[发明专利]一种弹簧管应变片组合式数字压力表

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于应力应变原理的弹簧管数字压力表。具体为一种弹簧管应变片组合式数字压力表。

背景技术

随着科技的快速发展，嵌入式控制技术已经在各行各业当中得到了广泛的应用。特别是在仪器、仪表行业，从单功能的模拟仪器仪表向数字化、多功能、智能化方向发展。传统的压力表是通过弹性体产生弹性形变，然后通过压力表的机械齿轮传功机构放大，压力表就会显示出相对于大气压的相对值。但是这类压力表一般比较笨重而且用久以后指针很容易偏掉，而且用肉眼观察存在误差，使得测量精度下降。从而机械式的仪器仪表都需要向数字化、多功能、智能化方向发展。

发明内容

为了解决背景技术中所存在的技术问题，本发明提供一种弹簧管应变片组合式数字压力表。该数字压力表工作状态数值显示直观，操作方便，运行稳定，而且精度比较高，量程大。

本发明的技术方案：一种弹簧管应变片组合式数字压力表，它包括压力传感器、信号调理电路、微型计算机、LCD液晶屏、按键、压力表接头及表壳；所述的压力传感器由弹簧管内外两侧沿轴线对称的各贴两枚电阻应变片通过导线连成的全桥电路，外加两枚温度补偿应变片共同构成，其全桥电路输出端连接信号调理电路输入端(信号调理电路中加有负温度系数的热敏电阻，以便对压力传感器输出信号进行温度补偿)，信号调理电路输出端连接微型计算机采样端口，按键与微型计算机连接，微型计算机输出端连接LCD液晶屏，弹簧管一端密封为自由端，另一端有与压力源连通接头。

本发明的技术方案中，信号调理电路包括全桥电路输出信号滤波电路和信号放大电路，其信号滤波电路输出连接信号放大电路的输入。

本发明的技术方案中，信号调理电路的信号放大电路中，连接有负温度系数热敏电阻电路作为输出信号的温度补偿

本发明的技术方案中，所述的微型计算机自带16位或者24位数模转换器，或者是外加16位或者24位模数转换器。

本发明的技术方案中，所述的微型计算机为单片机、ARM或者DSP。

本发明的技术方案中，微型计算机设置有实现开机自检、系统休眠、延时关机和低电压报警应用软件。

本发明的技术方案中，所述的电阻应变片采用康铜材料或者半导体材料，紧密粘贴和固定在和弹簧管表面，构成电桥电路。

本发明的技术方案中，所述的弹簧管应变片组合式数字压力表供电电源采用电池或者经过电源模块处理后的市电。

本发明的技术方案中，微型计算机的驱动芯片控制LCD液晶屏显示，经过按键在PSI、BAR、KPA、MPA或KG五种不同的压力单位中进行单位切换。

本发明的弹簧管应变片组合式数字压力表包括压力传感器、信号调理电路、微型计算机和LCD液晶屏；压力传感器实时采集弹簧管内流体压力大小的信号数值，并将该信号送到信号调理电路进行滤波和放大，信号调理电路连接微型计算机，微型计算机连接LCD液晶屏，驱动LCD液晶屏显示。

本发明将电阻应变片对称的粘贴在弹簧管的内外两侧构成全桥差动电路，电桥的输出端接信号调理电路，当弹簧管受压形变时，会使弹簧管发生形变，从而导致电阻应变片形变，应变片的形变导致应变片的电阻值改变，使得电桥失去平衡，出现电压信号。微型计算机通过检测该电压信号并将其转换成相应的物理压力值并送液晶显示。

本发明的实质性特点和进步主要体现在：采用弹簧管与应变片组合作为流体压力信号采集单元通用性好，量程范围宽，与现有机械式压力表技术衔接好。本发明通过采用低功耗微型计算机降低系统功耗，采用在无使用的时候自动关屏技术进一步降低系统功耗，微型计算机自带16位或者24位的数模转换器，在放大电路中连接有负温度系数热敏电阻进行温度补偿，从而使得测量结果的精度和稳定性大大提高。

本发明的数字压力表，测量范围从数十千帕到数百兆帕，而且只要更换杨氏模量不同的弹簧管即可变换压力测量范围，并且成本很低，克服了现有数字压力表量程越大，成本越高的缺点。

附图说明

图1是本发明的弹簧管应变片组合式数字压力表原理图

图2是本发明的弹簧管应变片组合式数字压力表的电阻应变片和温度补偿片粘贴示意图

图3全桥电路原理图

图4是本发明所用热敏电阻接线原理图。

图中：1-弹簧管；2-第1电阻应变片；3-第2电阻应变片；4-第3电阻应变片；5-第4电阻应变片；6-接头；7-第1温度补偿片；8-第2温度补偿片。

具体实施方式