[发明专利]一种物理教学学生用压力演示仪

权利要求书

1.一种物理教学学生用压力演示仪，包括安装座、压力传感器和压板，所述压力传感器设置在所述安装座上，所述压板设置在所述压力传感器上，其特征在于：包括移动部分、自动回位部分、射频传输部分、压力测量电路和显示部分，所述安装座设置在所述移动部分上，所述自动回位部分包括弹簧和伸缩杆，所述弹簧套接在所述伸缩杆上，所述弹簧和伸缩杆均连接所述压板和安装座，所述压力传感器与所述压力测量电路相连，所述压力测量电路与CPU相连，所述CPU通过所述射频传输部分与中央处理器相连，所述中央处理器与所述显示部分相连。

2.根据权利要求1所述的物理教学学生用压力演示仪，其特征在于：所述移动部分包括液压升降柱、支撑板和万向滚轮，所述液压升降柱一端设置在所述安装座的底部中心位置，另一端与所述支撑板的中心相连，所述万向滚轮以所述支撑板的圆心为中心点圆形设置在所述支撑板的底部。

3.根据权利要求1所述的物理教学学生用压力演示仪，其特征在于：所述射频传输部分的射频识别系统包括天线、电子标签和读写器，读写器将要发送的信号，经编码后加载在某一频率的载波信号上经天线向外发送，进入读写器工作区域的电子标签接收此脉冲信号，卡内芯片中的有关电路对此信号进行调制、解码、解密，然后对命令请求、密码、权限等进行判断；若为读命令，控制逻辑电路则从存储器中读取有关信息，经加密、编码、调制后通过卡内天线再发送给读写器，读写器对接收到的信号进行解调、解码、解密后送至中央信息系统进行有关数据处理；若为修改信息的写命令，有关控制逻辑引起的内部电荷泵提升工作电压，提供擦写E2PROM中的内容进行改写，若经判断其对应的密码和权限不符，则返回出错信息。

4.根据权利要求1所述的物理教学学生用压力演示仪，其特征在于：所述射频传输部分的MFRC522额外的两个引脚I2C和EA分别固定接低电平和高电平；这两个引脚不参与SPI总线传输，只起设定MFRC522数字界面采用SPI接口的作用；片选信号保证在写入数据流期间为低电平，而在无数据流写入时则为高电平；MFRC522与STM8AF51AA的硬件电路连接，在本系统中这两者之间的通讯采用的是SPI方式。

5.根据权利要求1所述的物理教学学生用压力演示仪，其特征在于：显示部分对LED屏进行写操作时，地址和数据信号应进行锁存，主控板上分别使用U2、U3和U4锁存对LED写操作时的地址和数据总线的状态；LED屏分配首址为0x2000000，当对其进行写操作时，S3C44B0X的nGCSl和nWE脚会出现可编程控制时延的有效低电平；nGCSl经一个非门作U2、U3和U4的锁存使能控制信号，保证仅在对LED屏访问时，地址和数据总线上的信号才被锁存；nWE经一个非门作屏端第一级列数据锁存器的锁存使能控制信号，保证只有当刷新数据稳定出现在列数据锁存其输入端时才被锁存；S3C44B0X的PC I0作所有屏端第二级锁存器的锁存使能控制信号线；S3C44BOX的PC[3∶0]作16行驱动译码器的译码输入。

6.根据权利要求1所述的物理教学学生用压力演示仪，其特征在于：所述压力测量电路的压力传感器的输出模型公式为：

VOUT＝VB(PS0(1+S1(T-T0))+U0+U1(T-T0))(1)

P＝(VOUT/VB-U0-U1(T-T0))/(S0(1+S1(T-T0))(2)

式中，VOUT为电桥输出，VB是电桥的激励电压，P是外加压力，T0是参考温度，S0是T0温度下的灵敏度，S1是灵敏度的温度系数，U0是在无压力情况下电桥在温度T0时的输出偏移量，而U1则是偏移量的温度系数；公式(1)使用一次多项公式来对传感器进行建模，而有些应用场合可能会用到高次多项公式、分段线性技术或者分段二次逼近模型，并为其中的系数建立一个查寻表；无论使用哪种模型，数字校准时都要对VOUT、VB和T进行数字化，同时要采用某种方公式来确定全部系数并进行必要的计算；公式(2)由公式(1)变化所得，从中可清楚地看到，通过数字计算而输出精确压力值所需的信息。