一體化多功能智能壓力表的製作方法

2023-11-12 06:01:07 1

專利名稱：一體化多功能智能壓力表的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種工業設備壓力測量與控制儀器，特別是涉及一種用於壓力檢
測和自動控制的一體化多功能智能壓力表。
背景技術：
目前，我國工業生產設備使用的工業級壓力表，多數還是採用彈簧管式或膜盒式 的壓力表，利用彈簧管或膜盒受到壓力後膨脹發生位移，帶動齒輪機構和指針移動，通過壓 力表面板刻度和指針移動位置代表被測量對象的壓力大小。這種傳統壓力表的輸出控制， 一般採用電接點方式(即指針與上下限接點的金屬接觸)驅動外接繼電器來控制負載設備 相應執行機構。近年來，壓力測量已經開始大量採用壓力式應變器件，包括霍爾元件、電阻 應變元件、壓阻式矽力敏元件等技術，結合計算機軟體及通訊技術，使得壓力表的製造技術 逐步走向數位化和智能化。但就目前生產的數字式壓力表而言，壓力測量元件的靈敏度和 動態特性與矽壓阻晶片的特性比較還存在差距，功能方面還沒有完全實現集測量、變送、控 制和通訊為一體的多功能，針對目前存在的問題，提出一種可以實現壓力測量、變送、控制 和通訊的一體化以及控制輸出的一體化多功能智能壓力表。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種一體化多功能智能壓力表，以克服目前生產的數字 式壓力表壓力測量元件的靈敏度和動態特性與矽壓阻晶片的特性比較還存在差距，功能方 面還沒有完全實現集測量、變送、控制和通訊為一體的多功能的不足。 本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現 —種一體化多功能智能壓力表，包括表體，所述表體的下部設有壓力表螺紋連接 部件，壓力表螺紋連接部件的內部設有金屬支撐體和設於金屬支撐體上部的矽壓阻晶片， 其中金屬支撐體的下部設有導壓孔，矽壓阻晶片的上方設有壓緊部件，所述表體的內部設 有主控晶片、電源模塊、通訊模塊、輸出控制模塊和傳感器模塊，傳感器模塊通過線纜與矽 壓阻晶片連接，表體的上表面設有顯示模塊和按鈕模塊，其中顯示模塊、按鈕模塊、所述電 源模塊、所述通訊模塊、所述輸出控制模塊和所述傳感器模塊分別通過導線與主控晶片相 對應的埠連接。 本實用新型的有益效果為測量壓力的靈敏度和動態特性遠遠優於目前的壓力 表，實現了壓力測量、變送、控制和通訊的一體化以及控制輸出的多功能。大大的簡化了測 量和控制系統的結構，方便了壓力測量和控制系統的大規模集成和遠程監控管理。

下面根據附圖對本實用新型作進一步詳細說明。
圖1是本實用新型實施例所述一體化多功能智能壓力表的結構示意圖； 圖2是本實用新型實施例所述一體化多功能智能壓力表的壓力表螺紋連接部件的局部剖視圖； 圖3是本實用新型實施例所述一體化多功能智能壓力表的電路原理框圖。[0011] 圖中 1、表體；2、壓力表螺紋連接部件；3、金屬支撐體；4、矽壓阻晶片；5、導壓孔；6、壓緊部件；7、主控晶片；8、電源模塊；9、通訊模塊；10、輸出控制模塊；11、傳感器模塊；12、線纜；13、顯示模塊；14、按鈕模塊。
具體實施方式如圖l-3所示，本實用新型實施例所述的一體化多功能智能壓力表，包括表體1，所述表體1的下部設有壓力表螺紋連接部件2，壓力表螺紋連接部件2的內部設有金屬支撐體3和設於金屬支撐體3上部的矽壓阻晶片4，其中金屬支撐體3的下部設有導壓孔5，矽壓阻晶片4的上方設有壓緊部件6，所述表體1的內部設有主控晶片7、電源模塊8、通訊模塊9、輸出控制模塊IO和傳感器模塊ll，傳感器模塊11通過線纜12與矽壓阻晶片4連接，表體1的上表面設有顯示模塊13和按鈕模塊14，其中顯示模塊13、按鈕模塊14、所述電源模塊8、所述通訊模塊9、所述輸出控制模塊10和所述傳感器模塊11分別通過導線與主控晶片7相對應的埠連接。 本實用新型實施例所述的一體化多功能智能壓力表的電源模塊8承擔各組件的供電。按鈕模塊14承擔來自鍵盤輸入信號的處理，以實現操作數據的輸入和系統內部參數組態設置。傳感器模塊11對來自矽壓阻晶片4上的直流電壓信號進行處理並轉換成標準信號，送至主控晶片PIC16F73D的內置A/D(模/數)轉換電路。MCU主控晶片PIC16F73D按計算機算法程序以及PID控制程序協調指揮各單元模塊進行有序的工作，根據設定值和對來自A/D轉換端的測量值進行比較和運算，實時的給出測量結果和輸出值。顯示模塊13負責將MCU主控晶片7發出的各種操作數據、組態數據和控制輸出數據經過處理後，通過數碼管顯示器件顯示出來以便操作者觀察。輸出控制模塊10將MCU主控晶片PIC16F73D給出的輸出數據進行D/A(數/模)轉換輸出到現場執行器。通訊模塊9實現內部總線數據與外部總線的數據交換和聯絡，通過RS485接口實現計算機遠程監控和管理。[0015] 具體使用時，本實用新型實施例所述的一種一體化多功能智能壓力表壓力表通過壓力表螺紋連接部件2安裝到待壓設備上，設備中介質壓力經導壓孔5傳遞至由矽壓阻晶片4和金屬支撐體3組成的壓力測量元件，依靠壓力測量元件壓緊部件6密封固定在壓力表螺紋連接部件2上，當壓力發生改變時，金屬支撐體3產生機械變形，導致矽壓阻晶片4的橋路電阻值發生改變，這一電阻改變值在儀表內部組件提供的恆流源作用下，輸出一個對應的直流電壓信號，通過矽壓阻晶片4上的引出線纜12連接至表體內部的傳感器模塊11上作為壓力測量信號，事先按工藝操作要求設定一個壓力值和一套控制參數PID等，即投入運行，由於金屬支撐體3受壓後產生機械變形，改變了矽壓阻晶片4的電阻值，供電橋路失去平衡，便產生一電壓信號，經傳感器模塊11處理後輸出一對應規範信號至MCU主控晶片7，MCU主控晶片7便按照規定的算法程序和控制程序進行運算處理後給出測量結果和輸出值，一方面，測量結果在數碼管上顯示出來；另一方面，輸出值經過輸出控制模塊10轉換後，直接操縱現場執行機構動作，實現了對工藝壓力的測量和控制操作。同時，通訊模塊9也實現了和外部總線的數據交換和聯絡，不僅完成就地測量和控制任務，也實現了壓力的遠程監控和管理。 本實用新型實施例所述的一體化多功能智能壓力表採用了目前國際上動態特性 最具優良的矽壓阻晶片4作為測量元件，利用特殊的固定支撐技術，將矽壓阻晶片4固定在 金屬支撐體3上置入壓力表連接壓力設備的螺紋部件內部，其矽壓阻晶片4為一個測量電 橋，通過壓力表內部電路組件及矽壓阻晶片4引線提供恆流源供電，測量電橋隨壓力改變 而變化的不平衡電壓輸出信號，通過矽壓阻晶片4上的引出線，連接到壓力表內部電路的 傳感器模塊11，由傳感器模塊11完成測量信號的調理，然後輸出標準制式的模擬信號至主 控晶片PIC16F73D的內置模/數(A/D)轉換電路。在主控晶片PIC16F73D中嵌入壓力算法 程序和模糊PID控制軟體，因而利用主控晶片PIC16F73D和外圍模塊就可以任意的組態控 制參數和輸出模式，有序的協調內部各單元電路工作。也可以實時地、準確的計算出測量結 果，通過儀表前面板上數碼管顯示出來以便觀察操作。同時又實時地、準確的給出輸出數據 或發出指令讓執行機構執行操作任務。壓力表前面板上設置雙排比較大的高亮度數碼管， 同時醒目的顯示給定值和測量值，參數組態和現場操作，只需要輕輕按動數碼管下面一排 的微動按鍵即可完成任務。輸出接線端子設置在壓力表後面板上，打開密封蓋板即可接線， 輸出信號線纜通過儀表側面的密封接頭引出，可以起到防水、防潮作用。
權利要求一種一體化多功能智能壓力表，包括表體(1)，其特徵在於所述表體(1)的下部設有壓力表螺紋連接部件(2)，壓力表螺紋連接部件(2)的內部設有金屬支撐體(3)和設於金屬支撐體(3)上部的矽壓阻晶片(4)，其中金屬支撐體(3)的下部設有導壓孔(5)，矽壓阻晶片(4)的上方設有壓緊部件(6)，所述表體(1)的內部設有主控晶片(7)、電源模塊(8)、通訊模塊(9)、輸出控制模塊(10)和傳感器模塊(11)，傳感器模塊(11)通過線纜(12)與矽壓阻晶片(4)連接，表體(1)的上表面設有顯示模塊(13)和按鈕模塊(14)，其中顯示模塊(13)、按鈕模塊(14)、所述電源模塊(8)、所述通訊模塊(9)、所述輸出控制模塊(10)和所述傳感器模塊(11)分別通過導線與主控晶片(7)相對應的埠連接。
專利摘要本實用新型涉及一種一體化多功能智能壓力表，包括表體，所述表體的下部設有壓力表螺紋連接部件，壓力表螺紋連接部件的內部設有金屬支撐體和設於金屬支撐體上部的矽壓阻晶片，其中金屬支撐體的下部設有導壓孔，矽壓阻晶片的上方設有壓緊部件，所述表體的內部設有主控晶片、電源模塊、通訊模塊、輸出控制模塊和傳感器模塊，傳感器模塊通過線纜與矽壓阻晶片連接，表體的上表面設有顯示模塊和按鈕模塊。本實用新型的有益效果為測量壓力的靈敏度和動態特性遠遠優於目前的壓力表，實現了壓力測量、變送、控制和通訊的一體化以及控制輸出的多功能，大大的簡化了測量和控制系統的結構，方便了壓力測量和控制系統的大規模集成和遠程監控管理。
文檔編號G01L9/06GK201476926SQ20092016415
公開日2010年5月19日 申請日期2009年7月17日 優先權日2009年7月17日
發明者陸炅 申請人:寧波泰索科技有限公司