CN223283801U - 一种压力传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种压力传感器，所述压力传感单元由高精度应变式或压阻式传感器构成，所述温度传感单元由耐高温的热电偶或RTD传感器构成，所述高温预警模块由阈值比较器和警报机制构成，设置于传感器控制单元内部，通过采用高精度应变式或压阻式传感器作为压力传感单元，提高了测量精度，内部设有耐高温的热电偶或RTD传感器作为温度传感单元，采集并提供温度数据，通过数据处理与控制单元的温度补偿算法，保证在温度变化的情况下测量结果依然保持高精度，高温预警模块借助阈值比较器和警报机制构成，并内实时监测温度数据并与预设的安全温度阈值进行比较。

Description

一种压力传感器

技术领域

本实用新型提供一种传感器，属于传感器技术领域，特别涉及一种压力传感器。

背景技术

压力传感器是一种将气体或液体中的输入机械压力转换为电输出信号的传感器或仪器。它通常由两个主要部分组成：一个是能够测量、检测或监控施加压力的压敏元件，另一个是将这些信息转换为电输出信号的电子元件。

现有的压力传感器通常采用精度较低的传感技术，测量误差较大，且没有有效的温度传感单元及补偿算法，在温度变化时无法保持测量精度；同时，现有传感器缺乏专门的高温预警模块，无法在高温环境下提供及时的预警和保护，容易导致设备损坏或安全事故。

实用新型内容

本申请实施例为了弥补现有技术的不足，通过提供一种压力传感器，解决了现有的压力传感器在周围温度环境变化下对自身的测量精度影响较大的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种压力传感器，包括压力传感单元、温度传感单元、数据处理与控制单元、高温预警模块和电源管理单元，所述压力传感单元由高精度应变式或压阻式传感器构成，所述温度传感单元由耐高温的热电偶或RTD传感器构成，所述高温预警模块由阈值比较器和警报机制构成，设置于传感器控制单元内部。

优选的：所述压力传感单元由耐腐蚀材料和封装构成，包括但不限于陶瓷和不锈钢外壳。

优选的：所述温度传感单元内设信号处理电路，包括放大器、滤波器和模数转换器，信号处理电路将温度传感器的模拟信号转换为数字信号。

优选的：所述数据处理与控制单元包括微控制器，微控制器内设数据分析和决策算法微控制器与高温预警模块对应连接。

优选的：所述高温预警模块包括阈值比较器，阈值比较器内设警报机制。

优选的：所述电源管理单元提供稳定的电源供应，包括过压、过流保护电路。

优选的：所述压力传感单元和温度传感单元的信号均信号连接有数据处理与控制单元，所述数据处理包括滤波、校准和误差补偿算法。

优选的：所述压力传感单元的外壳上设有用户接口与显示单元，用户接口与显示单元通过网络或无线方式连接有中心服务器。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本实用新型通过采用高精度应变式或压阻式传感器作为压力传感单元，提高了测量精度，同时，内部设有耐高温的热电偶或RTD传感器作为温度传感单元，采集并提供温度数据，通过数据处理与控制单元的温度补偿算法，保证在温度变化的情况下测量结果依然保持高精度，此外，高温预警模块借助阈值比较器和警报机制构成，并内实时监测温度数据并与预设的安全温度阈值进行比较，当检测到温度超出安全范围时，警报机制将被触发，及时发出预警信号，提醒操作人员采取相应措施，避免了因高温导致的设备损坏或安全事故。

本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。

附图说明

图1为本实用新型一种压力传感器的立体示意图；

图2为本实用新型一种压力传感器的结构连接图；

图3为本实用新型一种压力传感器的工作流程图；

图4为本实用新型一种压力传感器的补偿算法原理图。

如图所示：

1、压力传感单元；2、温度传感单元；3、数据处理与控制单元；4、高温预警模块；5、电源管理单元；6、用户接口与显示单元。

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。

需要说明的是，本文所使用的术语“垂直”、“水平”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型；本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1和图2所示，一种压力传感器，所述压力传感器包括压力传感单元1、温度传感单元2、数据处理与控制单元3、高温预警模块4和电源管理单元5，压力传感单元1由耐腐蚀材料和封装构成，包括但不限于陶瓷和不锈钢外壳，所述压力传感单元1由高精度应变式或压阻式传感器构成，所述温度传感单元2由耐高温的热电偶或RTD传感器构成，所述高温预警模块4由阈值比较器和警报机制构成，设置于传感器控制单元内部。

本实施方案中，通过采用高精度应变式或压阻式传感器作为压力传感单元1，显著提高了测量精度，解决了现有传感器因采用精度较低的传感技术而导致的测量误差较大问题；同时，集成耐高温的热电偶或RTD传感器作为温度传感单元2，能够提供精确的温度数据，并通过数据处理与控制单元3实施温度补偿算法，保证在温度变化的情况下测量结果依然保持高精度，解决了现有传感器缺乏有效的温度传感单元及补偿算法，无法在温度变化时保持测量精度的问题；此外，本实用新型特别集成了高温预警模块4，由阈值比较器和警报机制构成，并内置于传感器控制单元内部，实时监测温度数据并与预设的安全温度阈值进行比较，当检测到温度超出安全范围时，警报机制将被触发，及时发出预警信号，提醒操作人员采取相应措施，避免了因高温导致的设备损坏或安全事故，弥补了现有传感器缺乏专门的高温预警模块，无法在高温环境下提供及时预警和保护的不足。

需要说明的是，本实用新型的压力传感器外壳可以为现有技术下的任一形状的外壳，本实用新型对各结构的安装位置和整体形状不做限定。

如图3和图4所示，温度传感单元2内设信号处理电路，该电路包括放大器、滤波器和模数转换器，这些组件协同工作，将温度传感器捕获的模拟信号转换为数字信号，以便进行进一步的处理和分析。数据处理与控制单元3是传感器的核心部分，它通常包括一个微控制器，该微控制器内置数据分析和决策算法。微控制器与高温预警模块4相互对应连接，确保在检测到异常温度时能够迅速响应。

高温预警模块4包括一个阈值比较器，该比较器内置警报机制，用于实时监测温度数据，并与预设的安全温度阈值进行比较。一旦检测到温度超出安全范围，警报机制将被触发，及时发出预警信号，提醒操作人员采取相应措施，从而避免因高温导致的设备损坏或安全事故。

电源管理单元5负责提供稳定的电源供应，包括过压、过流保护电路，确保整个传感器系统在各种工作条件下都能稳定运行。压力传感单元1和温度传感单元2的信号都通过信号处理电路连接到数据处理与控制单元3，在该单元中进行滤波、校准和误差补偿算法处理，以提高测量的准确性和可靠性。

压力传感单元1的外壳上设有用户接口与显示单元6，这个单元允许用户直接与传感器交互，查看测量数据和系统状态。用户接口与显示单元6可以通过网络或无线方式连接到中心服务器，实现数据的远程监控和分析，这对于需要远程监控的工业应用尤为重要。

本实施方案中，将压力传感器安装在需要监测的位置，连接电源并通过用户接口进行初始化设置，压力传感单元1和温度传感单元2实时采集压力和温度数据，数据处理与控制单元3进行滤波、校准和误差补偿，高温预警模块4实时监测温度数据，并与预设阈值进行比较，一旦超出安全范围，触发警报机制，用户通过显示单元6查看实时数据和预警信息，并通过网络连接中心服务器，实现远程监控和数据记录。

需要说明的是，温度补偿算法具体包括，

读取温度传感器数据：从温度传感单元读取当前的温度数据。

读取压力传感器数据：从压力传感单元读取当前的压力数据。

应用温度补偿算法：将读取到的压力数据和温度数据输入到温度补偿算法中。

查找温度补偿系数：根据读取到的温度值，在预设的温度补偿系数表中查找对应的补偿系数。

计算补偿后的压力值：使用找到的补偿系数对压力值进行修正，计算出补偿后的压力值。

输出补偿后的压力值：将计算出的补偿后的压力值输出，供后续处理和显示，多个步骤，其中查找温度补偿系数：温度补偿系数表根据不同的温度范围存储了对应的补偿系数。根据读取的温度值，找到对应的补偿系数。计算补偿后的压力值：使用找到的补偿系数对原始压力值进行修正，公式可是：

P补偿＝P原始*K补偿，其中P补偿是补偿后的压力值，P原始是原始压力值，K补偿是从系数表中查找到的补偿系数。

虽然本实用新型已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本实用新型，任何熟悉此技术的人，在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本实用新型的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (8)

1.一种压力传感器，其特征在于：所述压力传感器包括压力传感单元(1)、温度传感单元(2)、数据处理与控制单元(3)、高温预警模块(4)和电源管理单元(5)，所述压力传感单元(1)由高精度应变式或压阻式传感器构成，所述温度传感单元(2)由耐高温的热电偶或RTD传感器构成，所述高温预警模块(4)由阈值比较器和警报机制构成，设置于传感器控制单元内部。

2.根据权利要求1所述的一种压力传感器，其特征在于：所述压力传感单元(1)由耐腐蚀材料和封装构成，包括但不限于陶瓷和不锈钢外壳。

3.根据权利要求1所述的一种压力传感器，其特征在于：所述温度传感单元(2)内设信号处理电路，包括放大器、滤波器和模数转换器，信号处理电路将温度传感器的模拟信号转换为数字信号。

4.根据权利要求1所述的一种压力传感器，其特征在于：所述数据处理与控制单元(3)包括微控制器，微控制器内设数据分析和决策算法微控制器与高温预警模块(4)对应连接。

5.根据权利要求1所述的一种压力传感器，其特征在于：所述高温预警模块(4)包括阈值比较器，阈值比较器内设警报机制。

6.根据权利要求1所述的一种压力传感器，其特征在于：所述电源管理单元(5)提供稳定的电源供应，包括过压、过流保护电路。

7.根据权利要求1所述的一种压力传感器，其特征在于：所述压力传感单元(1)和温度传感单元(2)的信号均信号连接有数据处理与控制单元(3)，所述数据处理包括滤波、校准和误差补偿算法。

8.根据权利要求2所述的一种压力传感器，其特征在于：所述压力传感单元(1)的外壳上设有用户接口与显示单元(6)，用户接口与显示单元(6)通过网络或无线方式连接有中心服务器。