CN203011606U - 基于电阻应变片的智能压力检测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了基于电阻应变片的智能压力检测系统，包括单片机，以及分别连接在单片机上的键盘、LED显示器和A/D转换器，还包括连接在A/D转换器上的信号放大器，以及与信号放大器上相连的应变式压力传感器。本实用新型采用了应变式压力传感器，并将之全桥差动连接，还使用了三运放大器，与现有技术相比，结构更简单，灵敏更度高，响应更快，测量精度更好。
Description
技术领域
本实用新型涉及数据采集领域，具体的说，是基于电阻应变片的智能压力检测系统。
背景技术
压力测量对实时监测和安全生产具有重要的意义。在工业生产中，为了高效、安全生产，必须有效控制生产过程中的诸如压力、流量、温度等主要参数。由于压力控制在生产过程中起着决定性的安全作用，因此有必要准确测量压力。而现有的压力检测技术中，往往存在压力检测精度不够的问题，而且结构复杂，不易控制。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供基于电阻应变片的智能压力检测系统，通过变压式压力传感器将压力信号转化成电信号，结构简单，灵敏可靠；通过LED显示器显示输出，使得用户能够更直观地接收到检测结果，本实用新型主要针对工业生产中的压力检测，有效地提高了整个系统的工作效率。
本实用新型通过下述技术方案实现：基于电阻应变片的智能压力检测系统，包括单片机，以及分别连接在单片机上的键盘、LED显示器和A/D转换器，还包括连接在A/D转换器上的信号放大器，以及与信号放大器相连的应变式压力传感器。
应变式压力传感器内设有电阻应变片；应变式压力传感器是把压力的变化转换成电阻值的变化来进行测量的，电阻应变片是由金属导体或半导体制成的电阻体，是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。它是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。电阻应变片内的敏感器随着外部的压力产生形变，使得阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化。电阻应变片在受压时，其形状会发生改变，横截面和长度都会发生变化，阻值也随形状变化而变化。
电阻应变片包括基片、与基片相配合定位的覆盖片、夹在基片和覆盖片之间的敏感器以及与敏感器相连接的引线。
应变式压力传感器采用全桥差动电路的连接方式，工作时将四个电阻应变片接入电桥的相邻两臂。电阻应变片在受力时产生的阻值变化通常较小，所以将电阻应变片组成应变电桥，不仅可以消除非线性误差，而且还提高了电桥的输出灵敏度，同时还有温度补偿的作用。
信号放大器为三运放大器，三运放大器由三个集成运算放大器组成，通过三运放大器将信号放大，不仅有效放大了信号，还把误差降到了最低。
单片机为AT89C51单片机。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
（1）本实用新型采用了应变式压力传感器，可根据电阻应变片内敏感器2因受压变形所产生的电阻的变化，将压力信号转化成电信号，从而测出压力大小。它结构简单，体积小，使用方便，性能稳定可靠，灵敏度高，动态响应快。
（2）本实用新型中应变式压力传感器采用了全桥差动的连接方式，结构简单，并且消除了非线性误差，还提高了输出灵敏度，具有温度补偿的作用。
（3）本实用新型中的放大器采用了三运放大器，三运放大器灵敏度高，易驱动，对信号的影响很小，对整个系统的测量精度有很大提高。
附图说明
图1为本实用新型的结构框图。
图2为电阻应变片的结构示意图。
其中1-基片，2-敏感器，3-覆盖片，4-引线。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例：
基于电阻应变片的智能压力检测系统，其结构如图1所示，包括单片机，以及分别连接在单片机上的键盘、LED显示器和A/D转换器，还包括连接在A/D转换器上的信号放大器，以及与信号放大器相连的应变式压力传感器。应变式压力传感器内设有电阻应变片。电阻应变片的结构如图2所示，包括基片1、与基片1相配合定位的覆盖片3、夹在基片1和覆盖片3之间的敏感器2以及与敏感器2相连接的引线4。应变式压力传感器采用全桥差动电路的连接方式。信号放大器为三运放大器。单片机为AT89C51单片机。
本实用新型在实用时，将应变式压力传感器按照全桥差动电路连接方式，通过粘合剂粘合在所需测量的位置。接通电源后，系统初始化。在测量过程中，应变式压力传感器中的敏感器2受压变形，其电阻值也随之改变，通过应变式压力传感器的电流也随之发生变化，于是将压力信号转化成了电信号，并通过引线4传送出去。在此过程中基片1和覆盖片3对敏感器2和引线4也起到了一定的保护作用。变压式压力传感器采用全桥差动连接方式连接，不仅消除了测量过程中的非线性误差，还提高了电桥的输出灵敏度，同时还起到了温度补偿的作用。但是由于敏感器的变形是微小的，所以产生这种电信号是比较微弱的。因此电信号需要经过三运放大器进行信号放大，三运放大器有三个集成运算放大器组成，具有很高的输入阻抗，对信号的影响极小，把测量误差降到了最低。电信号经过三运放大器放大后，送至A/D转换器，然后将模拟信号转换成单片机可以识别的数字信号，单片机计算处理后，将信号转换成LED显示器可以识别的信息，最后显示输出。用户还可以通过键盘想计算机系统输入各种数据和命令，对单片机系统进行设置，实现人机交互。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.基于电阻应变片的智能压力检测系统，包括单片机，以及分别连接在单片机上的键盘、LED显示器和A/D转换器，其特征在于：还包括连接在A/D转换器上的信号放大器，以及与信号放大器相连的应变式压力传感器。
2.根据权利要求1所述的基于电阻应变片的智能压力检测系统，其特征在于：在所述的应变式压力传感器内设有电阻应变片。
3.根据权利要求1或2所述的基于电阻应变片的智能压力检测系统，其特征在于：所述的电阻应变片包括基片（1）、与基片（1）相配合定位的覆盖片（3）、夹在基片（1）和覆盖片（3）之间的敏感器（2）以及与敏感器（2）相连接的引线（4）。
4.根据权利要求3所述的基于电阻应变片的智能压力检测系统，其特征在于：所述的应变式压力传感器采用全桥差动电路的连接方式。
5.根据权利要求1所述的基于电阻应变片的智能压力检测系统，其特征在于：所述的信号放大器为三运放大器。
6.根据权利要求1所述的基于电阻应变片的智能压力检测系统，起特征在于：所述的单片机为AT89C51单片机。
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|---|---|---|---|---|
| CN103643628A (zh) * | 2013-11-16 | 2014-03-19 | 姬志刚 | 一种带压力监测功能的桥梁支座 |
| CN105005238A (zh) * | 2015-07-01 | 2015-10-28 | 武汉理工大学 | 一种应变触发的高空防护自动控制系统 |
| US10352801B2 (en) | 2016-05-10 | 2019-07-16 | Fike Corporation | Intelligent temperature and pressure gauge assembly |
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- 2012-11-15 CN CN 201220602330 patent/CN203011606U/zh not_active Expired - Fee Related
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