CN202916036U - 压力表 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种压力表，用于检测液体压力，其包括一处理器、一电桥、一AD模块、一电池和一显示单元；所述电桥由至少4个传感器构成，其中所述AD模块将电桥产生的差分模拟信号转化为数字信号，所述处理器将所述数字信号转化为显示信号，所述显示单元显示所述显示信号；所述处理器按照一间隔时间将所述数字信号转化为显示信号；所述电池为所述处理器、电桥、AD模块和显示单元提供电源。本实用新型的压力表采用内置电源的方式，减少了外部电源对电路的稳定性的影响，所以抗干扰能力更强，应用领域更广。

Description

压力表

技术领域

本实用新型涉及一种压力表，特别是涉及一种测量液体压力的压力表。

背景技术

工业工程中用于制造化纤、橡胶、塑料及城市供水压力和城市污水处理等企业，在生产过程中需要对其产品生产过程进行监控，以控制产品在期望的参数范围内制造。这就需要测量生产设备对生产过程变量包括压力、温度和流量等进行数据采集和观察，并将这些数据记录和保存，进行数据分析处理。

然而传感器及仪器仪表在现场运行所必须的电源，造成了测量系统的过于复杂是目前所有传感器都待解决的技术难题。而传统压力表通过采用机械结构的方式，虽然解决了外接电源问题，但机械结构本身的限制，很难做出高精度压力表，而且不能进行数据存储。解决的办法只有使用有线电路，当如上所述，正是这种外接电源的方式使得电路设计过于复杂，而且电路的故障和成本难以控制，并且调试和维修难度大，报废率较高，从而使用测试设备的费用高昂，而且耗费大量的人力物力。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中采用有线电路的压力表结构复杂、成本高以及不利于维修的缺陷，提供一种压力表，通过采用内置电源和低功率的设计方式来简化了压力表的结构，而且还有效地降低了维修和调试等成本。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本实用新型提供了一种压力表，用于检测液体压力，其特点是，所述压力表包括一处理器、一电桥、一AD（模数转化）模块、一电池和一显示单元；所述电桥、所述AD模块、所述处理器和所述显示单元依次电连接，所述电池和所述处理器也电连接；

所述电桥由至少4个传感器构成，其中所述AD模块将电桥产生的差分模拟信号转化为数字信号，所述处理器将所述数字信号转化为显示信号，所述显示单元显示所述显示信号；

本实用新型中利用电桥产生的差分模拟信号来提高检测的精度，隔绝干扰。而且本实用新型中所述电桥可以使用任意多个数量的传感器组成，例如，可以采用最简单的四个传感器构成的电桥电路，只要所述传感器能够组成电桥的4个桥臂即可。

所述处理器按照一间隔时间将所述数字信号转化为显示信号；本实用新型并不需要所述处理器实时地采集并处理所述数字信号，这是由于若处理器需要实时地采集并处理数据将产生大量的功耗，从而减少电池的电能的使用时间，而且对于使用者来说也不可能实时地读取压力表数据，所以本实用新型中采用间歇式的工作方式来定时更新显示的数据，一方面便于用户读数，另一方面也节省了能源。

所述电池为所述处理器提供电源。正是由于本实用新型采用间歇式的供电方式，所以本实用新型中可以使用电池供电，从而避免了外接电源中的电磁干扰，这是因为电源的稳定性对传感器的影响很大，尤其是在远距离上，传输线容易受到电磁干扰（例如：变频器，打雷，电网波动等），使得测量系统稳定性大大减弱，这就需要增加相应的抗干扰设备，对这些干扰进行屏蔽，增加了测量系统复杂，同时长距离供电对供电线路的铺设也非常复杂。因此本实用新型中只采用电池供电可以有效避免上述问题。

较佳地，压力表还包括一用于放大所述AD模块输出的所述数字信号的放大器。本实用新型中还对AD模块输出信号进行放大，从而可以与后续设备匹配。

较佳地，所述处理器为低功耗MCU（微控制器）。本实用新型中进一步采用低功耗的MCU，其在待机时最低可达0.1uA电流，所以具有极低的功率，因而能减少电能的消耗，提高本实用新型压力表的使用时间。其中本实用新型中所述低功耗MCU为现有技术中定义的低功耗MCU，所以此处不再对所述低功耗MCU进一步地阐述。

较佳地，所述传感器为应变片。本实用新型中所述传感器为应变片，从而通过液体压力使得应变片的电阻的变化。进而将液体压力的变化转换为电阻值的变化。从而本实用新型可以进一步将其转化为电信号。

优选地，所述应变片设置于一弹性体上。本实用新型中将组成电桥的应变片粘贴在弹性体上，测量时，液体使得弹性体受压，从而发生弹性变形，贴在弹性体上的应变片也发生形变，进而应变片的应变电阻随机械形变而产生阻值变化。

较佳地，所述压力表还包括一存储器，所述存储器与所述处理器电连接，所述处理器按照所述间隔时间将所述数字信号存储至所述存储器。

较佳地，所述压力表还包括一串行接口，所述串行接口与所述处理器电连接，所述处理器按照所述间隔时间将所述数字信号通过所述串行接口传输至外部设备。

本实用新型中还通过存储器存储测量得到的压力数据或通过串行接口传输至外部设备，从而便于用户后续处理和分析。

优选地，所述串行接口为USB（通用串行总线）接口。

较佳地，所述显示单元为LCD显示器（液晶显示器）。

较佳地，所述压力表还包括一电源管理模块，所述电源管理模块与所述处理器电连接，所述电源管理模块用于调节所述电池输出至所述处理器电能。

其中本实用新型中所述电源管理模块为针对电池的现有技术中常用的管理系统，通过所述电源管理模块能够合理地为处理器分配电能，具体地这里就不再赘述。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。

本实用新型的积极进步效果在于：

本实用新型的压力表采用内置电源的方式，减少了外部电源对电路的稳定性的影响，所以抗干扰能力更强，应用领域更广。

同时还使得电路设计简单、故障少、调试和维修简单、减少高昂的测试设备和人力物力等。

附图说明

图1为本实用新型的较佳实施例的压力表的结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。

本实施例的压力表通过低功耗MCU，电池供电以及周期性的测量方式从而使得压力表中电源内置，一方面降低了压力表的结构还提高了抗干扰性。

具体地说，如图1所示，本实施例的压力表包括一低功耗MCU1、一电桥2、一AD模块3、一电池4、一存储器5、一电源管理模块6、一USB接口7和一LCD显示器8。

其中所述电桥2由4个应变片构成并贴在弹性体上（图中未显示），应变片组成电桥2的输出与所述AD模块3相连。所述AD模块3与低功耗MCU1通过SPI（高速同步串行口）通讯接口相连，所述AD模块3中集成了一放大器（图中未显示）。

所述低功耗MCU1还通过I²C（Inter-Integrated Circuit内集成电路）总线与所述存储器5相连，所述低功耗MCU1与USB接口7相连，同时所述低功耗MCU1的一个I/O口与所述电源控制模块6连接。所述低功耗MCU1还与所述LCD显示器8和电池4电连接。

而且所述AD模块3将电桥2产生的差分模拟信号转化为数字信号并放大所述数字信号，所述低功耗MCU1按照一间隔时间T将放大后的所述数字信号转化为显示信号，其中所述间隔时间T为可以是任意的时间间隔，本领域技术人员可以根据实际需要的压力表显示的更新速度来调节所述间隔时间的时间长度。

所述LCD显示器8显示所述显示信号。所述电源控制模块6调节所述电池4输出至所述低功耗MCU1的电能。

本实施例的所述低功耗MCU1按照所述间隔时间T将放大后的所述数字信号存储至所述存储器5。而且所述低功耗MCU1还按照所述间隔时间T将放大后的所述数字信号通过所述USB接口7传输至外部其他后续设备。

本实施例的压力表的具体工作原理如下：

当待测的流动的流体的压强作用于弹性体时，弹性体发生形变，贴在弹性体上的应变片发生电阻应变效应。基于虎克定律，在弹性限度内，物体的形变跟引起形变的外力成正比的原理，将压力通过感压弹性体上的应变片转换成线性的电信号，即在压力作用下，弹性体产生微量变形，其上端的应变片感受其形变后，产生电阻效应并通过电桥2输出与作用压力大小成正比的差分模拟信号，在经由电桥2电性连接的AD模块3变换后输出数字信号并放大，所述低功耗MCU1把放大后的所述数字信号进行处理，其中所述低功耗MCU1是以定时方式周期唤醒，从而完成数据采集与处理，即按照所述间隔时间T完成数据的采集与处理。所述低功耗MCU1一方面将放大后的数字信号转换成在可以通过所述LCD显示器8的显示信号，另一方面将放大后的数字信号存储在存储器5里，并且还可以通过所述USB接口7把所述放大后的数字信号拷贝到外部设备中，例如闪盘等，进而可以将所述数字信号复制到PC（个人电脑）机进行做数据分析等。

在上述过程中所述电源管理模块6始终对所述电池4输出至低功耗MCU1的电能进行调节，从而实现电能的最大利用率。

本实施例中通过电池供电，增加了电路的稳定性和抗干扰能力，减少了外部干扰。使得压力表具有稳定性好、抗干扰能力强、灵敏度高、线性好、体积小、功耗低、易于集成等优点。进而在达到较高精度和稳定性的前提下，能在工业复杂的电磁干扰环境下稳定工作，高可靠性使维护简单，节约耗费大量的人力、时间，大大提高了使用者的生产效率。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种压力表，用于检测液体压力，其特征在于，所述压力表包括一处理器、一电桥、一AD模块、一电池和一显示单元；所述电桥、所述AD模块、所述处理器和所述显示单元依次电连接，所述电池和所述处理器也电连接；

所述电桥由至少4个传感器构成，其中所述AD模块用于将电桥产生的差分模拟信号转化为数字信号，所述处理器用于按照一间隔时间将所述数字信号转化为显示信号，所述显示单元用于显示所述显示信号；所述电池用于为所述处理器提供电源。

2.如权利要求1所述的压力表，其特征在于，所述压力表还包括用于放大所述AD模块输出的所述数字信号的一放大器。

3.如权利要求1所述的压力表，其特征在于，所述压力表还包括一存储器，所述存储器与所述处理器电连接，所述处理器还用于按照所述间隔时间将所述数字信号存储至所述存储器。

4.如权利要求1所述的压力表，其特征在于，所述压力表还包括一串行接口，所述串行接口与所述处理器电连接，所述处理器还用于按照所述间隔时间将所述数字信号通过所述串行接口传输至外部设备。

5.如权利要求4所述的压力表，其特征在于，所述串行接口为USB接口。

6.如权利要求1所述的压力表，其特征在于，所述压力表还包括一电源管理模块，所述电源管理模块与所述处理器电连接，所述电源管理模块用于调节所述电池输出至所述处理器的电能。

7.如权利要求1所述的压力表，其特征在于，所述传感器为应变片。

8.如权利要求7所述的压力表，其特征在于，所述应变片设置于一弹性体上。

9.如权利要求1所述的压力表，其特征在于，所述显示单元为LCD显示器。

10.如权利要求1-9中任一项所述的压力表，其特征在于，所述处理器为低功耗MCU。

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