信號(hào)濾波單元23的濾波處理后傳送到所述線性補(bǔ)償單元；所述線性補(bǔ)償單元根據(jù)標(biāo)定時(shí)下載的內(nèi)部參數(shù)模型和溫度補(bǔ)償特性對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理后，控制所述數(shù)模轉(zhuǎn)換單元輸出相應(yīng)的模擬電壓信號(hào)；所述模擬電壓信號(hào)通過(guò)所述電流環(huán)路變換單元和所述三極管
25后控制輸出4-20mA的電流。通過(guò)觀察萬(wàn)用表即可獲得與所述壓力傳感器21受到的壓力值相對(duì)應(yīng)的電壓，再將該電壓轉(zhuǎn)換成電流并進(jìn)行線性計(jì)算，即可獲得所述壓力傳感器21受到的壓力大小。同時(shí)，所述線性補(bǔ)償單元根據(jù)內(nèi)部參數(shù)模型也可將數(shù)字信號(hào)直接計(jì)算轉(zhuǎn)換成壓力值，在所述液晶顯示屏上也可直接讀出壓力值。
[0035]對(duì)于新產(chǎn)的單晶硅式壓力變送器需要進(jìn)行標(biāo)定，本實(shí)施例中，以標(biāo)定量程為0-20KPa壓力的單晶硅式壓力變送器為例，在所述集成芯片24的電源輸入端VDD接一個(gè)UART轉(zhuǎn)接端子，用于與PC上位機(jī)通信。本實(shí)施例中，采用能準(zhǔn)確輸出標(biāo)準(zhǔn)壓力的標(biāo)準(zhǔn)壓力源對(duì)單晶硅式壓力變送器進(jìn)行標(biāo)定。將標(biāo)準(zhǔn)壓力源作用于所述壓力傳感器，同時(shí)給所述單晶硅式壓力變送器供電，確定通信正常后，開始標(biāo)定，通常標(biāo)定點(diǎn)選擇零、中、滿三點(diǎn)。具體如下:
[0036]首先標(biāo)定零點(diǎn)，即控制標(biāo)準(zhǔn)壓力源輸出OKPa的壓力，觀察PC上位機(jī)采集到的電流值，待其穩(wěn)定以后采集。接著標(biāo)定中點(diǎn)，即控制標(biāo)準(zhǔn)壓力源輸出1KPa的壓力，觀察PC上位機(jī)采集到的電流值，待其穩(wěn)定以后采集。然后標(biāo)定滿點(diǎn)，即控制標(biāo)準(zhǔn)壓力源輸出20KPa的壓力，觀察上位機(jī)采集到的電流值，待其穩(wěn)定以后采集。將PC上位機(jī)采集到的電流值進(jìn)行線性化計(jì)算，并將計(jì)算好的線性參數(shù)轉(zhuǎn)換成USB信號(hào)，通過(guò)UART轉(zhuǎn)接端子轉(zhuǎn)換成UART信號(hào)，再通過(guò)串口下載到集成芯片24的線性補(bǔ)償單元內(nèi)，標(biāo)定就完成了。
[0037]最后就是校驗(yàn)，重新控制標(biāo)準(zhǔn)壓力源輸出0_20KPa的壓力，觀察萬(wàn)用表上的輸出電壓是否準(zhǔn)確，比如，控制標(biāo)準(zhǔn)壓力源輸出OKPa的壓力，查看萬(wàn)用表上的輸出電壓值，并計(jì)算出電流值是否等于4mA;控制標(biāo)準(zhǔn)壓力源輸出1KPa的壓力，查看萬(wàn)用表上的輸出電壓值，并計(jì)算出電流值是否等于12mA ;控制標(biāo)準(zhǔn)壓力源輸出20KPa的壓力，查看萬(wàn)用表上的輸出電壓值，并計(jì)算出電流值是否等于20mA。如果校驗(yàn)合格，即單晶硅式壓力變送器是合格的。
[0038]當(dāng)需要修改參數(shù)時(shí)，只需要在PC上位機(jī)進(jìn)行修改，重載集成芯片24的內(nèi)部參數(shù)模型即可，操作簡(jiǎn)單，使用方便。
[0039]相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型通過(guò)對(duì)所述集成芯片進(jìn)行簡(jiǎn)單的配置即可實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力傳感器傳送的電壓信號(hào)進(jìn)行處理，并輸出與所述壓力傳感器受到的壓力值相對(duì)應(yīng)的電流，操作簡(jiǎn)單，使用方便；并且相比于現(xiàn)有技術(shù)需購(gòu)買多個(gè)部件并將多個(gè)部件進(jìn)行貼片的方式，本實(shí)用新型通過(guò)集成芯片節(jié)省了對(duì)各個(gè)零部件連接貼片的時(shí)間，縮短了生產(chǎn)周期，也大大節(jié)省了成本。
[0040]本實(shí)用新型并不局限于上述實(shí)施方式，如果對(duì)本實(shí)用新型的各種改動(dòng)或變形不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍，倘若這些改動(dòng)和變形屬于本實(shí)用新型的權(quán)利要求和等同技術(shù)范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動(dòng)和變形。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種單晶硅式壓力變送器，其特征在于:包括壓力傳感器、信號(hào)濾波單元、集成芯片和三極管；所述壓力傳感器通過(guò)所述信號(hào)濾波單元與所述集成芯片連接，且所述壓力傳感器受到壓力后傳送與所受壓力相對(duì)應(yīng)的模擬電壓信號(hào)到所述信號(hào)濾波單元；所述信號(hào)濾波單元對(duì)該模擬電壓信號(hào)進(jìn)行濾波后傳送到所述集成芯片；所述集成芯片與外界電源電連接，其包括壓力增益單元、壓力信號(hào)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、壓力信號(hào)濾波單元、線性補(bǔ)償單元、數(shù)模轉(zhuǎn)換單元和電流環(huán)路變換單元；從所述信號(hào)濾波單元傳送的模擬電壓信號(hào)通過(guò)所述壓力增益單元擴(kuò)大后，傳送到所述壓力信號(hào)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元；所述壓力信號(hào)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元將該模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字電壓信號(hào)，并通過(guò)所述壓力信號(hào)濾波單元的濾波處理后傳送到所述線性補(bǔ)償單元；所述線性補(bǔ)償單元將所述數(shù)字電壓信號(hào)后傳送到所述數(shù)模轉(zhuǎn)換單元；所述數(shù)模轉(zhuǎn)換單元將該數(shù)字電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號(hào)后傳送到所述電流環(huán)路變換單元；所述電流環(huán)路變換單元將該模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電流信號(hào)，并通過(guò)所述三極管調(diào)整輸出與所述壓力傳感器受到的壓力值相對(duì)應(yīng)的電流。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單晶硅式壓力變送器，其特征在于:所述集成芯片的電源正極輸入端VDD和電源負(fù)極輸入端FBP與外界電源的正負(fù)極相接，由外界電源向所述集成芯片供電；且所述集成芯片內(nèi)的電流環(huán)路變換單元通過(guò)所述集成芯片的電源正極輸入端VDD、信號(hào)輸出端VOUT和信號(hào)輸出補(bǔ)償端COMP分別與所述三極管的集電極、基極和發(fā)射極連接，由電源正極輸入端VDD、信號(hào)輸出端VOUT和信號(hào)輸出補(bǔ)償端COMP輸出信號(hào)到所述三極管。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單晶硅式壓力變送器，其特征在于:所述集成芯片還包括存儲(chǔ)單元和信號(hào)收發(fā)單元；所述線性補(bǔ)償單元也將數(shù)字電壓信號(hào)存儲(chǔ)到所述存儲(chǔ)單元；所述信號(hào)收發(fā)單元讀取存儲(chǔ)單元內(nèi)的數(shù)字電壓信號(hào)并通過(guò)所述集成芯片的電源正極輸入端VDD傳送到外界的PC上位機(jī)；外界的PC上位機(jī)根據(jù)該數(shù)字信號(hào)獲得線性參數(shù)，并通過(guò)所述集成芯片的電源正極輸入端VDD傳送到所述信號(hào)收發(fā)單元；所述信號(hào)收發(fā)單元再將該線性參數(shù)寫入到所述存儲(chǔ)單元；所述線性補(bǔ)償單元讀取所述存儲(chǔ)單元的線性參數(shù)并建立內(nèi)部線性參數(shù)模型。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的單晶硅式壓力變送器，其特征在于:所述信號(hào)收發(fā)單元包括串接的單總線接口和單總線驅(qū)動(dòng)單元；所述單總線驅(qū)動(dòng)單元通過(guò)所述集成芯片的電源正極輸入端VDD與外界的PC上位機(jī)連接；所述單總線驅(qū)動(dòng)單元通過(guò)所述單總線接口在所述存儲(chǔ)單元處讀取或?qū)懭霐?shù)字電壓信號(hào)；所述線性補(bǔ)償單元在所述存儲(chǔ)單元處寫入或讀取數(shù)字電壓信號(hào)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的單晶硅式壓力變送器，其特征在于:所述線性補(bǔ)償單元包括最小二乘法溫度壓力補(bǔ)償單元、二階信號(hào)濾波單元和診斷單元；所述最小二乘法溫度壓力補(bǔ)償單元獲得所述壓力信號(hào)濾波單元傳送的數(shù)字電壓信號(hào)后，對(duì)該數(shù)字電壓信號(hào)進(jìn)行線性補(bǔ)償，并通過(guò)所述診斷單元診斷后，傳送到所述二階信號(hào)濾波單元；所述二階信號(hào)濾波單元對(duì)該數(shù)字信號(hào)進(jìn)行濾波后傳送到所述存儲(chǔ)單元或數(shù)模轉(zhuǎn)換單元。6.根據(jù)權(quán)利要求2-5中任一權(quán)利要求所述的單晶硅式壓力變送器，其特征在于:所述集成芯片還包括傳感器電壓源；所述傳感器電壓源通過(guò)所述集成芯片的電源正極輸出端VBRGP和電源負(fù)極輸出端VBRGN向所述壓力傳感器提供電壓。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的單晶硅式壓力變送器，其特征在于:所述集成芯片還包括2.5V電壓基準(zhǔn)源；所述2.5V電壓基準(zhǔn)源與所述傳感器電壓源和壓力信號(hào)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元連接，并向所述傳感器電壓源和壓力信號(hào)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元提供標(biāo)準(zhǔn)電壓。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的單晶硅式壓力變送器，其特征在于:還包括電源濾波單元；所述集成芯片的電流環(huán)路變換單元通過(guò)所述電源濾波單元與外界電源連接。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的單晶硅式壓力變送器，其特征在于:還包括接線端子，所述壓力傳感器通過(guò)所述接線端子與所述集成芯片連接。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的單晶硅式壓力變送器，其特征在于:所述集成芯片還包括依次連接的內(nèi)部溫度傳感器、通道選擇單元、溫度增益單元、溫度信號(hào)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元和溫度信號(hào)濾波單元。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種單晶硅式壓力變送器，包括壓力傳感器、信號(hào)濾波單元、集成芯片和三極管；所述壓力傳感器通過(guò)所述信號(hào)濾波單元與集成芯片連接，且壓力傳感器受到壓力后傳送模擬電壓信號(hào)到信號(hào)濾波單元；所述信號(hào)濾波單元對(duì)該模擬電壓信號(hào)進(jìn)行濾波后傳送到集成芯片；所述集成芯片將該模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電流信號(hào)，并通過(guò)所述三極管調(diào)整輸出與壓力傳感器受到的壓力值相對(duì)應(yīng)的電流。本實(shí)用新型通過(guò)對(duì)所述集成芯片進(jìn)行簡(jiǎn)單的配置即可實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力傳感器傳送的電壓信號(hào)進(jìn)行處理，操作簡(jiǎn)單，使用方便；本實(shí)用新型通過(guò)集成芯片節(jié)省了對(duì)各個(gè)零部件連接貼片的時(shí)間，縮短了生產(chǎn)周期，也大大節(jié)省了成本。
【IPC分類】G01L25/00, G01L1/16
【公開號(hào)】CN204988567
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520677736
【發(fā)明人】焦爽民, 張小軍, 羅軍, 方俊, 周光兵, 邢成
【申請(qǐng)人】上海艾絡(luò)格電子技術(shù)有限公司
【公開日】2016年1月20日
【申請(qǐng)日】2015年9月2日