一種實時壓力顯示與報警裝置的製作方法
2023-06-14 01:46:01 1
專利名稱：一種實時壓力顯示與報警裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於電子測量設備技術領域，具體涉及一種實時壓力顯示與報警裝置。
背景技術：
目前工業生產等領域都需要對壓力信號進行實時的監測。壓力信號在汽車輪胎、 煤礦、油田、鍋爐等諸多領域起著決定性作用，因此有必要準確測量壓力值，以便保證設備的正常運轉和人員的安全性。目前市場上有各種壓力測量裝置，但都具有通用性不強、成本較高、抗幹擾能力不太強和功能欠缺等問題。
發明內容本實用新型的目的是提供一種實時壓力顯示與報警裝置，解決了現有技術中存在的壓力測量裝置結構複雜，精度偏低，參數不可修改的缺點。本實用新型所採用的技術方案是，一種實時壓力顯示與報警裝置，包括CPU控制器，CPU控制器上連接有壓力信號採集轉換模塊、按鍵輸入電路、參數存儲模塊、LED顯示模塊、報警輸出及指示電路和狀態檢測模塊，壓力信號採集轉換模塊包括用於採集壓力信號的壓力傳感器以及壓力傳感器相連接並用於將壓力信號轉換為數位訊號的A/D轉換電路， 按鍵輸入電路用於完成參數設定值的輸入和調整，參數存儲模塊用於儲存數據，LED顯示模塊用於顯示壓力傳感器測得的實時壓力值和按鍵輸入電路設定參數值，報警輸出及指示電路用於在壓力傳感器測得的實時壓力值超出系統預設安全壓力範圍時報警並驅動用戶外接的安全保護裝置，狀態檢測模塊用於檢測CPU控制器的工作狀態，並在CPU控制器處於異常狀態時發送復位信號使其重新啟動，還包括電源供電模塊，電源供電模塊與CPU控制器和LED顯示模塊分別連接。CPU 控制器採用 SPMC65SF112A 晶片。A/D轉換電路包括電阻R8，電阻R8的一端與壓力傳感器和電容C3相連接，電阻R8 的另一端與CPU控制器和電阻R9相連接，電容C3和電阻R9的另一端接地。電源供電模塊包括電阻R31和電阻R35，電阻R31和電阻R31的一端並聯連接在 +5V電源輸入上，電阻R31的另一端連接有電容C5，電容C5的另一端接地，電阻R31和電容 C5之間設置有用於和LED顯示模塊相連接的供電端子VDD2，電阻R35的另一端連接有電容 C6，電容C6的另一端接地，電阻R35和電容C6之間設置有用於和CPU控制器相連接的供電端子VDDl。LED顯示模塊包括LED顯示器U2，LED顯示器U2為4位顯示器。按鍵輸入電路包括按鍵Si、按鍵S2、按鍵S3和按鍵S4，按鍵Si、按鍵S2、按鍵S3 和按鍵S4的一端均接地，按鍵Si、按鍵S2、按鍵S3和按鍵S4的另一端分別通過電阻R21、 電阻R22、電阻R23和電阻R40與CPU控制器相連接。按鍵Sl為Dec減鍵，按鍵S2為Shift切換鍵，按鍵S3為Add加鍵，按鍵S4為保存鍵。報警輸出及指示電路包括報警指示電路和安全保護裝置驅動電路，報警指示電路包括LED燈D3和LED燈D2，LED燈D3和LED燈D2的一端接地，LED燈D3和LED燈D2對應通過電阻R20和電阻R19與CPU控制器相連接，安全保護裝置驅動電路包括上限安全值壓力迴路和下限安全壓力迴路，上限安全值壓力迴路包括電阻R36，電阻R36的一端和CPU 控制器相連接，另一端和外部安全保護裝置相連接，下限安全壓力迴路包括電阻R38，電阻 R38的一端和CPU控制器相連接，另一端和外部安全保護裝置相連接。本實用新型裝置適用於工業生產領域壓力監測，其有益效果是1、全部採用電阻保護機制；可以任意調節壓力的工程量、壓力報警的上下限以及回差值(即越限報警前提下，當變送信號回落到與設定信號相差一定數值的點處，CPU撤銷報警，此相差一定的數值即為回差值)，有效地提高通用性；對上越限和下越限都有相應的LED指示燈報警，並且相應的端子能輸出安全保護裝置驅動電路的信號；能夠實現掉電保持，顯示方式之間可隨意無擾動進行切換。本實用新型通過對壓力進行實時檢測、壓力信息顯示和壓力上下限比較處理，對越限進行報警判斷等功能，用戶能及時掌握和控制壓力變化動態，從而確保壓力傳感器輸入端所要檢測設備的正常運轉與安全性。
圖1是本實用新型一種實時壓力顯示與報警裝置的結構示意圖；圖2是使用本實用新型裝置中CPU控制器的連接關係示意圖；圖3是使用本實用新型裝置中A/D轉換電路的電路圖；圖4是使用本實用新型裝置中電源供電模塊的電路圖；圖5是使用本實用新型裝置中LED顯示模塊的電路圖；圖6是使用本實用新型裝置中按鍵輸入電路的電路圖；圖7是使用本實用新型裝置中報警指示電路的電路圖；圖8是使用本實用新型裝置中安全保護裝置驅動電路的電路圖。其中，1.電源供電模塊，2. CPU控制器，3. LED顯示模塊，4.報警輸出及指示電路， 5.按鍵輸入，6.壓力信號採集轉換模塊，7.狀態檢測模塊，8.參數存儲模塊。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型一種實時壓力顯示與報警裝置，包括CPU控制器2，CPU控制器2上連接有壓力信號採集轉換模塊6、按鍵輸入電路5、參數存儲模塊8、LED顯示模塊 3、報警輸出及指示電路4和狀態檢測模塊7。按鍵輸入電路5用於完成參數設定值的輸入和調整，參數存儲模塊8用於儲存數據，LED顯示模塊3用於顯示所述壓力傳感器測得的實時壓力值和所述按鍵輸入電路5設定參數值，報警輸出及指示電路4用於在壓力傳感器測得的實時壓力值超出系統預設安全壓力範圍時報警並驅動用戶外接的安全保護裝置，狀態檢測模塊7用於檢測CPU控制器的工作狀態，並在CPU控制器處於異常狀態時發送復位信號使其重新啟動，還包括電源供電模塊1，電源供電模塊1與CPU控制器2和LED顯示模塊 3分別連接。如圖2所示，CPU控制器2採用SPMC65SF112A晶片。其中，SPMC65SF112A晶片的32個管腳的連接關係為，PA0-PA7作為LED顯示模塊3中LED顯示器U2段顯示的驅動輸出， AN8作為壓力信號採集轉換模塊6模擬電壓量的輸入接口，C0M0-C0M3作為LED顯示模塊3 中LED顯示器U2位顯示的驅動輸出；LED1-LED2作為報警輸出及指示電路4的報警指示電路的輸出；Il為預留輸入埠，可以進行多路採集訊號；01-02作為報警輸出及指示電路4 中安全保護裝置驅動電路的輸出埠 ；S1-S4作為按鍵輸入電路5的輸入埠 ；PF0-PF2為在線調試與編程口，提供軟體支持。壓力信號採集轉換模塊6包括壓力傳感器和A/D轉換電路，壓力傳感器用於採集被測裝置的實時壓力信號，並將壓力信號裝換位對應的模擬電壓/電流信號。A/D轉換電路與壓力傳感器相連接並用於將模擬電壓/電流信號轉換為數位訊號。如圖3所示，A/D轉換電路包括電阻R8，電阻R8的一端與壓力傳感器和電容C3相連接，電阻R8的另一端與CPU 控制器和電阻R9相連接，電容C3和電阻R9的另一端接地。如圖4所示，電源供電模塊1包括電阻R31和電阻R35，電阻R31和電阻R31的一端並聯連接在+5V電源輸入上，電阻R31的另一端連接有電容C5，電容C5的另一端接地，電阻R31和電容C5之間設置有用於和LED顯示模塊3相連接的供電端子VDD2，電阻R35的另一端連接有電容C6，電容C6的另一端接地，電阻R35和電容C6之間設置有用於和CPU控制器2相連接的供電端子VDD1。如圖5所示，LED顯示模塊3包括LED顯示器U2，LED顯示器U2為4位的顯示器。 LED顯示器U2的腳管12、腳管9、腳管8和腳管6為位選擇輸入，並分別與三極體Q4、三極體Q3、三極體Q2和三極體Ql的集電極相連接，三極體Q4、三極體Q3、三極體Q2和三極體 Ql的基極對應通過電阻R7、電阻R5、電阻R3、電阻Rl與CPU控制器2的COM 口相連接，三極體Q4、三極體Q3、三極體Q2和三極體Ql的發射極均與供電端子VDD2相連接。LED顯示器U2的腳管11、腳管7、腳管4、腳管2、腳管1、腳管10、腳管5和腳管3為段顯示輸入，並分別通過電阻R10、電阻R11、電阻R12、電阻R13、電阻R14、電阻R15、電阻R16和電阻R17 與CPU控制器2的PA0-PA7相連接。如圖6所示，按鍵輸入電路5包括按鍵Si、按鍵S2、按鍵S3和按鍵S4，按鍵Si、按鍵S2、按鍵S3和按鍵S4的一端均接地(低電平按鍵有效)，按鍵Si、按鍵S2、按鍵S3和按鍵S4的另一端分別通過電阻R21、電阻R22、電阻R23和電阻R40與CPU控制器2的S1-S4 相連接。其中，按鍵Sl為Dec減鍵，按鍵S2為Shift切換鍵，按鍵S3為Add加鍵，按鍵S4 為Save保存鍵，滿足參數修改與存儲要求。報警輸出及指示電路4包括報警指示電路和安全保護裝置驅動電路。如圖7所示， 報警指示電路包括LED燈D3和LED燈D2，LED燈D3和LED燈D2的一端接地，LED燈D3和 LED燈D2對應通過電阻R20和電阻R19與CPU控制器2相連接。LED燈D2亮表示壓力信號採集轉換模塊6傳送到CPU控制器2的變送信號大於預設的安全上限值參數，即越上限， LED燈D2、LED燈D3都亮-表示變送信號在正常狀態，LED燈D3亮壓力信號採集轉換模塊 6傳送到CPU控制器2的變送信號低於預設的安全下限值參數，即越下限。如圖8所示，安全保護裝置驅動電路包括上限安全值壓力迴路和下限安全壓力迴路，上限安全值壓力迴路包括電阻R36，電阻R36的一端和CPU控制器2相連接，另一端和外部安全保護裝置相連接，下限安全壓力迴路包括電阻R38，電阻R38的一端和CPU控制器 2相連接，另一端和外部安全保護裝置相連接。當壓力信號採集轉換模塊6傳送到CPU控制器2的變送信號大於預設的安全上限值參數時，則上限安全值壓力迴路01輸出一個高電平；當壓力信號採集轉換模塊6傳送到CPU控制器2的變送信號處於上下限之間時，則01、 02輸出低電平；當壓力信號採集轉換模塊6傳送到CPU控制器2的變送信號低於預設的安全下限值參數時，則下限安全壓力迴路02輸出一個高電平，來驅動報警設備。 本實用新型功能單元採用模塊化設計、結構緊湊，外型美觀，可靠性強，系統調試簡單，易於操作，各種狀態模式之間可實現在線無幹擾切換、更改，再加上彙編語言的支持有效地提高了監測的實時性。
權利要求1.一種實時壓力顯示與報警裝置，其特徵在於，包括CPU控制器(2)，所述CPU控制器 (2)上連接有壓力信號採集轉換模塊(6)、按鍵輸入電路(5)、參數存儲模塊(8)、LED顯示模塊(3)、報警輸出及指示電路(4)和狀態檢測模塊(7)，所述壓力信號採集轉換模塊(6) 包括用於採集壓力信號的壓力傳感器以及所述壓力傳感器相連接並用於將壓力信號轉換為數位訊號的A/D轉換電路，所述按鍵輸入電路(5)用於完成參數設定值的輸入和調整，所述參數存儲模塊(8)用於儲存數據，所述LED顯示模塊(3)用於顯示所述壓力傳感器測得的實時壓力值和所述按鍵輸入電路(5)設定參數值，所述報警輸出及指示電路(4)用於在所述壓力傳感器測得的實時壓力值超出系統預設安全壓力範圍時報警並驅動用戶外接的安全保護裝置，所述狀態檢測模塊(7)用於檢測所述CPU控制器的工作狀態，並在所述CPU 控制器處於異常狀態時發送復位信號使其重新啟動，還包括電源供電模塊(1)，所述電源供電模塊⑴與所述CPU控制器⑵和LED顯示模塊(3)分別連接。
2.按照權利要求1所述的一種實時壓力顯示與報警裝置，其特徵在於，所述CPU控制器 (2)採用 SPMC65SF112A 晶片。
3.按照權利要求1所述的一種實時壓力顯示與報警裝置，其特徵在於，所述A/D轉換電路包括電阻R8，所述電阻R8的一端與所述壓力傳感器和電容C3相連接，所述電阻R8的另一端與所述CPU控制器和電阻R9相連接，所述電容C3和電阻R9的另一端接地。
4.按照權利要求1所述的一種實時壓力顯示與報警裝置，其特徵在於，所述電源供電模塊(1)包括電阻R31和電阻R35，所述電阻R31和電阻R31的一端並聯連接在+5V電源輸入上，所述電阻R31的另一端連接有電容C5，所述電容C5的另一端接地，所述電阻R31和電容C5之間設置有用於和所述LED顯示模塊(3)相連接的供電端子VDD2，所述電阻R35的另一端連接有電容C6，所述電容C6的另一端接地，所述電阻R35和電容C6之間設置有用於和所述CPU控制器⑵相連接的供電端子VDD1。
5.按照權利要求1所述的一種實時壓力顯示與報警裝置，其特徵在於，所述LED顯示模塊(3)包括LED顯示器U2，所述LED顯示器U2為4位顯示器。
6.按照權利要求1所述的一種實時壓力顯示與報警裝置，其特徵在於，所述按鍵輸入電路(5)包括按鍵Si、按鍵S2、按鍵S3和按鍵S4，所述按鍵Si、按鍵S2、按鍵S3和按鍵S4 的一端均接地，所述按鍵Si、按鍵S2、按鍵S3和按鍵S4的另一端分別通過電阻R21、電阻 R22、電阻R23和電阻R40與所述CPU控制器⑵相連接。
7.按照權利要求6所述的一種實時壓力顯示與報警裝置，其特徵在於，所述按鍵Sl為 Dec減鍵，所述按鍵S2為Shift切換鍵，所述按鍵S3為Add加鍵，所述按鍵S4為Save保存鍵。
8.按照權利要求1所述的一種實時壓力顯示與報警裝置，其特徵在於，所述報警輸出及指示電路(4)包括報警指示電路和安全保護裝置驅動電路，所述報警指示電路包括LED 燈D3和LED燈D2，所述LED燈D3和LED燈D2的一端接地，所述LED燈D3和LED燈D2對應通過電阻R20和電阻R19與所述CPU控制器(2)相連接，所述安全保護裝置驅動電路包括上限安全值壓力迴路和下限安全壓力迴路，所述上限安全值壓力迴路包括電阻R36，所述電阻R36的一端和所述CPU控制器(2)相連接，另一端和外部安全保護裝置相連接，所述下限安全壓力迴路包括電阻R38，所述電阻R38的一端和所述CPU控制器(2)相連接，另一端和外部安全保護裝置相連接。
專利摘要本實用新型公開了一種實時壓力顯示與報警裝置，包括CPU控制器，CPU控制器上連接有壓力信號採集轉換模塊、按鍵輸入電路、參數存儲模塊、LED顯示模塊、報警輸出及指示電路和狀態檢測模塊，壓力信號採集轉換模塊包括壓力傳感器以及A/D轉換電路，還包括電源供電模塊，電源供電模塊與CPU控制器和LED顯示模塊相連接。本實用新型解決了現有技術中存在的壓力測量裝置結構複雜，精度偏低，參數不可修改的缺點。
文檔編號G01L19/08GK202075091SQ201120098779
公開日2011年12月14日 申請日期2011年4月7日 優先權日2011年4月7日
發明者馮濤, 梁莉, 王曉奎 申請人:西安理工大學