CN212254428U - 一种用于电芯膨胀力测试的数字传感器 - Google Patents
一种用于电芯膨胀力测试的数字传感器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN212254428U CN212254428U CN202020904424.1U CN202020904424U CN212254428U CN 212254428 U CN212254428 U CN 212254428U CN 202020904424 U CN202020904424 U CN 202020904424U CN 212254428 U CN212254428 U CN 212254428U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sensor
- digital
- pressure sensing
- communication
- module
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种用于电芯膨胀力测试的数字传感器，包括压力传感模块、数字放大模块和接线模块，特点是：压力传感模块设有压力传感区，压力传感区的内部安装有弹性体和组桥电路，数字放大模块包括DC转DC单元、MCU单元、ADC单元、通讯单元、ISP接口与URAT，接线模块包括电源线、RS485通讯线和传感器ID识别芯片，传感器ID识别芯片与数字放大器的ISP接口相连。本实用新型通过将数字放大器集成在传感器内部改善了产品的集成性能，采用RS485通讯方式与上位机交互满足直接数字通讯的要求，采用内置和外置站号结合的方式使传感器满足互换性要求，并且使用更为简单便捷。
Description
技术领域
本实用新型属于传感器技术领域，具体涉及一种用于电芯膨胀力测试的数字传感器。
背景技术
锂电池随着电动汽车行业的迅速发展也得到了更为广泛的应用，锂电池的循环和安全问题也逐渐成为了行业研究的重点。锂电池具有呼吸作用，其电芯分为铝壳电芯、软包电芯和圆柱电芯三种，电芯作为锂电池的蓄电部分，具有充电厚度膨胀、放电厚度收缩的固有特性，现有技术通常利用传感器测量锂电池的电芯膨胀力。
现有技术的电芯膨胀力传感器具有两大特点：一是为了保证电芯膨胀力传感器的互换性要求，满足与电芯任意组合使用，对每个传感器的灵敏度、线性等技术指标都具有很高的精度要求，造成了传感器的制作工艺复杂、生产难度大；二是为了实现传感器的数字通讯要求，传感器需要搭配数字放大器来实现与上位机的数字通讯，产品的集成性能较差，现场使用不便。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种设计合理、集成性高、性能一致性好、测量精度高的用于电芯膨胀力测试的数字传感器。
本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：该用于电芯膨胀力测试的数字传感器，包括压力传感模块、数字放大模块和接线模块，其特征在于：所述压力传感模块设有压力传感区，所述压力传感区的内部安装有弹性体和与弹性体相连接的组桥电路，所述组桥电路与数字放大模块相连，所述数字放大模块包括DC转DC单元、MCU单元、ADC单元、通讯单元、ISP接口与URAT，所述接线模块包括电源线、RS485通讯线和传感器ID识别芯片，所述ISP接口的两个接口分别通过L1-公共地线和L2-1线总线与传感器ID识别芯片相连。本实用新型的压力传感模块用于检测锂电池的电芯膨胀力的大小，当电芯膨胀或收缩时，将引起压力传感区内部的弹性体发生形变，进而引起弹性体的阻值发生变化，实现将压力信号转化为电信号，并通过组桥电路实现与数字放大模块的信号传输，数字放大模块的DC转DC单元用于将高压的直流电变换为低压的直流电，MCU单元起控制作用，ADC单元用于将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号，以便数字系统进行计算、处理、存储、控制和显示，通讯单元用于与上位机进行交互，ISP接口和UART均为RS232的TTL电平串口，作为数字放大模块的输入端和输出端，接线模块的RS485通讯线用于传输控制信号。
作为优选，本实用新型的压力传感区的内部弹性体采用40CrMoNiA或2Cr13等常见的弹性体制作材料制成。40CrMoNiA或2Cr13材料都具有较好的稳定性，利用集成电路工艺在弹性体沿变形方向对称贴上相同阻值的四组应变片，并将应变片接成组桥电路，当弹性体因电芯的膨胀或收缩而引起受到的压力变化时，能使应变片的电阻产生与被测压力成正比的变化，再通过组桥电路进行合理的电路补偿，得到相应的电信号输出。
作为优选，本实用新型的数字放大模块的通讯单元采用RS485通讯方式与上位机交互。RS485采用平衡发送和差分接收的方式实现通信，具有较强的抗共模干扰的能力，并且支持多点数据通信。
作为优选，本实用新型的数字放大模块内置有站号。实际应用中，在与本实用新型配套使用的膨胀力测试系统中也增加了一个站号的存储芯片，并能根据需要设定好该储存芯片的站号，当本实用新型传感器与测试系统连接时，数字放大模块内置的站号将被自动更新，不再受制于数字放大模块内置的站号，实现数字通讯的要求，通过这种站号内置和外置相结合的方式使传感器满足互换性要求。
作为优选，本实用新型的传感器ID识别芯片内设定有通讯地址。本实用新型的数字放大模块无需设定通讯地址，新接入的传感器与接线模块连接后，将自动更改为传感器ID识别芯片内的通讯地址，使传感器能方便地进行更换。本实用新型的传感器ID识别芯片内可以存储产品信息、标定数据、故障代码等多种信息。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：本实用新型通过将数字放大器集成在传感器内部形成数字放大模块，并采用RS485通讯方式与上位机进行交互，改善了产品的集成性能，满足直接数字通讯的要求，采用内置和外置站号结合的方式使传感器满足互换性要求，并且使用更为简单便捷。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，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是本实用新型实施例的流程框图。
图2是本实用新型实施例的传感器ID识别芯片与数字放大模块接线示意图。
图3是本实用新型实施例的压力传感区内部结构示意图。
图4是本实用新型实施例的数字放大模块ADC单元电路图。
附图标记说明：1、压力传感模块；2、数字放大模块；3、接线模块；4、压力传感区；5、传感器ID识别芯片；6、弹性体；7、组桥电路。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。
实施例。
参见图1至图4，本实施例都是用于电芯膨胀力测试的数字传感器包括压力传感模块1、数字放大模块2和接线模块3。
本实施例的压力传感模块1设有压力传感区4，压力传感区4的内部安装有弹性体6和组桥电路7，其中，内部弹性体6采用40CrMoNiA或2Cr13材料制成，40CrMoNiA和2Cr13材料均具有较好的稳定性，利用集成电路工艺在弹性体6沿变形方向对称贴上相同阻值的四组应变片，并将应变片接成组桥电路7，当弹性体6因电芯的膨胀或收缩而引起受到的压力变化时，能使应变片的电阻产生与被测压力成正比的变化，再通过组桥电路7进行合理的电路补偿，得到相应的电信号输出至数字放大模块2中。
本实施例的数字放大模块2包括DC转DC单元、MCU单元、ADC单元、通讯单元、ISP接口与UART，DC转DC单元用于将高压的直流电变换为低压的直流电，MCU单元起控制作用，ADC单元用于将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号，以便数字系统进行计算、处理、存储、控制和显示，通讯单元用于与上位机进行交互，ISP接口和UART均为RS232的TTL电平串口，作为数字放大模块的输入端和输出端。
本实施例的数字放大模块2的通讯单元采用RS485通讯方式与上位机交互，RS485采用平衡发送和查分接收的方式实现通信，具有较强的抗共模干扰的能力，并且支持多点数据通信。数字放大模块2还内置有站号，实际应用时，在与本实施例配套使用的膨胀力测试系统中也增加了一个站号的存储芯片，并能根据需要设定好该储存芯片的站号，当本实施例的传感器与测试系统连接时，数字放大模块2内置的站号将被自动更新，与测试系统设定的站号相对应，实现数字通讯的要求，通过这种站号内置和外置相结合以及通电自动更新的方式使传感器满足互换性要求。
本实施例的接线模块3包括电源线、RS485通讯线和传感器ID识别芯片5，接线模块3的RS485通讯线用于传输控制信号，传感器ID识别芯片5分别通过L1-公共地线和L2-1线总线与ISP接口的其中两个接口相连。
本实施例的传感器ID识别芯片5内设定有通讯地址，因而数字放大模块2无需设定通讯地址，当新接入的传感器与接线模块3连接后，将自动更改为传感器ID识别芯片5内的通讯地址，使传感器能方便地进行更换。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例说明。凡依据本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种用于电芯膨胀力测试的数字传感器，包括压力传感模块（1）、数字放大模块（2）和接线模块（3），其特征在于：所述压力传感模块（1）设有压力传感区（4），所述压力传感区（4）的内部安装有弹性体（6）和与弹性体相连接的组桥电路（7），所述组桥电路（7）与数字放大模块（2）相连，所述数字放大模块（2）包括DC转DC单元、MCU单元、ADC单元、通讯单元、ISP接口与URAT，所述接线模块（3）包括电源线、RS485通讯线和传感器ID识别芯片（5），所述ISP接口的两个接口分别通过L1-公共地线和L2-1线总线与传感器ID识别芯片（5）相连。
2.根据权利要求1所述的用于电芯膨胀力测试的数字传感器，其特征在于：所述压力传感区（4）的内部弹性体（6）采用40CrMoNiA或2Cr13材料制成。
3.根据权利要求1所述的用于电芯膨胀力测试的数字传感器，其特征在于：所述数字放大模块（2）的通讯单元采用RS485通讯方式与上位机交互。
4.根据权利要求1所述的用于电芯膨胀力测试的数字传感器，其特征在于：所述数字放大模块（2）内置有站号。
5.根据权利要求1所述的用于电芯膨胀力测试的数字传感器，其特征在于：所述传感器ID识别芯片（5）内设定有通讯地址。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202020904424.1U CN212254428U (zh) | 2020-05-26 | 2020-05-26 | 一种用于电芯膨胀力测试的数字传感器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202020904424.1U CN212254428U (zh) | 2020-05-26 | 2020-05-26 | 一种用于电芯膨胀力测试的数字传感器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN212254428U true CN212254428U (zh) | 2020-12-29 |
Family
ID=73977028
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202020904424.1U Active CN212254428U (zh) | 2020-05-26 | 2020-05-26 | 一种用于电芯膨胀力测试的数字传感器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN212254428U (zh) |
-
2020
- 2020-05-26 CN CN202020904424.1U patent/CN212254428U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN201402520Y (zh) | 一种基于无线传感网络接口的桥梁应变采集仪 | |
| CN110171319B (zh) | 一种可用于溯源的三相标准交流充电桩 | |
| CN201233288Y (zh) | 一种多路数据采集系统 | |
| CN210234707U (zh) | 便于进行量值溯源的新型交流充电桩 | |
| CN201600174U (zh) | 一种多量程的多秤台系统 | |
| CN101718518A (zh) | 应力应变远程监控仪 | |
| CN212254428U (zh) | 一种用于电芯膨胀力测试的数字传感器 | |
| CN201402217Y (zh) | 一种基于无线传感网络的桥梁荷载检测装置 | |
| CN203249716U (zh) | 具有重物感知功能的地板 | |
| CN105241597A (zh) | 大吨位高精度平台测力系统及测力方法 | |
| CN202209937U (zh) | 一种测厚仪 | |
| CN103293355B (zh) | 一种电压测量电路 | |
| CN203551059U (zh) | 带有数字补偿功能的模拟传感器 | |
| CN202547742U (zh) | 基于压阻传感器的电子称 | |
| CN202471283U (zh) | 一种串联铅酸蓄电池温度电压联合采集传感夹 | |
| CN201765049U (zh) | 多通道称重模块 | |
| CN111457834A (zh) | 一种光伏支架形变检测装置 | |
| CN202255709U (zh) | 基于恒流源供电方式的六维力传感器信号转换电路 | |
| CN206684224U (zh) | 车辆和用于车辆的电流传感器 | |
| CN211855203U (zh) | 一种光伏支架形变检测装置 | |
| CN215297516U (zh) | 带电源输出的变压器容量参数测试仪 | |
| CN211262545U (zh) | 基于双路振弦传感器和数字传感器的采集传输设备 | |
| CN2676169Y (zh) | 无线通信式螺杆泵井测试仪 | |
| CN216310036U (zh) | 一种高精度编码器输出转换电路 | |
| CN221925425U (zh) | 一种智能化测力计 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |