專利名稱：一種發(fā)動(dòng)機(jī)壓力采集電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于傳感器采集及數(shù)據(jù)處理電路技術(shù)領(lǐng)域，具體一種發(fā)動(dòng)機(jī)壓力采集電路。
背景技術(shù)：
如圖1所示，要感知物體承受的壓力目前一般的方法是使用壓力傳感器(應(yīng)變片、 陶瓷、擴(kuò)散硅)去檢測(cè)實(shí)際壓力的模擬量，然后由電路進(jìn)行放大處理，再進(jìn)行A/D變換，進(jìn)而變成數(shù)字量輸出到PC機(jī)、工控機(jī)和微控制器去記錄、顯示，由上可知，具體測(cè)量處理環(huán)節(jié)比較復(fù)雜。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)壓力采集電路，以解決現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)壓力采集電路結(jié)構(gòu)測(cè)量處理環(huán)節(jié)復(fù)雜的問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種發(fā)動(dòng)機(jī)壓力采集電路，包括傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換電路，所述傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換電路中包括至少兩個(gè)傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換器，各傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸入端用于與對(duì)應(yīng)的至少兩路用于采集壓力信號(hào)的壓力變送器或壓力傳感器的信號(hào)輸出端連接，各傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)輸出端連接在用于與處理器相連的串行總線上，各傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換器的片選端用于與處理器的相應(yīng)端口對(duì)應(yīng)連接。所述壓力采集輸入電路與傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換電路之間連接有用于調(diào)節(jié)輸入信號(hào)幅度的信號(hào)調(diào)節(jié)電路。所述信號(hào)調(diào)節(jié)電路包括第一電阻Rl、第二電阻R2和四個(gè)短接點(diǎn)，所述第一電阻的一端用于與壓力采集輸入電路的正信號(hào)輸出端連接，另一端與第二短接點(diǎn)連接，所述第二電阻的一端與壓力采集輸入電路的負(fù)信號(hào)輸出端連接，另一端與第三短接點(diǎn)連接，第四短接點(diǎn)設(shè)置于第一電阻和壓力采集輸入電路正信號(hào)輸出端的引出線上，第一短接點(diǎn)設(shè)置于傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換電路信號(hào)正端的引出線上；所述四個(gè)短接點(diǎn)按設(shè)定方式連接用于調(diào)節(jié)輸入信號(hào)幅度。所述傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換器采用MAX6675。所述傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換器MAX6675的電源端與接地端之間連接有一個(gè)電源濾波電容。所述傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換器MAX6675的信號(hào)正端和信號(hào)負(fù)端之間連接有一個(gè)輸入電容器。本實(shí)用新型的發(fā)動(dòng)機(jī)壓力采集電路由于采用傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換器，能把壓力傳感器的感知壓力直接變成數(shù)字量從SPI串行口送出，將一般的信號(hào)放大、處理電路、A/D變換電路、串行輸出電路，冷端補(bǔ)償，斷線監(jiān)測(cè)相關(guān)的功能溶為一體，集成到一個(gè)8S0的封裝里，極大地簡(jiǎn)化了電路，既提高了測(cè)量精度又保證了系統(tǒng)的可靠性。為了調(diào)節(jié)壓力輸入信號(hào)的幅值，在壓力采集輸入電路與傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換電路之間連接用于調(diào)節(jié)輸入信號(hào)幅度的信號(hào)調(diào)節(jié)電路，把將壓力傳感器輸出的信號(hào)電壓調(diào)整到與K 分度熱電偶傳感器輸出電壓信號(hào)幅度一樣再輸入到傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換電路。

圖1是現(xiàn)有壓力采集電路的原理框圖；圖2是本實(shí)用新型的電路原理圖；圖3是本實(shí)用新型的單路采集的傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換電路電路圖；圖4是是本實(shí)用新型實(shí)施例的電路圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體的實(shí)施實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步介紹。如圖2所示為本實(shí)用新型的電路原理圖，由圖可知，該發(fā)動(dòng)機(jī)壓力采集電路包括傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換電路，傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換電路中包括至少兩個(gè)傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換器，各傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸入端用于與對(duì)應(yīng)的至少兩路用于采集壓力信號(hào)的壓力變送器或壓力傳感器的信號(hào)輸出端連接，各傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)輸出端連接在用于與處理器相連的串行總線上，各傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換器的片選端用于與處理器的相應(yīng)端口對(duì)應(yīng)連接。本實(shí)施例的壓力信號(hào)采集使用應(yīng)變片、陶瓷、擴(kuò)散硅等壓力傳感器及其輸出端連接的變送器。傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換器選用美國(guó)美信公司的生產(chǎn)的MAX6675，該器件能把熱電偶感知的壓力信號(hào)直接變成數(shù)字量從SPI串行口送出，并將冷端補(bǔ)償，斷線監(jiān)測(cè)功能集于一身，測(cè)量范圍0 lOOOKPa，具有12位精度，分辨率為0. 25KPa ；將一般的信號(hào)放大、處理電路、A/ D變換電路、串行輸出電路，低端補(bǔ)償，斷線監(jiān)測(cè)相關(guān)的功能溶為一體，集成到一個(gè)8S0的封裝里，既提高了測(cè)量精度又簡(jiǎn)化了電路，降低了成本，同時(shí)提高了系統(tǒng)的可靠性。發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)時(shí)，其缸體壓力、空氣背壓壓力、排汽壓力等參數(shù)一般都在IOOOKpa以下，正好使用測(cè)量范圍是0 IOOOKPa的MAX6675模塊，符合使用要求。如圖3所示為本實(shí)用新型單路采集的電路原理圖，由圖可知，在K分度熱電偶傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換器的信號(hào)正端T +和信號(hào)負(fù)端T 一之間連接有一個(gè)輸入電容器，傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換器的電源端+ 5V與接地端GND之間連接有一個(gè)電源濾波電容。MAX6675模塊的串行端口能夠?qū)⑥D(zhuǎn)換后的信號(hào)進(jìn)行輸出7腳為數(shù)據(jù)輸出端，5腳為時(shí)鐘輸出端，6腳為片選，5 7腳分別引出到輸出端子上，以便與相關(guān)端口相接。6腳為 “高”時(shí)，MAX6674進(jìn)行采集并進(jìn)行A/D變換，為“低”時(shí)輸出串行數(shù)字量。本實(shí)用新型使用模擬仿制的方法，在壓力采集輸入電路與傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換電路之間連接有用于調(diào)節(jié)輸入信號(hào)幅度的信號(hào)調(diào)節(jié)電路，即在各傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸入端連接一個(gè)用于調(diào)節(jié)輸入信號(hào)幅度的信號(hào)調(diào)節(jié)電路，把將壓力傳感器輸出的信號(hào)電壓調(diào)整到與K 分度熱電偶傳感器輸出電壓信號(hào)幅度一樣再作為輸入，讓壓力傳感器利用MAX6675來(lái)處理壓力傳感器的數(shù)字信號(hào)。如圖3所示，本實(shí)施例的信號(hào)調(diào)節(jié)電路包括第一電阻R1、第二電阻R2和四個(gè)短接點(diǎn)及用于將四個(gè)短接點(diǎn)選擇性接通的短接器，Rl的一端用于與壓力采集輸入電路的正信號(hào)輸出端連接，另一端與其中的第二短接點(diǎn)2連接，R2的一端與壓力采集輸入電路的負(fù)信號(hào)輸出端連接，另一端與其中的第三短接點(diǎn)3連接，其中的第四短接點(diǎn)4設(shè)置于Rl和壓力采集輸入電路正信號(hào)輸出端的引出線上，其中的第一短接點(diǎn)1設(shè)置于傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換電路N 的信號(hào)正端的引出線上，四個(gè)短接點(diǎn)按設(shè)定方式連接用于調(diào)節(jié)輸入信號(hào)幅度。該電路有三種接入結(jié)構(gòu)(1)當(dāng)利用短接器將1和4短接時(shí)，Rl和R2均未接入電路，此時(shí)Rl和R2均不起作用；(2)當(dāng)短接器將1和2短接時(shí)，電阻Rl接入電路，調(diào)節(jié)輸入信號(hào)的電流；(3)當(dāng)短接器分別將1禾Π 2及1禾Π 3短接時(shí)，Rl和R2均接入電路，起到分壓作用。所述的短接器也叫跳線或跳線帽、短接塊等，其作用是調(diào)整設(shè)備上不同電信號(hào)的通斷關(guān)系，并以此調(diào)節(jié)設(shè)備的工作狀態(tài)，實(shí)際就是連接電路板兩需求點(diǎn)的金屬連接線。一般情況下發(fā)動(dòng)機(jī)壓力產(chǎn)生的信號(hào)范圍為0 20mA，當(dāng)變送器將該信號(hào)送至附的VI兩端時(shí)，此時(shí)將1和2及1和3均短接，經(jīng)Rl和R2分壓，在附的輸入端T +、T 一得到的電壓為VI0=IXR2=0 (20 X 2)=0 40mV其中，Rl取值為250 Ω，R2為2 Ω，再經(jīng)過(guò)后續(xù)數(shù)字系統(tǒng)的調(diào)零、滿量程標(biāo)定，所測(cè)壓力就能展現(xiàn)出來(lái)了。如果壓力采集的輸出信號(hào)為0—40mV的壓力信號(hào)，則可直接接入N的端點(diǎn)“T +” 和“T 一”端；如果是其他類型的電壓信號(hào)可以通過(guò)改變電阻器R1、R2的阻值及增加電阻器的方式進(jìn)行匹配，達(dá)到相應(yīng)的幅度。如圖4所示，本實(shí)施例以八組壓力采集電路為例，+5V電源連接到附 N8的4腳 Vcc和1腳GND，從外部給m N8供電，Cl C8電容器分別接在附 N8的4腳Ncc和1 腳GND之間，對(duì)電源進(jìn)行一定的濾波。由壓力采集電路檢測(cè)的壓力模擬量信號(hào)輸出到VIl VI8的正信號(hào)輸出端“ + ”和負(fù)信號(hào)輸出端“一”，通過(guò)信號(hào)調(diào)節(jié)電路的調(diào)節(jié)，再送至傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行轉(zhuǎn)換。W N8的5腳SCK全部并聯(lián)在一起，由外部時(shí)鐘信號(hào)帶動(dòng)；m N8的7腳SO全部并聯(lián)在一起，通過(guò)共同連線向外部傳送數(shù)字量；m N8的6腳CS分別連接到單獨(dú)的端子上，當(dāng)需要檢測(cè)那一個(gè)傳感器感知的壓力時(shí)就將該腳置“低”，從相應(yīng)的 MAX6675上取出壓力數(shù)字量，平時(shí)MAX6675的6腳處于高電平一直進(jìn)行著采集，只有置“低” 時(shí)才能讀取數(shù)字量；如當(dāng)外部對(duì)W的6腳置于“0”電平時(shí)，Nl的7腳就會(huì)通過(guò)公共SO線將VIl感知的壓力數(shù)字量送出去。同理將N2 N8的6腳分別置于“0”電平時(shí)，處理器等外部設(shè)備就會(huì)得到W N8串行送出的壓力數(shù)字量，完成8個(gè)壓力的檢測(cè)和監(jiān)視。本實(shí)用新型采用上述技術(shù)方案達(dá)到如下的技術(shù)效果(1)由于采用傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換器MAX6675，能把壓力采集電路采集到的壓力信號(hào)直接變成數(shù)字量從SPI串行口送出，并將一般的信號(hào)放大、處理電路、A/D變換電路、串行輸出電路，冷端補(bǔ)償，斷線監(jiān)測(cè)相關(guān)的功能融為一體，集成到一個(gè)8S0的封裝里，極大地簡(jiǎn)化了電路。(2)既提高了測(cè)量精度又保證了系統(tǒng)的可靠性。(3)每只傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換器價(jià)格在25元-30元之間，性價(jià)比遠(yuǎn)高于目前的任何市場(chǎng)的現(xiàn)行產(chǎn)品。
權(quán)利要求1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)壓力采集電路，其特征在于包括傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換電路，所述傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換電路中包括至少兩個(gè)傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換器，各傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸入端用于與對(duì)應(yīng)的至少兩路用于采集壓力信號(hào)的壓力變送器或壓力傳感器的信號(hào)輸出端連接，各傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)輸出端連接在用于與處理器相連的串行總線上，各傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換器的片選端用于與處理器的相應(yīng)端口對(duì)應(yīng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)壓力采集電路，其特征在于所述各傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸入端連接有一個(gè)用于調(diào)節(jié)輸入信號(hào)幅度的信號(hào)調(diào)節(jié)電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)壓力采集電路，其特征在于所述信號(hào)調(diào)節(jié)電路包括第一電阻、第二電阻和四個(gè)短接點(diǎn)，所述第一電阻的一端用于與壓力采集輸入電路的正信號(hào)輸出端連接，另一端與其中的第二短接點(diǎn)連接，所述第二電阻的一端與壓力采集輸入電路的負(fù)信號(hào)輸出端連接，另一端與其中的第三短接點(diǎn)連接，其中的第四短接點(diǎn)設(shè)置于第一電阻和壓力采集輸入電路正信號(hào)輸出端的引出線上，其中的第一短接點(diǎn)設(shè)置于傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換電路信號(hào)正端的引出線上；所述四個(gè)短接點(diǎn)按設(shè)定方式連接用于調(diào)節(jié)輸入信號(hào)幅度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3任意一項(xiàng)所述的發(fā)動(dòng)機(jī)壓力采集電路，其特征在于所述傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換器采用MAX6675。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)動(dòng)機(jī)壓力采集電路，其特征在于所述傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換器 MAX6675的電源端與接地端之間連接有一個(gè)電源濾波電容。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)動(dòng)機(jī)壓力采集電路，其特征在于所述傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換器 MAX6675的信號(hào)正端和信號(hào)負(fù)端之間連接有一個(gè)輸入電容器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)壓力采集電路，包括傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換電路，所述傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換電路中包括至少兩個(gè)傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換器，各傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸入端用于與對(duì)應(yīng)的至少兩路用于采集壓力信號(hào)的壓力變送器或壓力傳感器的信號(hào)輸出端連接，各傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)輸出端連接在用于與處理器相連的串行總線上，各傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換器的片選端用于與處理器的相應(yīng)端口對(duì)應(yīng)連接。本實(shí)用新型的發(fā)動(dòng)機(jī)壓力采集電路由于采用傳感器數(shù)字轉(zhuǎn)換器，能把壓力傳感器的感知壓力直接變成數(shù)字量從SPI串行口送出，將一般的信號(hào)放大、處理電路、A/D變換電路、串行輸出電路，冷端補(bǔ)償，斷線監(jiān)測(cè)相關(guān)的功能溶為一體，集成到一個(gè)8SO的封裝里，極大地簡(jiǎn)化了電路，既提高了測(cè)量精度又保證了系統(tǒng)的可靠性。
文檔編號(hào)G01M15/02GK202267604SQ201120227320
公開日2012年6月6日 申請(qǐng)日期2011年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月30日
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