CN216524518U - 一种实现数值显示的压差传感器电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种实现数值显示的压差传感器电路，包括输入模块、中央处理模块、显示模块、输出模块、通信模块以及电源模块；输入模块包括压差传感组件；中央处理模块包括微控制器；显示模块包括位移缓存器、若干三极管以及数码管；输出模块包括双运算放大器；通信模块包括收发器；电源模块包括低压差线性稳压器以及降压交换器。实现数值显示的压差传感器电路中设有数码管，用于实时显示压差传感器所测得不同气压监测点的气压差值，从而用户可根据数显的气压差值及时调整室内气压。此外，由于无需额外增设模拟量转换设备，有效降低了施工难度与施工成本。

Description

一种实现数值显示的压差传感器电路

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种实现数值显示的压差传感器电路。

背景技术

压差传感器应用范围广泛，在井下通风、锅炉送风、中央空调风管送风等场景中都需要应用压差传感器来测量两个压力之间差值，尤其在对气压有要求的实验室以及负压手术室的场景中，不仅需要测量两个气压之间差值，还需要将所测得的气压差值实时显示，以便于及时调整室内气压。

目前，市面上的压差传感器大多不具备实时显示功能，而且输出信号以模拟信号为主，在实际应用中需要模拟量转换模块，导致主体机架体积较大，施工调试复杂，施工成本较高。此外，市面上的数显压差传感器以国外品牌为主，采购价格昂贵，进一步抬高了施工成本。

发明内容

本实用新型的目的是解决现有技术的不足，提供一种实现数值显示的压差传感器电路。

本实用新型所采用的技术方案是：一种实现数值显示的压差传感器电路，包括：

输入模块、中央处理模块、显示模块、输出模块、通信模块以及电源模块；

所述输入模块包括压差传感组件；

所述中央处理模块包括微控制器；

所述显示模块包括位移缓存器、若干三极管以及数码管；

所述输出模块包括双运算放大器；

所述通信模块包括收发器；

所述电源模块包括低压差线性稳压器以及降压交换器。

优选的，于气压监测点对应布设所述压差传感组件，所述压差传感组件通过测量不同气压监测点的气压差值产生模拟压差信号；

所述压差传感组件将所述模拟压差信号传输至所述中央处理模块中的所述微控制器。

优选的，所述中央处理模块中的所述微控制器的型号为STM32F103RCT6；

其中，所述微控制器的第27、第29、第30引脚连接所述压差传感组件，用于接收所述压差传感组件传输的所述模拟压差信号；

所述微控制器的第24、第25、第26引脚分别连接所述显示模块中位移缓存器的第14、第12、第11引脚；

所述微控制器基于预设控制程序处理所述模拟压差信号，得到对应于所述模拟压差信号的数字压差信号与电平信号；

所述微控制器向所述显示模块中所述位移缓存器的第14引脚输出所述数字压差信号；以及，向所述显示模块中所述电平信号所指定的特定三极管输出高/低电平。

优选的，所述微控制器内设有时钟发生器，通过第25、第26引脚分别向所述显示模块中位移缓存器第12、第11引脚传输第一时钟信号以及第二时钟信号；

所述微控制器的第20、第21引脚分别连接所述输出模块中所述双运算放大器的第5、第3引脚；

所述微控制器基于所述控制程序对所述模拟压差信号进行处理得到控制信号，并向所述输出模块输出所述控制信号；

所述控制信号用于控制风量调节阀体中电动执行器的开启/闭合角度。

优选的，所述显示模块中位移缓存器的型号为74HC595D；

所述位移缓存器将接收到的所述数字压差信号转换为压差数据，对所述压差数据进行存储，并输出所述压差数据至所述数码管。

优选的，所述显示模块中三极管采用型号为SS8050的NPN型晶体三极管；

所述显示模块中每一三极管的基极分别连接对应的微控制器；

每一所述三极管的发射极连接所述数码管；

所述位移缓存器的第1、第2、第3、第4、第5、第6、第7、第15引脚分别连接所述显示模块中的所述数码管的第1、第2、第3、第4、第5、第7、第10、第11引脚；

所述三极管基于所述微控制器传输的所述高/低电平设置所述数码管的显示区域；

所述数码管基于所述显示区域及所述显示内容，显示对应于所述数字压差信号的数值。

优选的，所述输出模块中双运算放大器的型号为LM2904DR2G；

所述收发器采用型号为SP3485EN-L/TR的485通信芯片，其第1、第4引脚分别连接所述微控制器的第43、第42引脚。

优选的，所述电源模块中降压交换器的型号为TPS5430DDAR；

所述电源模块中低压差线性稳压器的型号为HT7533-2；

所述电源模块连接所述微控制器的第22引脚；

所述电源模块用于将外接电源的电压值转换为适配于所述中央处理模块运行的电压值。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

实现数值显示的压差传感器电路中设有数码管，用于实时显示压差传感器所测得不同气压监测点的气压差值，从而用户可根据数显的气压差值及时调整室内气压。此外，由于无需额外增设模拟量转换设备，有效降低了施工难度与施工成本。

附图说明

图1是本实用新型的一种实现数值显示的压差传感器电路的电路结构连接关系图；

图2是本实用新型的一种实现数值显示的压差传感器电路中输入模块的电路结构示意图；

图3是本实用新型的一种实现数值显示的压差传感器电路中中央处理模块的电路结构示意图；

图4是本实用新型的一种实现数值显示的压差传感器电路中显示模块的电路结构示意图；

图5是本实用新型的一种实现数值显示的压差传感器电路中输出模块的电路结构示意图；

图6是本实用新型的一种实现数值显示的压差传感器电路中通信模块的电路结构示意图；

图7是本实用新型的一种实现数值显示的压差传感器电路中电源模块的电路结构示意图。

具体实施方式

为加深本实用新型的理解，下面将结合实施案例和附图对本实用新型作进一步详述。本实用新型可通过如下方式实施：

一种实现数值显示的压差传感器电路，包括：

输入模块、中央处理模块、显示模块、输出模块、通信模块以及电源模块；

输入模块包括压差传感组件；

中央处理模块包括微控制器U4；

显示模块包括位移缓存器U9、若干三极管以及数码管L1；

输出模块包括双运算放大器U6；

通信模块包括收发器U5；

电源模块包括低压差线性稳压器U7以及降压交换器U1。

请参照图1、图2、图3、图4、图5、图6以及图7所示，图1是本实用新型的一种实现数值显示的压差传感器电路的电路结构连接关系图；图2是本实用新型的一种实现数值显示的压差传感器电路中输入模块的电路结构示意图；图3是本实用新型的一种实现数值显示的压差传感器电路中中央处理模块的电路结构示意图；图4是本实用新型的一种实现数值显示的压差传感器电路中显示模块的电路结构示意图；图5是本实用新型的一种实现数值显示的压差传感器电路中输出模块的电路结构示意图；图6是本实用新型的一种实现数值显示的压差传感器电路中通信模块的电路结构示意图；图7是本实用新型的一种实现数值显示的压差传感器电路中电源模块的电路结构示意图。

本实用新型的实现数值显示的压差传感器电路可以包括以下实施例：

本实施例中，请参阅图2，于气压监测点对应布设压差传感组件，压差传感组件通过测量不同气压监测点的气压差值产生模拟压差信号；

压差传感组件将模拟压差信号传输至中央处理模块中的微控制器U4。

本实施例中，请参阅图3以及图4，中央处理模块中微控制器U4的型号为STM32F103RCT6；

其中，微控制器U4的第27、第29、第30引脚连接压差传感组件，用于接收压差传感组件传输的模拟压差信号；

微控制器U4的第24、第25、第26引脚分别连接显示模块中位移缓存器U9的第14、第12、第11引脚；

微控制器U4基于预设控制程序处理模拟压差信号，得到对应于模拟压差信号的数字压差信号与电平信号；

微控制器U4向显示模块中位移缓存器U9的第14引脚输出数字压差信号；以及，向显示模块中电平信号所指定的特定三极管输出高/低电平。

本实施例中，请参阅图3、图4以及图5，微控制器U4内设有时钟发生器，通过第25、第26引脚分别向显示模块中位移缓存器U9第12、第11引脚传输第一时钟信号以及第二时钟信号；

微控制器U4的第20、第21引脚分别连接输出模块中双运算放大器U6的第5、第3引脚；

微控制器U4基于控制程序对模拟压差信号进行处理得到控制信号，并向输出模块输出控制信号；

控制信号用于控制风量调节阀体中电动执行器的开启/闭合角度。

本实施例中，请参阅图4，显示模块中位移缓存器U9的型号为74HC595D；

位移缓存器U9将接收到的数字压差信号转换为压差数据，对压差数据进行存储，并输出压差数据至数码管L1；

当第一时钟信号处于上升沿时，位移缓存器U9中已存储的压差数据从所存储的位置进行一次位移，位移后，位移缓存器U9将数字压差信号转换为压差数据，并存储压差数据；

当第一时钟信号处于下降沿时，位移缓存器U9中已存储的压差数据所存储的位置保持不变；

当第二时钟信号处于上升沿时，位移缓存器U9中已存储的压差数据输出；

当第二时钟信号处于下降沿时，位移缓存器U9中已存储的压差数据不输出。

位移缓存器U9的第10引脚连接5V电压，用于锁存位移缓存器U9中已存储的压差数据；

位移缓存器U9的第13引脚接地，用于维持位移缓存器U9的第1、第2、第3、第4、第5、第6、第7、第15引脚处于输出状态；

作为一种可选的实施方式，不妨假设位移缓存器U9存储压差数据的位置分别为位置a1、位置a2、位置a3、位置a4、位置a5、位置a6、位置a7以及位置a8，上述位置已存储了压差数据，当第一时钟信号处于上升沿时，上述位置中已存储压差数据向左位移一位，即从位置a1位移到位置a2、从位置a2位移到位置a3、从位置a3位移到位置a4、从位置a4位移到位置a5、从位置a5位移到位置a6，从位置a6位移到位置a7、从位置a7位移到位置a8，此时，由于位置a1中原存储的压差数据已移出，新的压差数据存储于位置a1，且，位置a8中原存储的压差数据已移出；当第二时钟信号处于上升沿时，位移缓存器U9将位置a8已移出的压差数据输出至数码管。此外，由于位移缓存器U9具有锁存已存储的压差数据功能，因此在移位的过程中，数码管显示内容没有闪烁感，提升用户使用观感。

本实施例中，请参阅图4，显示模块中三极管采用型号为SS8050的NPN型晶体三极管；

显示模块中每一三极管的基极分别连接对应的微控制器U4；

每一三极管的发射极连接数码管L1；

位移缓存器U9的第1、第2、第3、第4、第5、第6、第7、第15引脚分别连接显示模块中的数码管L1的第1、第2、第3、第4、第5、第7、第10、第11引脚；

三极管基于微控制器U4传输的高/低电平设置数码管L1的显示区域；

当接收到高电平时，特定三极管导通，此时，对应于特定三级管的数码管L1字位导通；

当接收到低电平时，特定三极管截止，此时，对应于特定三级管的数码管L1字位不导通；

位移缓存器U9将微控制器U4传输的数字压差信号转换为压差数据，并设置数码管L1的显示内容；

当数码管L1接收到来自位移缓存器U9传输的压差数据时，对应于压差数据的数码管L1字段导通；

数码管L1基于显示区域及显示内容，显示对应于数字压差信号的数值。

作为一种可选的实施方式，数码管L1中显示区域布设四个字位，任一字位可显示内容为数字0至9，字位旁设有小数点显示位，假设数码管L1字位从左至右分别为字位a、字位b、字位c以及字位d，若压差传感组件测量不同气压监测点的气压差值为9kPa，此时，数码管L1中字位d导通，并基于位移缓存器U9传输的压差数据设置字位d显示内容为数字9；若压差传感组件测量不同气压监测点的气压差值为20kPa，此时，数码管L1中字位c以及字位d导通，并基于移缓存器U9传输的压差数据设置字位c显示内容为数字2，以及，设置字位d显示内容为数字0。

应当理解的是，数码管L1中显示区域布设四个字位，字位旁设有小数点显示位，可显示的数值为0至9999；在实际应用中，若压差传感组件测量不同气压监测点的气压差值精确到1kPa，显示的数值可为0、10、20等整数；若压差传感组件测量不同气压监测点的气压差值精确到0.1kPa，显示的数值可为0.5、10.5、20.5等；若压差传感组件测量不同气压监测点的气压差值精确到0.01kPa，显示的数值可为0.05、10.05、20.05等，可见，数码管L1显示的数值取决于压差传感组件测量精确度。

本实施例中，请参阅图5以及图6，输出模块中双运算放大器U6的型号为LM2904DR2G；

双运算放大器U6的第5引脚接收来自微控制器U4传输的控制信号后对控制信号进行放大，并由其第7引脚输出控制信号；

收发器U5采用型号为SP3485EN-L/TR的485通信芯片，其第1、第4引脚分别连接微控制器U4的第43、第42引脚；

收发器U5用于接收/发送微控制器U4通过基于用户指令预设的控制程序处理后所输出的数字压差信号；

微控制器U4向收发器U5的第1、第4引脚输出基于预设控制程序处理后的数字压差信号，收发器U5接收到数字压差信号后由其第6、第7引脚发送。

收发器U5用于向上位机传输数字压差信号，无需增设模拟量转数字量的模块转换器，能够优化整体系统布线方案。

本实施例中，请参阅图7，电源模块中降压交换器U1的型号为TPS5430DDAR；

电源模块中低压差线性稳压器U1的型号为HT7533-2；

电源模块连接微控制器U4的第22引脚；

电源模块用于将外接电源的电压值转换为适配于中央处理模块运行的电压值。

综上，实现数值显示的压差传感器电路中设有数码管，用于实时显示压差传感器所测得不同气压监测点的气压差值，从而用户可根据数显的气压差值及时调整室内气压。此外，由于无需额外增设模拟量转换设备，有效降低了施工难度与施工成本。

最后应说明的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种实现数值显示的压差传感器电路，其特征在于，包括：

输入模块、中央处理模块、显示模块、输出模块、通信模块以及电源模块；

所述输入模块包括压差传感组件；

所述中央处理模块包括微控制器；

所述显示模块包括位移缓存器、若干三极管以及数码管；

所述输出模块包括双运算放大器；

所述通信模块包括收发器；

所述电源模块包括低压差线性稳压器以及降压交换器。

2.根据权利要求1所述的实现数值显示的压差传感器电路，其特征在于，包括：

于气压监测点对应布设所述压差传感组件，所述压差传感组件通过测量不同气压监测点的气压差值产生模拟压差信号；

所述压差传感组件将所述模拟压差信号传输至所述中央处理模块中的所述微控制器。

3.根据权利要求2所述的实现数值显示的压差传感器电路，其特征在于，包括：

所述中央处理模块中的所述微控制器的型号为STM32F103RCT6；

其中，所述微控制器的第27、第29、第30引脚连接所述压差传感组件，用于接收所述压差传感组件传输的所述模拟压差信号；

所述微控制器的第24、第25、第26引脚分别连接所述显示模块中位移缓存器的第14、第12、第11引脚；

所述微控制器基于预设控制程序处理所述模拟压差信号，得到对应于所述模拟压差信号的数字压差信号与电平信号；

所述微控制器向所述显示模块中所述位移缓存器的第14引脚输出所述数字压差信号；以及，向所述显示模块中所述电平信号所指定的特定三极管输出高/低电平。

4.根据权利要求3所述的实现数值显示的压差传感器电路，其特征在于，包括：

所述微控制器内设有时钟发生器，通过第25、第26引脚分别向所述显示模块中位移缓存器第12、第11引脚传输第一时钟信号以及第二时钟信号；

所述微控制器的第20、第21引脚分别连接所述输出模块中所述双运算放大器的第5、第3引脚；

所述微控制器基于所述控制程序对所述模拟压差信号进行处理得到控制信号，并向所述输出模块输出所述控制信号；

所述控制信号用于控制风量调节阀体中电动执行器的开启/闭合角度。

5.根据权利要求4所述的实现数值显示的压差传感器电路，其特征在于，包括：

所述显示模块中位移缓存器的型号为74HC595D；

所述位移缓存器将接收到的所述数字压差信号转换为压差数据，对所述压差数据进行存储，并输出所述压差数据至所述数码管。

6.根据权利要求5所述的实现数值显示的压差传感器电路，其特征在于，包括：

所述显示模块中三极管采用型号为SS8050的NPN型晶体三极管；

所述显示模块中每一三极管的基极分别连接对应的微控制器；

每一所述三极管的发射极连接所述数码管；

所述位移缓存器的第1、第2、第3、第4、第5、第6、第7、第15引脚分别连接所述显示模块中的所述数码管的第1、第2、第3、第4、第5、第7、第10、第11引脚；

所述三极管基于所述微控制器传输的所述高/低电平设置所述数码管的显示区域；

所述数码管基于所述显示区域及显示内容，显示对应于所述数字压差信号的数值。

7.根据权利要求4所述的实现数值显示的压差传感器电路，其特征在于，包括：

所述输出模块中双运算放大器的型号为LM2904DR2G；

所述收发器采用型号为SP3485EN-L/TR的485通信芯片，其第1、第4引脚分别连接所述微控制器的第43、第42引脚。

8.根据权利要求1所述的实现数值显示的压差传感器电路，其特征在于，包括：

所述电源模块中降压交换器的型号为TPS5430DDAR；

所述电源模块中低压差线性稳压器的型号为HT7533-2；

所述电源模块连接所述微控制器的第22引脚；

所述电源模块用于将外接电源的电压值转换为适配于所述中央处理模块运行的电压值。

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