CN2839992Y - 数字压力传感器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提出了一种数字压力传感器，其结构为：主体由底座、壳体、顶盖构成，底座的底部设有弹性膜片及与弹性膜片粘贴的应变计，弹性膜片与底座、顶盖与壳体氩弧焊接，壳体与底座通过定位销定位及螺纹连接，并充填硅胶密封；在壳体内设有DSP系统，在壳体上还设有单片机数显，应变计与DSP系统连接，DSP系统与单片机数显连接，顶盖上端设有电源、信号输出复合接口与DSP系统、单片机数显连接。该传感器通过在连接件之间充填硅胶，从根本上保证了传感器内腔的密封；单片机数显可使现场工作人员一目了然地观察到压力值，从而方便地控制现场操作；电源、信号输出复合接口也可将数字信号通过电缆远传给远程计算机控制室。

Description

数字压力传感器
技术领域
本实用新型涉及一种测量流体压力的数字压力传感器。
背景技术
目前，广泛应用的大量程(0～500MPa)流体压力传感器均采用电阻应变式结构，将传感器安装在压力输出管线上后，压力经过弹性膜片，应变计，放大电路，最后以标准模拟信号输出。由于是模拟信号精度本身就低，加之在信号传输中易受干扰，不稳定，在使用前往往需要反复的计量和标定，使用起来较繁琐；现场工作人员更难以观测到压力值；特别是工作现场需采集信号的多变性，有时多个控制单元需采集同一压力信号，传感器倘若是输出一路信号(比如4～20mA模拟信号)，则远远不能满足需要，现场只好采取在压力管线上安装多只传感器以保证生产，并使用步话机协调联络，但信号的一致性很难得到保证；壳体与底座之间采用螺钉紧固，虽然加有弹性垫圈、密封圈，但由于传感器工作在高压区域，且经常受到强烈的振动，螺钉还是好松动，故此密封性能不能得到有效的保证。
发明内容
为了解决现有的流体压力传感器密封性能差、在工作现场不能观测到压力值的缺陷，本实用新型提出一种数字压力传感器。
为达到目的，本实用新型采用以下技术方案：数字压力传感器，主体由底座、壳体、顶盖构成，底座的底部设有弹性膜片及与弹性膜片粘贴的应变计，弹性膜片与底座氩弧焊接，顶盖与壳体氩弧焊接，其特征在于：壳体与底座通过定位销定位及螺纹连接，并充填硅胶密封；在壳体内设有DSP系统，在壳体上还设有单片机数显，应变计与DSP系统连接，DSP系统与单片机数显连接，顶盖上端设有电源、信号输出复合接口与DSP系统、单片机数显连接。
工作原理：该系统以专用的应变计电桥测量的电子模块为基础，采用单片机与DSP的双系统结构，利用DSP的强大数值运算能力对应变计电桥输出信号进行数字化调整补偿等处理，利用单片机的灵活方便的优势完成测量结果后期处理及相关的显示，输出功能。该系统可以串行接口形式与计算机进行通讯，使得该系统的应用领域非常广泛。
该传感器通过在外部连接件之间充填硅胶密封，可有效地防止了松动，从根本上保证了传感器内腔的密封；DSP系统将测量信号变换成数字信号；单片机数显可使现场工作人员一目了然地观察到压力值，从而方便地控制现场操作，可免除了异地通讯，保证了信号的一致性；电源、信号输出复合接口也可将数字信号通过电缆远传给远程计算机控制室。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型的电路方框图。
具体实施方式
如图1所示的数字压力传感器，主体由底座1、壳体2、顶盖3构成，底座1的底部设有弹性膜片4及与弹性膜片粘贴的应变计5，弹性膜片4与底座1、顶盖3与壳体2氩弧焊接，壳体2与底座1通过定位销6定位及螺纹连接，并充填硅胶密封；在壳体2内设有DSP系统8，在壳体上还设有单片机数显9，应变计5与DSP系统连接，DSP系统8与单片机数显9连接，顶盖3上端设有电源、信号输出复合接口10与DSP系统8、单片机数显9连接。
结合图2的电路方框图，描述本传感器的工作原理：由DSP系统把外部提供的电源变换成某个频率的载波信号输送给应变计作为激励源，应变计输出的测量信号进入DSP系统的模数转换模块变换成数字信号，数字信号在DSP系统中完成了数字滤波、线性化、零点、标定、补偿、均衡等等处理过程，最后将稳定的测量结果以二线制数字形式传输给单片机数显，单片机数显接受该数据并监控系统工作状况，在系统工作稳定的情况下将示值送显示模块显示。同时，也可以方便的通过DSP系统把信息传输给远程计算机控制室。DSP系统，通过对相关的修改而获取不同的测量特性。
这种工作原理的优点在于：
(1)应变计电桥采用载波激励技术，有效降低了分布电容对测量准确性的影响，同时使信号放大器工作在某个较低噪声密度的频点上，这样既提高了有用信号的能见度，又增强了抗干扰能力。
(2)采用DSP系统作为模拟信号数字化的核心环节，确保了模拟信号从热电子运动噪声量级到电桥超安全载荷输出量级都得到量化而无丢失，从而为测量功能的数字化实现奠定了真实性基础。
(3)整个信号处理链路中只有检波放大环节是由模拟器件构成的，其它环节都是对数字信号的处理，几乎所有测量功能都是在DSP中完成的，这就保证了信号的复原性和处理功能的稳定性。
(4)由于测量特性是可参数化控制的，系统响应特性的调整或重构将变得非常简单，测量性能不再依赖于元器件本身，从而提高了测量的可靠性。
(5)系统结构紧凑，功能专一，对外联接关系简单，上位机只需提供工作电源即可获得测量数据。提高了系统测量应用的透明性，降低了对后续开发人员的技术要求。

Claims (1)

1、数字压力传感器，主体由底座、壳体、顶盖构成，底座的底部设有弹性膜片及与弹性膜片粘贴的应变计，弹性膜片与底座、顶盖与壳体氩弧焊接，其特征在于：壳体与底座通过定位销定位及螺纹连接，并充填硅胶密封；在壳体内设有DSP系统，在壳体上还设有单片机数显，应变计连接数字卷合器后与DSP系统连接，DSP系统与单片机数显连接，顶盖上端设有电源、信号输出复合接口与DSP系统、单片机数显连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101368863A (zh) * 2008-07-25 2009-02-18 陈建海 压力传感器及其制造方法
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