(U1)会自动清零处理，当惠斯通电桥压阻传感器(S1)受到压力变化后，惠斯通电桥压阻传感器(S1)的第1脚OUT和第3脚IN-会输出差分信号，经过RC低通滤波电阻(R4、R5)到CS1237芯片(U3)的第3脚和第4脚，由CS1237芯片(U3)第5脚和第6脚经过抗干扰电阻(R2、R3)耦合IIC通讯连接至数据总处理单片机(U1)的第19和第20脚，将CS1237芯片(U3)转换的数字信号送到数据总处理单片机(U1)进行算法处理，数据总处理单片机(U1)的第42脚TX输出UART信号给用户上位机，输出信号。
2.根据权利要求1所述的基于CS1237芯片、压阻传感器和单片机的压力采集信号的泪道压力检测仪，其特征在于：CS1237芯片(U3)输入电阻(R4、R5)是固定电阻，其阻值是根据匹配电路低通滤波特性计算得出。
3.根据权利要求1或2所述的基于CS1237芯片、压阻传感器和单片机的压力采集信号的泪道压力检测仪，其特征在于：CS1237芯片(U3)输入低通滤波电容(C10)和滤波电容(C7、C8)是固定无极性电容。
4.根据权利要求1或2所述的基于CS1237芯片、压阻传感器和单片机的压力采集信号的泪道压力检测仪，其特征在于：CS1237芯片(U3)IIC输出电阻(R2、R3)是与数据总处理单片机(U1)通讯抗干扰固定电阻，所述数据总处理单片机(U1)是由惠斯通电桥压阻传感器(S1)信号采集差分输出和CS1237芯片(U3)模数转换数字输出集成电路。
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