CN203732111U - 一种气体质量流量检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种气体质量流量检测装置，所述装置包括：传感器、运算放大器、模数转换电路、处理器、第一基准电压源和液晶屏；传感器用于将气体质量流量转换为电压信号；运算放大器用于放大传感器转换的电压信号；模数转换电路用于将运算放大器放大的电压信号从模拟信号转换为数字信号，并输出至处理器；处理器完成数据处理后通过液晶屏显示；第一基准电压源用于向运算放大器提供工作电压。可见，本实用新型不再由带滑动变阻器的电压源向运算放大器提供工作电压，而是由精度更高的基准电压源向运算放大器提供工作电压，提高了运算放大器的工作电压精度，并且更换了精度更高的ＡＤ转换器，从而大大提高了对气体质量流量的测量准确性。
Description
技术领域
本实用新型涉及气体测量领域，尤其是涉及一种气体质量流量检测装置。
背景技术
气体质量流量是指单位时间内流过的气体质量，目前，由气体质量流量检测装置实现对气体质量流量的检测。
现有技术中，气体质量流量装置将气体质量流量转换为电压信号，根据该电压信号的电压值计算出气体质量流量。
其中，气体质量流量装置一般包括有运算放大器，而运算放大器的工作电压通常由带滑动变阻器的电压源提供，而这种电压源输出的电压值精度很低，从而导致运算放大器的工作电压偏差较大，影响了对气体质量流量的测量准确性。此外，气体质量流量装置中的模数转换电路的一般采用12位串行的ＡＤ（模数转换）芯片，例如ＡＤ1286芯片，可取的有效位为前8位，测量精度很低，也会影响对气体质量流量的测量准确性。
实用新型内容
本实用新型解决的技术问题在于提供一种气体质量流量检测装置，实现向运算放大器提供精度更高的工作电压，以及精度更高的模数转换电路，从而提高对气体质量流量的测量准确性。
为此，本实用新型解决技术问题的技术方案是：
本实用新型提供了一种气体质量流量检测装置，所述装置包括：传感器、运算放大器、模数转换电路、处理器、第一基准电压源和液晶屏；
所述传感器用于将气体质量流量转换为电压信号；
所述运算放大器用于放大所述传感器转换的电压信号；
所述模数转换电路用于将所述运算放大器放大的电压信号从模拟信号转换为数字信号，并输出至所述处理器；
所述处理器连接所述液晶屏；
所述第一基准电压源用于向所述运算放大器提供工作电压；
所述模数转换电路为24位的模数转换电路。
优选地，所述装置还包括：第二基准电压源；
所述第二基准电压源用于向所述模数转换电路提供工作电压。
优选地，所述处理器还通过总线连接上位机。
优选地，所述总线为485总线。
优选地，所述处理器为带有ＦＬＡＳＨ存储器的处理器。
优选地，所述处理器为带有软件调零功能的处理器。
优选地，所述处理器为带有软件校正数据曲线功能的处理器。
优选地，所述处理器为ＳＴＣ5Ａ16Ｓ2芯片或者ＳＴＭ32Ｆ102芯片。
优选地，所述模数转换电路为ＣＳ5522芯片或者ＡＤ7710芯片。
优选地，所述基准电压源为ＬＭ336芯片。
通过上述技术方案可知，在本实用新型中，气体质量流量检测装置包括传感器、运算放大器、模数转换电路、处理器、第一基准电压源和液晶屏，其中，不再由带滑动变阻器的电压源向运算放大器提供工作电压，而是由精度更高的第一基准电压源向运算放大器提供工作电压，从而提高了对气体质量流量的测量准确性。此外，本实用新型中采用24位的模数转换电路，精度更高，进一步提高了对气体质量流量的测量准确性。
附图说明
图1为本实用新型的气体质量流量检测装置的具体实施例的结构示意图；
图2为图1所示的实施例的一种优选的结构示意图；
图3为图1所示的实施例的另一种优选的结构示意图；
图4为图1所示的实施例的一种具体的电路结构示意图。
具体实施方式
现有技术中，气体质量流量装置是由传感器将气体质量流量转换为电压信号，根据该电压信号的电压值计算出气体质量流量。
气体质量流量装置一般包括有运算放大器，而运算放大器的工作电压通常由一般的电压源和滑动变阻器组成，通过滑动变阻器来改变运算放大器的工作电压，而这种电压源输出的电压值精度很低，从而导致运算放大器的实际工作电压与标准工作电压偏差较大，而当运算放大器工作在非标准工作电压时，会使得运算放大器的输出信号出现误差，因此根据运算放大器输出信号计算出的气体质量流量的准确性也会受到影响。而由于运算放大器的输入信号是微小的电信号，因此此时产生的误差对计算出的气体质量流量的准确性影响很大。
目前，在使用这种带滑动变阻器的电压源时，常常需要改变滑动变阻器的阻值而调整放大器处于正确的工作电压，这种方式不仅操作繁琐，而且很难控制调节的大小，使得调整后也很难满足准确性的需求。
此外，气体质量流量装置中的模数转换电路的一般采用12位串行的ＡＤ（模数转换）芯片，例如ＡＤ1286芯片，可取的有效位为前8位，最小检测量约为2ｓｃｃｍ（标况毫升每分钟），测量精度很低，也会影响对气体质量流量的测量准确性。
本实用新型提供了一种气体质量流量检测装置，实现向运算放大器提供精度较高的工作电压，以及精度更高的模数转换电路，从而提高对气体质量流量的测量准确性。
请参阅图1，本实用新型提供了气体质量流量检测装置的具体实施例，在本实施例中，所述装置包括：传感器101、运算放大器102、模数转换电路103、处理器104、第一基准电压源105和液晶屏106。
传感器101用于将气体质量流量转换为电压信号。
运算放大器102用于放大传感器101转换的电压信号。也就是说，运算放大器102的信号输入端连接传感器101的输出端。
模数转换电路103用于将运算放大器102放大的电压信号从模拟信号转换为数字信号，并输出至处理器104。也就是说，模数转换电路103的输入端连接运算放大器102的输出端，模数转换电路103的输出端连接处理器104的输入端。模数转换电路103还输入一参考电压。
处理器104连接液晶屏106。这里实际上是处理器104的输出端连接液晶屏106。
第一基准电压源105用于向运算放大器102提供工作电压。也就是说，第一基准电压源105的输出端连接运算放大器102的用于输入工作电压的端口。
在本实用新型实施例中，第一基准电压源是一种精密电压源，提供的电压精度很高，具体可以为ＬＭ336芯片等。
模数转换电路103为24位的模数转换电路。例如图4所示，模数转换电路103可以采用ＣＳ5522芯片，能够采集24位数据，16位有效值，最小检测量约为0.01ｓｃｃｍ，测量精度远大于ＡＤ1286芯片。当然，模数转换电路103还可以采用其他的芯片，例如更加稳定的ＡＤ7710芯片等。
通过上述技术方案可知，在本实施例中，气体质量流量检测装置包括传感器101、运算放大器102、模数转换电路103、处理器104、第一基准电压源105和液晶屏106，其中，不再由带滑动变阻器的电压源向运算放大器102提供工作电压，而是由精度更高的第一基准电压源105向运算放大器102提供工作电压，因此实现了向运算放大器102提供更高精度的工作电压，从而提高了对气体质量流量的测量准确性。而且，本实施例也无需调节滑动变阻器的阻值，不仅操作简便，而且精度也很高。此外，本实施例中采用24位的模数转换电路，精度更高，进一步提高了对气体质量流量的测量准确性。
在本实施例中，模数转换电路103将转换后的数字信号输出至处理器104，因此使得处理器104能够对模数转换电路103输出的数字信号进行处理，得到气体质量流量值。而处理器104连接液晶屏106，因此能够将处理得到的数据，例如气体质量流量值通过液晶屏106进行显示。
在现有技术中，模数转换电路的工作电压通常也由带滑动变阻器的电压源提供，因此同样存在对气体质量流量的测量准确性的影响。因此，为了减小上述影响，如图2所示，在本实施例中还可以包括第二基准电压源201，第二基准电压源201用于向模数转换电路103提供工作电压，从而实现了向模数转换电路103提供精度更高的工作电压，使得模数转换电路103的工作更加稳定，进一步提高了对气体质量流量的测量准确性。
在本实施例中，如图3所示，处理器104还可以通过总线（例如485总线）与上位机301相连，从而能够将数据上传至上位机301。
在本实用新型实施例中，处理器104根据模数转换电路103输出的数字信号计算出气体质量流量，目前，在气体质量流量检测装置中，处理器104一般都采用51单片机，例如ＳＴＣ89Ｃ516芯片。并且，在原有装置中，采用ＳＴＣ89Ｃ516芯片，数据转换的零点和数据校正曲线都是通过调节滑动变阻器来进行调整，从而影响数据的准确性，影响了装置的精度。而在本实用新型实施例中，处理器104还可以为带有存储器的处理器，例如带有ＦＬＡＳＨ存储器。此时，可以在ＦＬＡＳＨ存储器中存储有预先测好的数据校正曲线，因此能够实现通过存储的数据校正曲线对模数转换电路103进行数据校正曲线的标定，大大提高了测量系统的精度。也就是说，处理器104是为带有软件校正数据曲线功能的处理器。这里，数据校正曲线指的是模数转换电路的输入输出曲线。处理器104还可以为带有软件调零功能的处理器，此时能够对模数转换电路103实现软件调零，因此无需硬件调整。
为了实现上述功能，如图4所示，处理器104可以选用具有双串口带256ｋ的ＦＬＡＳＨ存储器的ＳＴＣ5Ａ16Ｓ2芯片。并且在图4中，第一基准电压源105采用的是ＬＭ336芯片，传感器101采用的是ＡＭＷ4330芯片。当然，处理器104还可以采用其他的芯片，例如ＳＴＭ32Ｆ102等。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种气体质量流量检测装置，其特征在于，所述装置包括：传感器、运算放大器、模数转换电路、处理器、第一基准电压源和液晶屏；
所述传感器用于将气体质量流量转换为电压信号；
所述运算放大器用于放大所述传感器转换的电压信号；
所述模数转换电路用于将所述运算放大器放大的电压信号从模拟信号转换为数字信号，并输出至所述处理器；
所述处理器连接所述液晶屏；
所述第一基准电压源用于向所述运算放大器提供工作电压；
所述模数转换电路为24位的模数转换电路。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：第二基准电压源；
所述第二基准电压源用于向所述模数转换电路提供工作电压。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理器还通过总线连接上位机。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述总线为485总线。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理器为带有ＦＬＡＳＨ存储器的处理器。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理器为带有软件调零功能的处理器。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理器为带有软件校正数据曲线功能的处理器。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理器为ＳＴＣ5Ａ16Ｓ2芯片或者ＳＴＭ32Ｆ102芯片。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述模数转换电路为ＣＳ5522芯片或者ＡＤ7710芯片。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述基准电压源为ＬＭ336芯片。
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