CN206740279U - 一种压力测量电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种压力测量电路，包括：压力传感器，包括电源输入端、接地端、信号正输出端和信号负输出端，压力传感器的电源输入端与电源连接；分压模块，包括输入端、分压输出端和接地端，分压模块的输入端与电源连接；模数转换模块，模数转换模块的第一预设转换通道输入端与压力传感器的信号正输出端连接，模数转换模块的第二预设转换通道输入端与压力传感器的信号负输出端连接，模数转换模块的基准电压输入端与分压模块的输出端连接，模数转换模块用于根据第一预设转换通道输入端和第二预设转换通道输入端的输入电压转换成对应的数字量；处理器，用于根据数字量计算压力。本实用新型实施例的技术方案可提高压力测量的准确性。

Description

一种压力测量电路

技术领域

本实用新型涉及压力测量技术，尤其涉及一种压力测量电路。

背景技术

压力信号测量是工业自动化控制中常用的技术测量手段，在工业应用中压力传感器是一种常用的压力检测仪表。

现有技术的都是通过将压力传感器的信号正输出端和信号负输出端输出的与压力大小相关的电压信号经过仪表放大器放大，再经过外部模数转换器，将模拟信号转换为数字信号，进入处理器进行处理。外部模数转换器需要高精度线性稳压电源为其提供基准电压。若供电电压存在不稳的情况，会造成线性稳压电源的电压漂移，即外部模数转换器的基准电压不稳，使得模数转换器基准电压的设计值与实际值之间存在误差，将引起压力测量误差增大。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种压力测量电路，以提高压力测量的准确性。

本实用新型实施例提供了一种压力测量电路，包括：

压力传感器，包括电源输入端、接地端、信号正输出端和信号负输出端，所述压力传感器的电源输入端与电源连接；

分压模块，包括输入端、分压输出端和接地端，所述分压模块的输入端与电源连接；

模数转换模块，所述模数转换模块的第一预设转换通道输入端与所述压力传感器的信号正输出端连接，所述模数转换模块的第二预设转换通道输入端与所述压力传感器的信号负输出端连接，所述模数转换模块的基准电压输入端与所述分压模块的输出端连接，所述模数转换模块用于根据所述第一预设转换通道输入端和所述第二预设转换通道输入端的输入电压转换成对应的数字量；

处理器，与所述模数转换模块的输出端连接，用于根据所述数字量计算压力。

进一步地，还包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻串联接入所述模数转换模块的第一预设转换通道输入端与所述压力传感器的信号正输出端连接之间，所述第二电阻串联接入所述模数转换模块的第二预设转换通道输入端与所述压力传感器的信号负输出端连接之间。

进一步地，所述分压模块包括第三电阻和第四电阻，所述第三电阻的第一端作为所述分压模块的输入端，所述第三电阻的第二端与所述第四电阻的第一端连接，并将所述第三电阻的第二端作为所述分压模块的分压输出端，所述第四电阻的第二端作为接地端并接地。

进一步地，还包括第五电阻和第一电容，所述第五电阻的第一端与电源连接，所述第五电阻的第二端，以及所述第一电容的第一端均与所述分压模块的输入端连接，所述第一电容的第二端接地。

进一步地，所述模数转换模块为差分输入模数转换器，所述第一预设转换通道输入端和所述第二预设转换通道输入端分别为同一差分输入转换通道的正输入端和负输入端。进一步地，所述模数转换模块和所述处理器集成为一体结构。

进一步地，所述电源电压为所述处理器的预设输入输出端口输出。

本实用新型实施例的技术方案，通过将压力传感器的电源输入端所输入的电压与模数转换模块的基准电压输入端所接入的分压模块的输入端的电压为同一电源提供，使得模数转换模块的转换结果不受基准电压输入端接入的电源的电压波动的影响，使压力测量更加准确。

附图说明

图1是本实用新型实施例一中提供的一种压力测量电路的结构示意图；

图2是本实用新型实施例二中提供的一种压力测量电路的结构示意图；

图3是本实用新型实施例三中提供的一种压力测量电路的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本实用新型实施例一提供的一种压力测量电路的结构示意图，如图1所示，该压力测量电路包括：压力传感器110，包括电源输入端、接地端、信号正输出端和信号负输出端，所述压力传感器110的电源输入端与电源Vcc连接；分压模块120，包括输入端、分压输出端和接地端，所述分压模块120的输入端与电源Vcc连接；模数转换模块130，所述模数转换模块130的第一预设转换通道输入端与所述压力传感器110的信号正输出端连接，所述模数转换模块130的第二预设转换通道输入端与所述压力传感器110的信号负输出端连接，所述模数转换模块130的基准电压输入端与所述分压模块120的输出端连接，所述模数转换模块130用于根据所述第一预设转换通道输入端和所述第二预设转换通道输入端的输入电压转换成对应的数字量；处理器140，与所述模数转换模块130的输出端连接，用于根据所述数字量计算压力。

其中，压力传感器110信号正输出端和信号负输出端的输出信号构成差分信号。该压力传感器110所受压力与信号正输出端和信号负输出端的输出的电压的差值呈线性关系。当该压力传感器110的电源输入端的输入电压一定时，该压力传感器110所受压力越大，信号正输出端和信号负输出端的输出的电压的差值越大。压力传感器110的电源输入端的输入电压会影响信号正输出端和信号负输出端的输出的电压，当该压力传感器110的所受压力一定时，该压力传感器110的电源输入端的输入电压越大，信号正输出端和信号负输出端的输出的电压的差值越大。分压模块120将输入端的输入电压的直流电压值进行电压转换，以使分压输出端的输出电压减小到模数转换模块130的基准电压输入端所需的基准电压大小。模数转换模块130包括至少一路转换通道，该第一预设转换通道和第二预设通道可以为任意两路转换通道，每一路转换通道可以将输入的电压的模拟量转换为数字量。

需要说明的是，若模数转换模块130为N位的模数转换器，基准电压为Vref，其中Vref＝k1*Vcc，k1为第一比例系数。压力传感器110信号正输出端的输出电压为V1，信号负输出端的输出电压为V2，则模数转换模块130将压力传感器110信号正输出端的输出电压为V1转换成数字量n1＝V1*2^N/Vref；将信号负输出端的输出电压为V2转换成数字量n2＝V2*2^N/Vref。压力传感器110所受压力、电源输入端的输入电压以及信号正输出端和信号负输出端的输出的电压差值关系为V1-V2＝k2*P*Vcc，其中k2为第二比例系数，P为压力传感器110所受压力。由Vref＝k1*Vcc可得n1＝V1*2^N/(k1*Vcc)，n2＝V2*2^N/(k1*Vcc)，由V1-V2＝k2*P*Vcc，可得n1-n2＝k2*P*2^N/k1，可见模数转换模块130的转换结果n1和n2与压力有关，而与电源Vcc和基准电压Vref无关，故模数转换模块130转换的数字量不受基准电压的波动的影响，使得压力测量更加准确。故可根据模数转换模块130转换的数字量，计算得到当前压力值。该处理器140可以通过软件对数字量进行放大和滤波处理。

优选的，所述模数转换模块130为差分输入模数转换器，所述第一预设转换通道输入端和所述第二预设转换通道输入端分别为同一差分输入转换通道的正输入端和负输入端。

其中，模数转换模块130将同一差分输入转换通道的正输入端和负输入端的电压差值转换为数字量n＝(V1-V2)*2^N/Vref，则由Vref＝k1*Vcc可得n＝(V1-V2)*2^N/(k1*Vcc)，由V1-V2＝k2*P*Vcc，可得n＝k2*P*2^N/k1，可见模数转换模块130的转换结果n与压力有关，而与电源Vcc和基准电压Vref无关，故模数转换模块130转换的数字量不受基准电压的波动的影响，使得压力测量更加准确。

需要说明的是，若所述电源电压Vcc较低，无法满足压力传感器110或模数转换模块130的工作要求或测量需求，则可在电源Vcc与压力传感器110的电源输入端之间接入一电压放大模块，其中，电压放大模块包括输入端和电压放大输出端，电源Vcc与电压放大模块的输入端连接，压力传感器110的电源输入端与电压放大模块的电压放大输出端连接。该电压放大模块可以是比例运算放大器。

本实施例的技术方案，通过将压力传感器110的电源输入端所输入的电压与模数转换模块130的基准电压输入端所接入的分压模块的输入端的电压为同一电源提供，使得模数转换模块130的转换结果不受基准电压输入端接入的电源的电压波动的影响，使压力测量更加准确。

实施例二

图2为本实用新型实施例二提供的一种压力测量电路的结构示意图，如图2所示，本实施例以上述实施例为基础进行优化，具体是所述分压模块120包括第三电阻R3和第四电阻R4，所述第三电阻R3的第一端作为所述分压模块120的输入端，所述第三电阻R3的第二端与所述第四电阻R4的第一端连接，并将所述第三电阻R3的第二端作为所述分压模块120的分压输出端，所述第四电阻R4的第二端作为接地端并接地。

其中，模数转换模块130的基准电压Vref与电源Vcc的关系为Vref＝R4*Vcc/(R3+R4)。

优选的，还包括第一电阻R1和第二电阻R2，所述第一电阻R1串联接入所述模数转换模块130的第一预设转换通道输入端与所述压力传感器110的信号正输出端连接之间，所述第二电阻R2串联接入所述模数转换模块130的第二预设转换通道输入端与所述压力传感器110的信号负输出端连接之间。

其中，第一电阻R1和第二电阻R2分别起到限流作用。

优选的，还包括第五电阻R5和第一电容C1，所述第五电阻R5的第一端与电源Vcc连接，所述第五电阻R5的第二端，以及所述第一电容C1的第一端均与所述分压模块120的输入端连接，所述第一电容C1的第二端接地。

其中，第五电阻R5和第一电容C1起到低通滤波的作用。

本实施例的技术方案提供了一种压力测量电路，该实施例在上述实施例的基础上，通过将分压模块120的第三电阻R3和第四电阻R4串联，并将第四电阻R4所承受的分压作为模数转换模块130的基准电压输入端的基准电压，使得模数转换模块130的转换结果不受基准电压输入端接入的电源的电压波动的影响，使压力测量更加准确。

实施例三

图3为本实用新型实施例三提供的一种压力测量电路的结构示意图，如图3所示，本实施例以上述实施例为基础进行优化，具体是所述模数转换模块130和所述处理器140集成为一体结构；所述电源Vcc电压为所述处理器140的预设输入输出端口输出。

其中，模数转换模块130是处理器140中集成的模数转换器，可以减少分立元件所占的面积，从而减小电路的体积。该预设输入输出端口可以为处理器140的任意输入输出端口，并设置该输入输出端口为通用的输入输出端口的输出模式。

本实施例的技术方案提供了一种温度测量电路，该实施例在上述实施例的基础上，通过模数转换模块130和处理器140集成为一体结构；将处理器140的预设输入输出端口输出的电压作为电源Vcc，可减少分立元器件的使用，以减小电路的体积，节约成本。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (7)

1.一种压力测量电路，其特征在于，包括：

压力传感器(110)，包括电源输入端、接地端、信号正输出端和信号负输出端，所述压力传感器(110)的电源输入端与电源连接；

分压模块(120)，包括输入端、分压输出端和接地端，所述分压模块(120)的输入端与电源(Vcc)连接；

模数转换模块(130)，所述模数转换模块(130)的第一预设转换通道输入端与所述压力传感器(110)的信号正输出端连接，所述模数转换模块(130)的第二预设转换通道输入端与所述压力传感器(110)的信号负输出端连接，所述模数转换模块(130)的基准电压输入端与所述分压模块(120)的输出端连接，所述模数转换模块(130)用于根据所述第一预设转换通道输入端和所述第二预设转换通道输入端的输入电压转换成对应的数字量；

处理器(140)，与所述模数转换模块(130)的输出端连接，用于根据所述数字量计算压力。

2.根据权利要求1所述的压力测量电路，其特征在于，还包括第一电阻(R1)和第二电阻(R2)，所述第一电阻(R1)串联接入所述模数转换模块(130)的第一预设转换通道输入端与所述压力传感器(110)的信号正输出端连接之间，所述第二电阻(R2)串联接入所述模数转换模块(130)的第二预设转换通道输入端与所述压力传感器(110)的信号负输出端连接之间。

3.根据权利要求1所述的压力测量电路，其特征在于，所述分压模块(120)包括第三电阻(R3)和第四电阻(R4)，所述第三电阻(R3)的第一端作为所述分压模块(120)的输入端，所述第三电阻(R3)的第二端与所述第四电阻(R4)的第一端连接，并将所述第三电阻(R3)的第二端作为所述分压模块(120)的 分压输出端，所述第四电阻(R4)的第二端作为接地端并接地。

4.根据权利要求3所述的压力测量电路，其特征在于，还包括第五电阻(R5)和第一电容(C1)，所述第五电阻(R5)的第一端与电源(Vcc)连接，所述第五电阻(R5)的第二端，以及所述第一电容(C1)的第一端均与所述分压模块的输入端连接，所述第一电容(C1)的第二端接地。

5.根据权利要求1所述的压力测量电路，其特征在于，所述模数转换模块(130)为差分输入模数转换器，所述第一预设转换通道输入端和所述第二预设转换通道输入端分别为同一差分输入转换通道的正输入端和负输入端。

6.根据权利要求1所述的压力测量电路，其特征在于，所述模数转换模块(130)和所述处理器(140)集成为一体结构。

7.根据权利要求1或6所述的压力测量电路，其特征在于，所述电源(Vcc)电压为所述处理器(140)的预设输入输出端口输出。