[实用新型]一种多点网格阵列式压力采集电路

说明书

技术领域

本实用新型属于压力检测领域，涉及一种压力采集电路，特别是一种多点网格阵列式压力采集电路，该电路能够将薄膜式压力传感器输出的阻值变化变为电压信号并具有一定的放大作用，同时支持多路选择功能，实现多点网格阵列式压力采集。

背景技术

薄膜式压力传感器是一种电阻式传感器，具有纸一样薄的结构，且非常柔软，广泛应用于汽车、家居用品、服装等领域，如床垫生产制造商而言，休息时人体与床垫接触面的压力分布是否均匀即是衡量所设计生产的床垫舒适性的功能指标，单点电阻式压力传感器信号采集比较简单，常见的方式是接入惠斯通电桥，传感器是该电桥的一个桥臂，电桥的输出作为传感器受力的响应。但是，一个压力传感器受力面积有限，需要若干压力传感器构成网格阵列式，如果依然使用电桥的方式，整个电路将会非常复杂，且薄膜式压力传感器的电阻值与所受压力非线性，电桥方式无法实现较好的中间转换，如何实现网格阵列式压力传感器的信号采集就显得非常重要。

实用新型内容

因此，针对现有技术中针对薄膜式压力传感器构成的网格阵列，无法使用电桥方式进行电阻与电压信号转换，且多点数据无法同时采集问题，本实用新型目的旨在提供一种多点网格阵列式压力采集电路。

具体的，包括电阻式传感器组，还包括信号驱动板、数字控制模拟电子开关、A/D模块、处理器、USB转TTL模块及电源，所述电阻式传感器组与信号驱动板上驱动电路的输入端相连，所述信号驱动板上驱动电路的输出端与数字控制模拟电子开关输入端相连，所述数字控制模拟电子开关输出端与所述A/D转换器相连，所述A/D转换器与所述处理器相连，所述处理器控制端与数字控制模拟电子开关地址端相连，所述电源分别连接信号驱动板、数字控制模拟电子开关及处理器。

进一步的，所述信号驱动板驱动芯片采用LM358，每个芯片支持两路压力采集，设计的反相比例运算电路能将薄膜压力传感器非线性电阻变化转换为电压变化，且可调节负反馈电阻的大小实现一定比例的增益，每路调理后的电压接入数字控制模拟电子开关。

进一步的，所述电源的数量为三个，一个设置于信号驱动板，信号驱动板为32路，为±5VDC，一个设置于处理器，为+5VDC，一个设置于数字控制模拟电子开关，为+5VDC，数字控制模拟电子开关为8路。

进一步的，AD转换器集成在处理器中，所述处理器为MSP430F149IPM，通过其IO口控制模拟电子开关选通。

进一步的，所述电阻式压力传感器采用A201薄膜式传感器。

进一步的，所述信号驱动板采用LM358双运算放大器作为驱动芯片。

进一步的，所述数字控制模拟电子开关采用Cd4051。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型的多点网格阵列式压力采集电路，与现有技术相比具有以下优点：

一、价格低廉，性价比高。

二、采用LM358双运算放大器，实现电阻式压力传感器受力过程中电导值与电压的转换，因电导与受力可近似线性关系，驱动电路实现了压力与输出电压的映射。

三、该驱动电路相对惠斯通电桥仪用运放电路，简单实用，适用于非线性电阻式传感器。

四、采用模拟电子开关Cd4051实现8×8＝64路驱动模块输出信号的选通，实现了多点网络阵列式压力单元的采集。

附图说明

图1为多点压力采集电路结构框图；

图2为单点压力采集电路驱动模块原理图；

图3为多点压力采集电路多路选择原理图。

图4所选电阻式传感器压力与阻值校准图。

图5所选电阻式传感器压力与电导校准图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行说明：

本实用新型提供一种多点压力采集电路，如图1所示，包括电阻式传感器组、信号驱动板、数字控制模拟电子开关、A/D模块、处理器、USB转TTL模块及电源，所述电阻式传感器组与信号驱动板上驱动电路的输入端相连，所述信号驱动板上驱动电路的输出端与数字控制模拟电子开关输入端相连，所述数字控制模拟电子开关输出端与所述A/D转换器相连，所述A/D转换器与所述处理器相连，所述处理器控制端与数字控制模拟电子开关地址端相连，所述电源分别连接信号驱动板、数字控制模拟电子开关及处理器。