CN208887841U - 一种传感器压力校准装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出一种传感器压力校准装置，包括：调理芯片模块，用于采集传感器输出的电信号，与单片机MCU模块通讯，以及向传感器发送补偿和校准信号；电流检测模块，用于采集、监测调理芯片模块的工作电流并发送给单片机MCU模块，验证单片机MCU模块与上位机、调理芯片模块的通讯情况；单片机MCU模块，用于根据调理芯片模块的电流信号计算传感器的补偿及校准数值，并将数值反馈给上位机和写入调理芯片模块中；电源模块，用于给调理芯片模块、单片机MCU模块提供工作电压。本实用新型采用调理芯片模块、电流检测模块、单片机MCU模块相结合，实现实时自动补偿传感器的温漂及偏移，使得传感器在使用过程中保证一致性和稳定性。
Description
技术领域
本实用新型属于传感器技术领域，尤其是一种传感器压力校准装置。
背景技术
在汽车电子及许多工业设备中，压力是非常重要的检测参数，压阻式压力传感器是目前应用较多的压力传感器，且大多数采用电桥方式，差分输出信号。压阻式压力传感器具有分辨率及灵敏度高、动态响应快、测量范围大、频率响应范围宽、体积小、使用方便等优点，而且易于小型化和集成化，能够进行批量生产。但其本身输出的信号由于其材料电性能决定了输出信号的微弱(毫伏级)，非线性以及随温度变化而产生温漂等一系列问题。
发明内容
本实用新型所解决的技术问题在于提供一种传感器压力校准装置，采用调理芯片模块、电流检测模块、单片机MCU模块，实现实时自动补偿传感器的温漂及偏移，使得传感器在使用过程中保证一致性和稳定性。
实现本实用新型目的的技术解决方案为：
一种传感器压力校准装置，包括：
调理芯片模块，用于采集传感器输出的电信号，与单片机MCU模块通讯，以及向传感器发送补偿和校准信号；
电流检测模块，用于采集、监测调理芯片模块的工作电流并发送给单片机MCU模块，验证单片机MCU模块与上位机、调理芯片模块的通讯情况；
单片机MCU模块，用于根据调理芯片模块的电流信号计算传感器的补偿及校准数值，并将数值反馈给上位机和写入调理芯片模块中；
电源模块，用于给调理芯片模块、单片机MCU模块提供工作电压；
其中，调理芯片模块与传感器连接，电流检测模块、调理芯片模块、单片机MCU模块两两连接，电源模块与调理芯片模块、单片机MCU模块均电连接。
进一步的，本实用新型的传感器压力校准装置，单片机MCU模块与调理芯片模块之间通过单总线通讯连接。
进一步的，本实用新型的传感器压力校准装置，还包括模数转换ADC模块，由电源模块供电，用于对调理芯片模块的电信号、单片机MCU模块的数值信号进行ADC采样。
进一步的，本实用新型的传感器压力校准装置，还包括通讯模块，由电源模块供电，用于单片机MCU模块与上位机之间的通讯连接。
进一步的，本实用新型的传感器压力校准装置，调理芯片模块采用MAX1460型芯片。
进一步的，本实用新型的传感器压力校准装置，单片机MCU模块采用飞思卡尔的MPC5604BCRM型32位芯片。
进一步的，本实用新型的传感器压力校准装置，电流检测模块采用ADI的LT2940芯片。
进一步的，本实用新型的传感器压力校准装置，模数转换ADC模块采用ADI的LTC2353-18芯片。
本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1、本实用新型的传感器压力校准装置体积小，可靠性高，应用范围广；
2、本实用新型的传感器压力校准装置能够解决传感器温漂及非线性问题，提高了效率，增加了可靠性，减少了可能的成本损失；
3、本实用新型的传感器压力校准装置能够实时自动补偿传感器的温漂及偏移，使得传感器在使用过程中保证一致性和稳定性。
附图说明
图1是本实用新型的传感器压力校准装置的整体结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。
一种传感器压力校准装置，包括：调理芯片模块，用于采集传感器输出的电信号，与单片机MCU模块通讯，以及向传感器发送补偿和校准信号；电流检测模块，用于采集、监测调理芯片模块的工作电流并发送给单片机MCU模块，验证单片机MCU模块与上位机、调理芯片模块的通讯情况；单片机MCU模块，用于根据调理芯片模块的电流信号计算传感器的补偿及校准数值，并将数值反馈给上位机和写入调理芯片模块中；电源模块，用于给调理芯片模块、单片机MCU模块提供工作电压；其中，调理芯片模块与传感器连接，电流检测模块、调理芯片模块、单片机MCU模块两两连接，电源模块与调理芯片模块、单片机MCU模块均电连接。
实施例1
一种传感器压力校准装置，如图1所示，包括：调理芯片模块、电流检测模块、单片机MCU模块、电源模块、模数转换ADC模块、通讯模块，调理芯片模块与传感器连接，电流检测模块与调理芯片模块、单片机MCU模块均连接，调理芯片模块、模数转换ADC模块、单片机MCU模块、通讯模块依次相连，电源模块与调理芯片模块、模数转换ADC模块、单片机MCU模块、通讯模块均电连接。其中：
调理芯片模块，采用MAX1460型芯片，由电源模块供电，用于采集传感器输出的电信号，与单片机MCU模块通讯，以及向传感器发送补偿和校准信号。
电流检测模块，采用ADI的LT2940芯片，用于采集、监测调理芯片模块的工作电流并发送给单片机MCU模块，验证单片机MCU模块与上位机、调理芯片模块的通讯情况。
单片机MCU模块，采用飞思卡尔的MPC5604BCRM型32位芯片，由电源模块供电，用于根据调理芯片模块的电流信号计算传感器的补偿及校准数值，并将数值反馈给上位机和写入调理芯片模块中。且单片机MCU模块与调理芯片模块之间通过单总线通讯连接。
模数转换ADC模块，采用ADI的LTC2353-18芯片，由电源模块供电，用于对调理芯片模块的电信号、单片机MCU模块的数值信号进行ADC采样。
通讯模块，由电源模块供电，用于单片机MCU模块与上位机之间的通讯连接。
实施例2
传感器压力校准装置的工作原理如下：
电流检测模块对调理芯片模块的电流进行采集，随时检测调理芯片模块是否有开路和短路的状况，同时验证单片机MCU模块是否与上位机和调理芯片模块通讯正常。
当对传感器施加压力时，传感器输出一个相对微弱的信号，并由调理芯片模块采集该微弱信号，MCU模块通过单总线和调理芯片模块进行通讯，通过一系列的命令配置调理芯片模块将传感器输出的微弱信号转化为一个放大的信号，这个放大信号输出相对比较大的电压或者电流，MCU模块经过ADC模块采样，并将处理的值通过通讯模块上传到上位机。
在实际过程中改变传感器的压力和温度，根据上述的原理MCU模块根据调理芯片模块输出的电流或者电压重新计算传感器的补偿及校准数值，并将数值写入到调理芯片模块内，这样调理芯片模块在使用的过程中就能自动去补偿传感器所带来的温漂和偏移，使得压力传感器在实际使用的过程中保证一致性及稳定性。
传感器本身的非线性特性及受环境温度的影响的特性，且输出信号输出的原始信号比较小，长距离传输易受干扰，从而直接影响到压力测量的准确度。而本方案的压力校准装置通过MCU模块解决传感器的温漂及非线性问题，且能够适用于各类传感器。
以上所述仅是本实用新型的部分实施方式，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，还可以做出若干改进，这些改进应视为本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种传感器压力校准装置，其特征在于，包括：
调理芯片模块，用于采集传感器输出的电信号，与单片机MCU模块通讯，以及向传感器发送补偿和校准信号；
电流检测模块，用于采集、监测调理芯片模块的工作电流并发送给单片机MCU模块，验证单片机MCU模块与上位机、调理芯片模块的通讯情况；
单片机MCU模块，用于根据调理芯片模块的电流信号计算传感器的补偿及校准数值，并将数值反馈给上位机和写入调理芯片模块中；
电源模块，用于给调理芯片模块、单片机MCU模块提供工作电压；
其中，调理芯片模块与传感器连接，电流检测模块、调理芯片模块、单片机MCU模块两两连接，电源模块与调理芯片模块、单片机MCU模块均电连接。
2.根据权利要求1所述的传感器压力校准装置，其特征在于，单片机MCU模块与调理芯片模块之间通过单总线通讯连接。
3.根据权利要求1所述的传感器压力校准装置，其特征在于，还包括模数转换ADC模块，由电源模块供电，用于对调理芯片模块的电信号、单片机MCU模块的数值信号进行ADC采样。
4.根据权利要求1所述的传感器压力校准装置，其特征在于，还包括通讯模块，由电源模块供电，用于单片机MCU模块与上位机之间的通讯连接。
5.根据权利要求1所述的传感器压力校准装置，其特征在于，调理芯片模块采用MAX1460型芯片。
6.根据权利要求1所述的传感器压力校准装置，其特征在于，单片机MCU模块采用飞思卡尔的MPC5604BCRM型32位芯片。
7.根据权利要求1所述的传感器压力校准装置，其特征在于，电流检测模块采用ADI的LT2940芯片。
8.根据权利要求1所述的传感器压力校准装置，其特征在于，模数转换ADC模块采用ADI的LTC2353-18芯片。
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Publications (1)
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2018
- 2018-11-15 CN CN201821883296.6U patent/CN208887841U/zh active Active
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