CN112254870B - 一种高精度气体微压差表 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种高精度气体微压差表，包括气体微压差测量装置、单片机、超声波发射驱动模块、第一选通开关、超声换能器A、超声换能器B、超声换能器C、第二选通开关、放大器、过零电平检测模块、计时门、晶振时标及与门，超声换能器A、超声换能器B及超声换能器C均为自发自收式且完全相同。本发明通过上述结构测得的超声波信号的传播时间的精度高，气体微压差表的测量精度高。

Description

一种高精度气体微压差表

技术领域

本发明涉及微压差测量技术领域，尤其涉及一种高精度气体微压差表。

背景技术

对于气体微压差的测量，传统的方法是采用U型管式压力表，该压力表结构简单，价格便宜，性能可靠，缺点是无法记录压力的瞬态变化，读数慢而读数误差大。为了提高灵敏度，减小读数误差，随之又出现了超声波气体微压差表，在保留U型管式压力表原理、结构简单、可靠性高、直观等优点的基础上，利用超声波进行精确而快速测量U型管中液柱高度的原理设计而成，具有测量精度高、读数准确、测量速度快的特点。

对于超声波气体微压差表，超声波传播时间的测量对微压差表的测量精度非常关键，目前有脉冲叠加法、回鸣法、数字平均法等，对超声波传播时间的测量精度不高，导致超声波气体微压差表的测量精度低。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种高精度气体微压差表，以解决传统高精度气体微压差表测量超声波传播时间的精度低而导致气体微压差测量精度低的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种高精度气体微压差表，包括气体微压差测量装置、单片机、超声波发射驱动模块、第一选通开关、超声换能器A、超声换能器B、超声换能器C、第二选通开关、放大器、过零电平检测模块、计时门、晶振时标及与门，超声换能器A、超声换能器B及超声换能器C均为自发自收式且完全相同；

气体微压差测量装置包括长方体型的容器底座及两个完全相同的导管，两个导管均固定于容器底座的上表面且均垂直于容器底座，两个导管的下端均与容器底座连通，容器底座及两个导管内均注入纯水，超声换能器A安装于容器底座的侧面，超声换能器B及超声换能器C均安装于容器底座的下表面，超声换能器B及超声换能器C分别正对两个导管；

单片机依次经超声波发射驱动模块、第一选通开关分别连接超声换能器A、超声换能器B及超声换能器C的输入端，超声换能器A、超声换能器B及超声换能器C的输出端均依次经第二选通开关、放大器、过零电平检测模块、计时门连接与门的第一输入端，晶振时标连接与门的第二输入端，与门的输出端连接单片机，单片机还分别连接第一选通开关及第二选通开关的控制端；

单片机用于发出超声波发射控制信号至超声波发射驱动模块，计时门用于产生开关门信号，过零电平检测模块用于对接收到的超声波回波信号进行过零检测并输出一正方波以控制所述开关门信号的宽度，所述开关门信号的起点为所述超声波发射控制信号的发出时刻，所述开关门信号的终点为超声波回波信号的过零检测时刻，晶振时标用于产生频率已知的高频晶振时标脉冲，单片机还用于对通过所述开关门信号的高频晶振时标脉冲的个数进行计数，计算通过所述开关门信号的高频晶振时标脉冲的总时间，根据容器底座的长度及所述总时间计算气体微压差。

可选的，所述总时间为多次测量后的平均值。

可选的，所述开关门信号的起点与所述高频晶振时标脉冲的起点之间随机。

可选的，过零电平检测模块用于对所述超声波回波信号的次波进行过零检测。

可选的，过零电平检测模块包括施密特触发器及施密特过零电平检测器，过零电平检测模块用于检测所述超声波回波信号的首波，施密特过零电平检测器用于检测与所述首波最邻近的次波的过零电平的到达时刻。

可选的，放大器包括NPN三极管Q1～Q2、电阻R1～R5、正电源+VCC及负电源-VEE；

正电源+VCC经电阻R1连接三极管Q1的集电极，正电源+VCC还经电阻R2连接三极管Q2的集电极，三极管Q1的发射极连接三极管Q2的发射极，三极管Q1的发射极与三极管Q2的发射极的公共端经电阻R5连接负电源-VEE，放大前的超声波回波信号经差分转换后分别经电阻R3输入三极管Q1的基极、经电阻R4输入三极管Q2的基极，三极管Q1及三极管Q2的集电极输出放大后的超声波回波信号。

可选的，放大器还包括NPN三极管Q3、稳压二极管D1及电阻R6，三极管Q3接入三极管Q1发射极、三极管Q2发射极的公共端与电阻R5之间，三极管Q1发射极、三极管Q2发射极的公共端连接三极管Q3的集电极，正电源+VCC还依次经电阻R6、稳压二极管D1连接负电源-VEE，电阻R6与稳压二极管D1的公共端连接三极管Q3的基极。

可选的，放大器还包括稳压二极管D2，稳压二极管D2与稳压二极管D1串联，稳压二极管D2的稳压值大于7V，稳压二极管D1的稳压值小于4V。

可选的，所述高精度气体微压差表还包括温度检测模块，温度检测模块的输出端连接单片机，放大器还包括多个并联的稳压二极管支路及多个受控开关，每个稳压二极管支路均由稳压二极管D1与稳压二极管D2串联构成，所有稳压二极管支路的中点两两之间接有一个受控开关，所有受控开关的控制端连接单片机，单片机还用于根据温度检测模块的输出控制受控开关的断开与闭合，以使任意稳压二极管D1与稳压二极管D2的稳压值之和恒定。

本发明的高精度气体微压差表相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)晶振时标产生频率已知的高频晶振时标脉冲，与门对高频晶振时标脉冲与开关门信号相与，则与门输出的信号中仅包括在开关门信号为高电平的这一段时间内的高频晶振时标脉冲，单片机通过计数这段时间内的脉冲个数，然后与每个高频晶振时标脉冲的持续时间相乘便可得到计时门的开关门信号的高电平持续时间，即为单片机需要计算的总时间，这样通过上述方式测得的超声波信号的传播时间的精度高，气体微压差表的测量精度高；

(2)在超声波信号的传播终点时刻的判断上，采用了过零电平检测技术，这样当超声波信号的幅度变化时，过零电平的瞬刻是不变的，可提高超声波信号传播时间的检测精度；

(3)放大器采用稳压二极管D1可保证当温度变化时，三极管Q3发射极上的电阻R6上的电压基本保持不变，进而保证三极管Q3的发射极电流基本稳定，三极管Q1～Q2的集电极电流之和近似等于三极管Q3的发射极电流，这样三极管Q1～Q2的集电极电流将不会因温度的变化而同时增大或减小，避免了因差分放大电路无法做到完全对称而造成的零漂信号影响，进一步提高了超声波传播时间的测量精度；

(4)放大器将一个负温度系数的稳压二极管与一个正温度系数的稳压二极管串联，当温度变化时，两者的稳压值变化可进行一定程度的抵消，这样便降低了总的稳压值的变化，降低了三极管Q1～Q2的集电极电流的变化，从而降低了因温度变化导致的放大器的零点漂移，进一步提高了超声波传播时间的测量精度；

(5)通过温度检测模块获取当前的温度，根据温度确定每个稳压二极管D1与稳压二极管D2当前的稳压值，从所有稳压二极管支路中选择稳压值之和与预设值相同或尽可能接近的稳压二极管D1与稳压二极管D2，选定之后可通过控制选定的稳压二极管D1与稳压二极管D2之间的受控开关导通，实现选定的稳压二极管D1与稳压二极管D2接入电路，这样便解决了单个的稳压二极管D1与单个的稳压二极管D2无法做到稳压值变化完全抵消的问题，有利于进一步提高超声波传播时间的测量精度。

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为本发明的高精度气体微压差表的结构框图；

图2为本发明的超声波传播时间的测量原理图；

图3为本发明的放大器的电路图。

附图标记说明：

10-气体微压差测量装置；101-容器底座；102-导管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本实施例的高精度气体微压差表包括气体微压差测量装置10、单片机、超声波发射驱动模块、第一选通开关、超声换能器A、超声换能器B、超声换能器C、第二选通开关、放大器、过零电平检测模块、计时门、晶振时标及与门，超声换能器A、超声换能器B及超声换能器C均为自发自收式且完全相同。

气体微压差测量装置10包括长方体型的容器底座101及两个完全相同的导管102，两个导管102均固定于容器底座101的上表面且均垂直于容器底座101，两个导管102的下端均与容器底座101连通，容器底座101及两个导管102内均注入纯水，超声换能器A安装于容器底座101的侧面，超声换能器B及超声换能器C均安装于容器底座101的下表面，超声换能器B及超声换能器C分别正对两个导管102。

单片机依次经超声波发射驱动模块、第一选通开关分别连接超声换能器A、超声换能器B及超声换能器C的输入端，超声换能器A、超声换能器B及超声换能器C的输出端均依次经第二选通开关、放大器、过零电平检测模块、计时门连接与门的第一输入端，晶振时标连接与门的第二输入端，与门的输出端连接单片机，单片机还分别连接第一选通开关及第二选通开关的控制端。

单片机用于发出超声波发射控制信号至超声波发射驱动模块，计时门用于产生开关门信号，过零电平检测模块用于对接收到的超声波回波信号进行过零检测并输出一正方波以控制开关门信号的宽度，开关门信号的起点为超声波发射控制信号的发出时刻，开关门信号的终点为超声波回波信号的过零检测时刻，晶振时标用于产生频率已知的高频晶振时标脉冲，单片机还用于对通过开关门信号的高频晶振时标脉冲的个数进行计数，计算通过开关门信号的高频晶振时标脉冲的总时间，根据容器底座101的长度及总时间计算气体微压差。

本实施例中，两个导管102的上端可通入待测压差的气体，装置内的纯水可在两个导管102和容器底座101中自由流动，若两个导管102内液面上方的气体压力相同，则两个导管102内液面高度将保持相同，若两个导管102内液面上方的气体压力不同，则两个导管102内液面高度也将不同。

本实施例中，单片机首先控制第一选通开关和第二选通开关选择连通超声换能器A，超声换能器A发射的超声波信号经容器底座101的另一侧壁反射后被超声换能器A接收，超声换能器A接收的超声波回波信号经第二选择开关、放大器输送至过零电平检测模块，设单片机计算得到的超声换能器A发射的超声波信号的总时间为t1，t1包含了由于电缆长度、超声换能器壁厚、晶片、超声波发射驱动模块、第一选通开关、第二选通开关、放大器及过零电平检测模块等引起的延时τ1，则超声换能器A发射的超声波信号在纯水中的真实传播时间为t1-τ1，设容器底座101的长度为L1，则可计算超声波信号在纯水中的传播速度V＝2L1/(t1-τ1)。

然后，单片机依次控制第一选通开关和第二选通开关选择连通超声换能器B和C，超声换能器B或超声换能器C发射的超声波信号经导管102上方的液面反射后被各自接收。设单片机计算得到的超声换能器B、C发射的超声波信号的总时间分别为t2、t3，t2、t3同样各包含了由于电缆长度、超声换能器壁厚、晶片、超声波发射驱动模块、第一选通开关、第二选通开关、放大器及过零电平检测模块等引起的延时τ2、τ3，则超声换能器B、C发射的超声波信号在纯水中的真实传播时间分别为t2-τ2，t3-τ3，由于超声换能器B和C发射的超声波信号在纯水外的传播路径完全相同，则可认为τ2＝τ3。则两个导管102内液面高度差

从而气压差

其中，ρ为纯水密度，g为重力加速度，τ1可忽略不计。

由上述公式可知，t1、t2、t3的测量精确对微压差的测量精度极为关键。本实施例中，当单片机发出超声波发射控制信号的同时控制计时门的开关门信号开始输出高电平，则开关门信号的起点即为超声波发射控制信号的发出时刻，当过零电平检测模块检测到超声波回波信号时可控制计时门的开关门信号的高电平结束，则开关门信号的终点为超声波回波信号的过零检测时刻，这样计时门的开关门信号的高电平持续时间即为单片机需要计算的总时间。本实施例中，晶振时标产生频率已知的高频晶振时标脉冲，由于频率已知，则每个高频晶振时标脉冲的持续时间已知，与门用于对高频晶振时标脉冲与开关门信号相与，则与门输出的信号中仅包括在开关门信号为高电平的这一段时间内的高频晶振时标脉冲，如图2所示，单片机通过计数这段时间内的脉冲个数，然后与每个高频晶振时标脉冲的持续时间相乘便可得到计时门的开关门信号的高电平持续时间，即为单片机需要计算的总时间。这样本实施例通过上述方式测得的超声波信号的传播时间的精度高，气体微压差表的测量精度高。

另外，本实施例原则上还可通过三个超声波发射驱动模块分别驱动三个超声换能器，通过三个放大器分别对三个超声波回波信号进行放大，但优选用同一个超声波发射驱动模块分时驱动三个超声换能器，用同一个放大器分时对三个超声波回波信号进行放大，且用同一个过零电平检测模块进行三个超声波回波信号的过零检测，这样超声波发射驱动模块、放大器或过零电平检测模块有零点漂移、增益变化等对t1、t2和t3的影响是一样的，可保证τ2＝τ3，这样超声波发射驱动模块、放大器及过零电平检测模块对t2和t3的影响可以互相抵消，这样既节省了元器件，还抵消了超声波发射驱动模块、放大器及过零电平检测模块造成的误差，极大的提高了气体微压差的测量精度及稳定性。

另外，本实施例的三个超声换能器还可采用一发一收式，由于采用一发一收式时，超声波在纯水中的实际传播路程会增大，导致超声波信号传播时间增大，若依旧采用上述公式计算超声波信号传播时间，会导致误差，从而本实施例优选优选均为自发自收式，可避免上述误差，提高精度。

进一步的，本实施例中单片机计算得到的总时间为多次测量后的平均值。这样可进一步提高检测超声波信号传播时间的精度。

由图2可知，若对总时间进行多次测量，开关门信号的起点与高频晶振时标脉冲的起点同步，只要开关门信号的宽度不变，无论多少次测量，通过开关门信号的高频晶振时标脉冲的个数是不变的，其测时精度为一个时标宽度，多次测量后取平均值得到的总时间就没有意义，无法通过取平均值提高精度。从而本实施例优选开关门信号的起点与高频晶振时标脉冲的起点之间随机，即不同步，这样每一次对总时间测量时通过开关门信号的高频晶振时标脉冲的个数也是随机的，只要平均次数足够，即可通过多次测量后取平均值的方法提高检测超声波信号传播时间的精度。

本实施例中，在超声波信号的传播终点时刻的判断上，采用了过零电平检测技术，这样当超声波信号的幅度变化时，过零电平的瞬刻是不变的，可提高超声波信号传播时间的检测精度。且由于超声波回波信号中首波的幅度一般相对较小，若对超声波回波信号的首波进行过零检测，精度较差，从而本实施例优选过零电平检测模块用于对超声波回波信号的次波进行过零检测，可进一步提高超声波信号传播时间的检测精度。具体的，过零电平检测模块可包括施密特触发器及施密特过零电平检测器，过零电平检测模块用于检测超声波回波信号的首波，施密特过零电平检测器用于检测与首波最邻近的次波的过零电平的到达时刻，可先用甄别阈高的施密特触发器检测到首波信号的到达，再用鉴别阈为零的施密特过零电平检测器从放大倍数尽可能大的放大信号中，检测出与首波到达信号最邻近的过零电平的到达瞬刻。

如图3所示，本实施例优选放大器包括NPN三极管Q1～Q2、电阻R1～R5、正电源+VCC及负电源-VEE。正电源+VCC经电阻R1连接三极管Q1的集电极，正电源+VCC还经电阻R2连接三极管Q2的集电极，三极管Q1的发射极连接三极管Q2的发射极，三极管Q1的发射极与三极管Q2的发射极的公共端经电阻R5连接负电源-VEE，放大前的超声波回波信号经差分转换后分别经电阻R3输入三极管Q1的基极、经电阻R4输入三极管Q2的基极，三极管Q1及三极管Q2的集电极输出放大后的超声波回波信号。NPN三极管Q1～Q2、电阻R1～R5、正电源+VCC及负电源-VEE构成了差分放大电路，由两个完全对称的元件参数相同的共射电路组成，即三极管Q1与Q2的参数相同，电阻R1与电阻R2的阻值相同，电阻R3与电阻R4的阻值相同。由于电路的对称性，温度的变化对左右两个三极管放大电路的影响是一致的，相当于给两个放大电路同时加入了大小和极性完全相同的输入信号。在电路完全对称的情况下，两管的集电极电位始终相同，使差分放大电路的零漂输出为零，不会像直接耦合放大电路那样出现漂移电压，从而抑制了放大器的零漂现象，即降低了τ1，进一步提高了超声波传播时间的测量精度。负电源-VEE能使两三极管基极在接地的情况下，为两三极管提供偏置电流，以保证两三极管发射结正偏。

本实施例中，由于上述差分放大电路无法做到完全对称，电路的输出端仍然会有零漂信号输出，依旧会降低超声波传播时间的测量精度。如图3所示，本实施例优选放大器还包括NPN三极管Q3、稳压二极管D1及电阻R6，三极管Q3接入三极管Q1发射极、三极管Q2发射极的公共端与电阻R5之间，三极管Q1发射极、三极管Q2发射极的公共端连接三极管Q3的集电极，正电源+VCC还依次经电阻R6、稳压二极管D1连接负电源-VEE，电阻R6与稳压二极管D1的公共端连接三极管Q3的基极。放大器采用稳压二极管D1可保证当温度变化时，三极管Q3发射极上的电阻R6上的电压基本保持不变，进而保证三极管Q3的发射极电流基本稳定，三极管Q1～Q2的集电极电流之和近似等于三极管Q3的发射极电流，这样三极管Q1～Q2的集电极电流将不会因温度的变化而同时增大或减小，避免了因差分放大电路无法做到完全对称而造成的零漂信号影响，进一步提高了超声波传播时间的测量精度。

由上可知，抑制放大器的零点漂移的关键是稳压二极管D1的稳压值保持稳定，但实际应用中稳压二极管D1的稳压值会随温度变化，这样无法完全保证三极管Q1～Q2的集电极电流不变。那么如图3所示，本实施例优选放大器还包括稳压二极管D2，稳压二极管D2与稳压二极管D1串联，稳压二极管D2的稳压值大于7V，稳压二极管D1的稳压值小于4V。一般的，当稳压二极管的稳压值大于7V时，稳压二极管具有负的温度系数；当稳压二极管的稳压值小于4V时，稳压二极管具有正的温度系数。这样本实施例将一个负温度系数的稳压二极管与一个正温度系数的稳压二极管串联，当温度变化时，两者的稳压值变化可进行一定程度的抵消，这样便降低了总的稳压值的变化，降低了三极管Q1～Q2的集电极电流的变化，从而降低了因温度变化导致的放大器的零点漂移，进一步提高了超声波传播时间的测量精度。

实际应用中，稳压二极管D1与稳压二极管D2的稳压值随温度的变化无法做到精确的完全抵消，需要考虑尽量做到完全抵消，但单个的稳压二极管D1与单个的稳压二极管D2无法做到尽量完全抵消。如图3所示，本实施例优选高精度气体微压差表还包括温度检测模块，温度检测模块的输出端连接单片机，放大器还包括多个并联的稳压二极管支路及多个受控开关，每个稳压二极管支路均由稳压二极管D1与稳压二极管D2串联构成，所有稳压二极管支路的中点两两之间接有一个受控开关，所有受控开关的控制端连接单片机，单片机还用于根据温度检测模块的输出控制受控开关的断开与闭合，以使任意稳压二极管D1与稳压二极管D2的稳压值之和恒定。本实施例中，每个稳压二极管支路中稳压二极管D1与稳压二极管D2的型号均已知，这样稳压二极管D1与稳压二极管D2的稳压值随温度的变化曲线可作为已知，或者可通过常规手段测量稳压值随温度的变化曲线，这样单片机中可储存有所有稳压二极管支路中稳压二极管D1与稳压二极管D2的稳压值随温度的变化关系。可将稳压二极管D1与稳压二极管D2的稳压值之和设为定值后，通过温度检测模块获取当前的温度，根据温度确定每个稳压二极管D1与稳压二极管D2当前的稳压值，从所有稳压二极管支路中选择稳压值之和与预设的定值相同或尽可能接近的稳压二极管D1与稳压二极管D2，选定之后可通过控制选定的稳压二极管D1与稳压二极管D2之间的受控开关导通，实现选定的稳压二极管D1与稳压二极管D2接入电路，这样便解决了单个的稳压二极管D1与单个的稳压二极管D2无法做到稳压值变化完全抵消的问题，有利于进一步提高超声波传播时间的测量精度。

以上仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高精度气体微压差表，其特征在于，包括气体微压差测量装置(10)、单片机、超声波发射驱动模块、第一选通开关、超声换能器A、超声换能器B、超声换能器C、第二选通开关、放大器、过零电平检测模块、温度检测模块、计时门、晶振时标及与门，超声换能器A、超声换能器B及超声换能器C均为自发自收式且完全相同；

气体微压差测量装置(10)包括长方体型的容器底座(101)及两个完全相同的导管(102)，两个导管(102)均固定于容器底座(101)的上表面且均垂直于容器底座(101)，两个导管(102)的下端均与容器底座(101)连通，容器底座(101)及两个导管(102)内均注入纯水，超声换能器A安装于容器底座(101)的侧面，超声换能器B及超声换能器C均安装于容器底座(101)的下表面，超声换能器B及超声换能器C分别正对两个导管(102)；

单片机依次经超声波发射驱动模块、第一选通开关分别连接超声换能器A、超声换能器B及超声换能器C的输入端，超声换能器A、超声换能器B及超声换能器C的输出端均依次经第二选通开关、放大器、过零电平检测模块、计时门连接与门的第一输入端，晶振时标连接与门的第二输入端，与门的输出端连接单片机，单片机还分别连接第一选通开关及第二选通开关的控制端；

单片机用于发出超声波发射控制信号至超声波发射驱动模块，计时门用于产生开关门信号，过零电平检测模块用于对接收到的超声波回波信号进行过零检测并输出一正方波以控制所述开关门信号的宽度，所述开关门信号的起点为所述超声波发射控制信号的发出时刻，所述开关门信号的终点为超声波回波信号的过零检测时刻，晶振时标用于产生频率已知的高频晶振时标脉冲，单片机还用于对通过所述开关门信号的高频晶振时标脉冲的个数进行计数，计算通过所述开关门信号的高频晶振时标脉冲的总时间，根据容器底座(101)的长度及所述总时间计算气体微压差；

晶振时标产生频率已知的高频晶振时标脉冲，与门用于对高频晶振时标脉冲与开关门信号相与，则与门输出的信号中仅包括在开关门信号为高电平的这一段时间内的高频晶振时标脉冲，单片机通过计数这段时间内的脉冲个数，然后与每个高频晶振时标脉冲的持续时间相乘便可得到计时门的开关门信号的高电平持续时间，即为单片机需要计算的总时间；

放大器包括NPN三极管Q1～Q2、电阻R1～R5、正电源+VCC及负电源-VEE；

正电源+VCC经电阻R1连接三极管Q1的集电极，正电源+VCC还经电阻R2连接三极管Q2的集电极，三极管Q1的发射极连接三极管Q2的发射极，三极管Q1的发射极与三极管Q2的发射极的公共端经电阻R5连接负电源-VEE，放大前的超声波回波信号经差分转换后分别经电阻R3输入三极管Q1的基极、经电阻R4输入三极管Q2的基极，三极管Q1及三极管Q2的集电极输出放大后的超声波回波信号；

放大器还包括NPN三极管Q3、稳压二极管D1及电阻R6，三极管Q3接入三极管Q1发射极、三极管Q2发射极的公共端与电阻R5之间，三极管Q1发射极、三极管Q2发射极的公共端连接三极管Q3的集电极，正电源+VCC还依次经电阻R6、稳压二极管D1连接负电源-VEE，电阻R6与稳压二极管D1的公共端连接三极管Q3的基极；

放大器还包括稳压二极管D2，稳压二极管D2与稳压二极管D1串联，稳压二极管D2的稳压值大于7V，稳压二极管D1的稳压值小于4V；

温度检测模块的输出端连接单片机，放大器还包括多个并联的稳压二极管支路及多个受控开关，每个稳压二极管支路均由稳压二极管D1与稳压二极管D2串联构成，所有稳压二极管支路的中点两两之间接有一个受控开关，所有受控开关的控制端连接单片机，单片机还用于根据温度检测模块的输出控制受控开关的断开与闭合，以使任意稳压二极管D1与稳压二极管D2的稳压值之和恒定。

2.如权利要求1所述的高精度气体微压差表，其特征在于，所述总时间为多次测量后的平均值。

3.如权利要求2所述的高精度气体微压差表，其特征在于，所述开关门信号的起点与所述高频晶振时标脉冲的起点之间随机。

4.如权利要求1所述的高精度气体微压差表，其特征在于，过零电平检测模块用于对所述超声波回波信号的次波进行过零检测。

5.如权利要求4所述的高精度气体微压差表，其特征在于，过零电平检测模块包括施密特触发器及施密特过零电平检测器，过零电平检测模块用于检测所述超声波回波信号的首波，施密特过零电平检测器用于检测与所述首波最邻近的次波的过零电平的到达时刻。

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