CN217543155U - 一种高灵敏度液体微流量传感器主控电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例提供一种高灵敏度液体微流量传感器主控电路，包括：电源电路、MEMS传感器芯片、微控制器和通信电路，电源电路包括稳压器，稳压器连接第一电压输出端，稳压器用于将电源电压转换成MEMS传感器芯片的加热电压，经第一电压输出端输出；微控制器用于调节对MEMS传感器芯片的加热电压；MEMS传感器芯片，用于检测流量信号，将流量信号转换成电压信号；通信电路包括第一串行总线接口，第一串行总线接口连接微控制器；通信电路用于输出电压信号，能够实现可靠、快速进行流量计量的效果，且成本低，体积小。
Description
技术领域
本实用新型涉及液体检测技术领域，具体涉及一种高灵敏度液体微流量传感器主控电路。
背景技术
传统的测量液体流速的技术模块，譬如超声液体流速传感器，也可以较好的测量液体流速，但是这种技术方案至少有一些缺陷限制了其使用场景，首先，超声液体流速传感器价格比较贵，很难使用在成本敏感的产品中，其次，体积较大，另外，还要求流量管道不能太细，所以很难用在体积较小的产品中。
实用新型内容
本实用新型实施例提供一种高灵敏度液体微流量传感器主控电路，能够实现可靠、快速进行流量计量的效果，且成本低，体积小。
本实用新型实施例的第一方面提供了一种高灵敏度液体微流量传感器主控电路，包括：
电源电路、MEMS传感器芯片、微控制器和通信电路，所述电源电路分别与所述MEMS传感器芯片和所述微控制器连接，所述MEMS传感器芯片与所述微控制器连接；所述微控制器连接所述通信电路；其中，
所述电源电路包括稳压器，所述稳压器连接第一电压输出端VSEN，所述稳压器用于将电源电压转换成所述MEMS传感器芯片所需的加热电压，经所述第一电压输出端输出；
所述微控制器用于调节对所述MEMS传感器芯片的加热电压；
所述MEMS传感器芯片，用于检测流量信号，将所述流量信号转换成电压信号；
所述通信电路包括第一串行总线接口，所述第一串行总线接口连接所述微控制器；所述通信电路用于输出所述电压信号。
可选地，所述稳压器包括第一输入引脚、第一接地引脚、第一使能引脚、第一反馈引脚和第一输出引脚；所述电源电路还包括第一电阻和第二电阻；
所述第一电阻的第一端和所述第二电阻的第一端连接所述第一反馈引脚；
所述第一电阻的第二端和所述第一输出引脚连接所述第一电压输出端；
所述第二电阻的第二端和所述第一接地引脚接地；
所述第一输入引脚连接电源电压；所述第一使能引脚连接所述微控制器的外部检测电压引脚。
可选地，所述MEMS传感器芯片包括第一热电偶、加热器和第二热电偶；所述加热器包括加热电阻第一引脚和加热电阻第二引脚；所述主控电路还包括第三电阻和第五电容；其中，
所述加热电阻第一引脚连接所述第三电阻的第一端；所述第三电阻的第二端和所述第五电容的第一端连接所述第一电压输出端；
所述第五电容的第二端和所述加热电阻第二引脚接地。
可选地，所述主控电路还包括第四电容；其中，
所述第一热电偶的正极与所述MCU的第一信号引脚连接；
所述第二热电偶的正极与所述MCU的第二信号引脚连接；
所述第一热电偶的负极、所述第二热电偶的负极、所述第四电容的第一端与所述MCU的共模电压引脚VCM连接；所述第四电容的第二端接地。
可选地，所述主控电路还包括第一电容、第二电容和第三电容；
所述第一电容的第一端、所述第三电容的第一端和所述MCU的第一电源电压引脚连接所述电源电压；所述第二电容的第一端连接所述MCU的充电饱和电压引脚；
所述第一电容的第二端、所述第三电容的第二端、所述第二电容的第二端、所述MCU的公共电压引脚和模拟电压引脚接地。
可选地，所述MCU包括运算放大器和模数转换ADC模块，所述运算放大器用于将所述电压信号放大，得到放大后的电压信号；所述ADC模块，用于将所述放大后的电压信号转换成数字电压信号。
可选地，所述第一串行总线接口包括第二电源电压引脚、数据线引脚、控制线引脚和第二接地引脚；其中，
所述第二电源电压引脚连接电源电压；
所述第二接地引脚接地；
所述MCU的信号发送引脚、串行时钟引脚和所述控制线引脚连接；
所述MCU的信号接收引脚和所述数据线引脚连接。
可选地，所述通信电路还包括第二串行总线接口，第二串行总线接口为用于烧录固件的接口，所述第二串行总线接口包括第三电源电压引脚、第一编程时钟输入引脚、第一数据输入输出脚、第三接地引脚；其中，
所述第三电源电压引脚连接所述电源电压；
所述第一编程时钟输入引脚连接所述MCU的第二编程时钟输入引脚；
所述第一数据输入输出引脚连接所述MCU的第二连接所述MCU的第二数据输入输出引脚；所述第三接地引脚接地。
实施本实用新型实施例，具有至少如下有益效果：
可以看出，通过本实用新型实施例中的高灵敏度液体微流量传感器主控电路，包括：电源电路、MEMS传感器芯片、微控制器和通信电路，电源电路包括稳压器，稳压器连接第一电压输出端VSEN，稳压器用于将电源电压转换成MEMS传感器芯片的加热电压，经第一电压输出端输出；微控制器用于调节对MEMS传感器芯片的加热电压；MEMS传感器芯片，用于检测流量信号，将流量信号转换成电压信号；通信电路包括第一串行总线接口，第一串行总线接口连接微控制器；通信电路用于输出电压信号，能够实现可靠、快速进行流量计量的效果，且成本低，体积小。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本实用新型实施例提供的一种高灵敏度液体微流量传感器主控电路的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
在本实用新型中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本实用新型所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
请参阅图1，图1是本实用新型实施例提供的一种高灵敏度液体微流量传感器主控电路的结构示意图，本实用新型的一种高灵敏度液体微流量传感器主控电路的结构示意图可以包括：电源电路、MEMS传感器芯片F1、微控制器U1和通信电路，所述电源电路分别与所述MEMS传感器芯片F1和所述微控制器U1连接，所述MEMS传感器芯片F1与所述微控制器U1连接；所述微控制器U1连接所述通信电路；其中，
所述电源电路包括稳压器U2，所述稳压器连接第一电压输出端VSEN，所述稳压器U2用于将电源电压VDD转换成所述MEMS传感器芯片F1所需的加热电压，经所述第一电压输出端VSEN输出；
所述微控制器U1用于调节对所述MEMS传感器芯片F1的加热电压；
所述MEMS传感器芯片F1，用于检测流量信号，将所述流量信号转换成电压信号；
所述通信电路包括第一串行总线接口J1，所述第一串行总线接口J1连接所述微控制器；所述通信电路用于输出所述电压信号。
其中，电源电路，通过户插座提供电源电压，为微控制器供电，同时通过稳压器U2产生一个为传感器MEMS供电的加热电压VSEN。
其中，对于MEMS传感器芯片F1，当为它供电VSEN之后，则两个热电偶就会各自产生微小的电压信号，并且对应的信号电压还会随着液体的流动速度而变化，于是这个随着液体流速变化而会变化的电压信号，就包含了液体流速的信息。
其中，微控制器MCU根据需要通过高精度ADC模块采集MEMS传感器芯片F1的正极和负极之间的电压差，也就是AN1和AN2之间的微小电压数据，由于这个电压差是随着液体流动速度的大小而不同的，所以MCU通过采集对应电压就获取了包含这液体流动速度信息的数据，之后可以根据实际需要进行处理或者通信。
其中，微控制器MCU可以根据需要检测到液体流动相关信息的，获取到相关信息后，可以通过微控制器MCU的支持的通信方式将数据传递给其他需要的设备，通过MCU的I2C从机接口将数据传递出来。
可选地，所述稳压器U2包括第一输入引脚IN、第一接地引脚GND、第一使能引脚EN、第一反馈引脚FB和第一输出引脚OUT；所述电源电路还包括第一电阻R1和第二电阻R2；
所述第一电阻R1的第一端和所述第二电阻R2的第一端连接所述第一反馈引脚；
所述第一电阻R1的第二端和所述第一输出引脚连接所述第一电压输出端；
所述第二电阻R2的第二端和所述第一接地引脚接地；
所述第一输入引脚连接电源电压；所述第一使能引脚连接所述微控制器的外部检测电压引脚。
可选地，所述MEMS传感器芯片包括第一热电偶、加热器和第二热电偶；所述加热器包括加热电阻第一引脚HTR1和加热电阻第二引脚HTR2；所述主控电路还包括第三电阻和第五电容；其中，
所述加热电阻第一引脚连接所述第三电阻R3的第一端；所述第三电阻R3的第二端和所述第五电容C5的第一端连接所述第一电压输出端VSEN；
所述第五电容C5的第二端和所述加热电阻第二引脚接地。
可选地，所述主控电路还包括第四电容C4；其中，
所述第一热电偶的正极与所述MCU的第一信号引脚连接；
所述第二热电偶的正极与所述MCU的第二信号引脚连接；
所述第一热电偶的负极、所述第二热电偶的负极、所述第四电容C4的第一端与所述MCU的共模电压引脚VCM连接；所述第四电容C4的第二端接地。
可选地，所述主控电路还包括第一电容、第二电容和第三电容；
所述第一电容的第一端、所述第三电容的第一端和所述MCU的第一电源电压引脚连接所述电源电压VDD；所述第二电容的第一端连接所述MCU的充电饱和电压引脚；
所述第一电容C1的第二端、所述第三电容C3的第二端、所述第二电容C2的第二端、所述MCU的公共电压引脚和模拟电压引脚接地。
可选地，所述MCU包括运算放大器和模数转换ADC模块，所述运算放大器用于将所述电压信号放大，得到放大后的电压信号；所述ADC模块，用于将所述放大后的电压信号转换成数字电压信号。
可选地，所述第一串行总线接口J1包括第二电源电压引脚、数据线引脚、控制线引脚和第二接地引脚；其中，
所述第二电源电压引脚连接电源电压；
所述第二接地引脚接地；
所述MCU的信号发送引脚、串行时钟引脚和所述控制线引脚连接；
所述MCU的信号接收引脚和所述数据线引脚连接。
可选地，所述通信电路还包括第二串行总线接口J2，第二串行总线接口J2为用于烧录固件的接口，所述第二串行总线接口J2包括第三电源电压引脚、第一编程时钟输入引脚、第一数据输入输出脚、第三接地引脚；其中，
所述第三电源电压引脚连接所述电源电压；
所述第一编程时钟输入引脚连接所述MCU的第二编程时钟输入引脚；
所述第一数据输入输出引脚连接所述MCU的第二连接所述MCU的第二数据输入输出引脚；所述第三接地引脚接地。
可以看出，通过本实用新型实施例中的高灵敏度液体微流量传感器主控电路，包括：电源电路、MEMS传感器芯片、微控制器和通信电路，电源电路包括稳压器，稳压器连接第一电压输出端VSEN，稳压器用于将电源电压转换成MEMS传感器芯片的加热电压，经第一电压输出端输出；微控制器用于调节对MEMS传感器芯片的加热电压；MEMS传感器芯片，用于检测流量信号，将流量信号转换成电压信号；通信电路包括第一串行总线接口，第一串行总线接口连接微控制器；通信电路用于输出电压信号，能够实现可靠、快速进行流量计量的效果，且成本低，体积小。
以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。
Claims (8)
1.一种高灵敏度液体微流量传感器主控电路，其特征在于，包括：电源电路、MEMS传感器芯片、微控制器和通信电路，所述电源电路分别与所述MEMS传感器芯片和所述微控制器连接，所述MEMS传感器芯片与所述微控制器连接；所述微控制器连接所述通信电路；其中，
所述电源电路包括稳压器，所述稳压器连接第一电压输出端，所述稳压器用于将电源电压转换成所述MEMS传感器芯片所需的加热电压，经所述第一电压输出端输出；
所述微控制器用于调节对所述MEMS传感器芯片的加热电压；
所述MEMS传感器芯片，用于检测流量信号，将所述流量信号转换成电压信号；
所述通信电路包括第一串行总线接口，所述第一串行总线接口连接所述微控制器；所述通信电路用于输出所述电压信号。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述稳压器包括第一输入引脚、第一接地引脚、第一使能引脚、第一反馈引脚和第一输出引脚；所述电源电路还包括第一电阻和第二电阻；
所述第一电阻的第一端和所述第二电阻的第一端连接所述第一反馈引脚；
所述第一电阻的第二端和所述第一输出引脚连接所述第一电压输出端；
所述第二电阻的第二端和所述第一接地引脚接地；
所述第一输入引脚连接电源电压；所述第一使能引脚连接所述微控制器的外部检测电压引脚。
3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述MEMS传感器芯片包括第一热电偶、加热器和第二热电偶；所述加热器包括加热电阻第一引脚和加热电阻第二引脚；所述主控电路还包括第三电阻和第五电容；其中，
所述加热电阻第一引脚连接所述第三电阻的第一端；所述第三电阻的第二端和所述第五电容的第一端连接所述第一电压输出端；
所述第五电容的第二端和所述加热电阻第二引脚接地。
4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述主控电路还包括第四电容；其中，
所述第一热电偶的正极与微控制器MCU的第一信号引脚连接；
所述第二热电偶的正极与所述MCU的第二信号引脚连接；
所述第一热电偶的负极、所述第二热电偶的负极、所述第四电容的第一端与所述MCU的共模电压引脚连接；所述第四电容的第二端接地。
5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述主控电路还包括第一电容、第二电容和第三电容；
所述第一电容的第一端、所述第三电容的第一端和所述MCU的第一电源电压引脚连接所述电源电压；所述第二电容的第一端连接所述MCU的充电饱和电压引脚；
所述第一电容的第二端、所述第三电容的第二端、所述第二电容的第二端、所述MCU的公共电压引脚和模拟电压引脚接地。
6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述MCU包括运算放大器和模数转换ADC模块，所述运算放大器用于将所述电压信号放大，得到放大后的电压信号；所述ADC模块，用于将所述放大后的电压信号转换成数字电压信号。
7.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，所述第一串行总线接口包括第二电源电压引脚、数据线引脚、控制线引脚和第二接地引脚；其中，
所述第二电源电压引脚连接电源电压；
所述第二接地引脚接地；
所述MCU的信号发送引脚、串行时钟引脚和所述控制线引脚连接；
所述MCU的信号接收引脚和所述数据线引脚连接。
8.根据权利要求7所述的电路，其特征在于，所述通信电路还包括第二串行总线接口，第二串行总线接口为用于烧录固件的接口，所述第二串行总线接口包括第三电源电压引脚、第一编程时钟输入引脚、第一数据输入输出脚、第三接地引脚；其中，
所述第三电源电压引脚连接所述电源电压；
所述第一编程时钟输入引脚连接所述MCU的第二编程时钟输入引脚；
所述第一数据输入输出引脚连接所述MCU的第二连接所述MCU的第二数据输入输出引脚；所述第三接地引脚接地。
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