一種數(shù)字式壓力開關(guān)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]一種數(shù)字式壓力開關(guān)，屬于壓力控制設備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]壓力開關(guān)是一種壓力控制裝置，在壓力達到設定值時裝置會發(fā)生報警或發(fā)出控制信號。傳統(tǒng)的壓力開關(guān)為機械式，機械式壓力開關(guān)采用機械式可動部件，其精度低、響應性差且存在報警設定值死區(qū)。在觸發(fā)時，通過其內(nèi)的機械結(jié)構(gòu)動作后輸出相應的開關(guān)信號。由于在開關(guān)動作時存在機械磨損，長期工作會使觸點老化，導致開關(guān)效果不理想，并且使用壽命較短。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型要解決的技術(shù)問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種通過電路輸出開關(guān)信號，避免了機械式壓力開關(guān)存在機械磨損，觸點容易老化的數(shù)字式壓力開關(guān)。
[0004]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:該數(shù)字式壓力開關(guān)，包括外殼以及固定在外殼中的控制電路，控制電路至少包括依次連接的壓力傳感器、放大器單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、中央處理單元以及為壓力傳感器、放大器單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、中央處理單元直接或間接供電的供電單元，其特征在于:在所述的中央處理單元的信號輸出端連接有可由中央處理單元觸發(fā)并輸出開關(guān)信號的信號輸出單元。
[0005]優(yōu)選的，在所述的中央處理單元的信號輸出端連接有由供電單元供電，用于顯示的顯示單元。
[0006]優(yōu)選的，還設置有與所述中央處理單元的信號輸入輸出端口互聯(lián)，用于與中央處理單元進行通訊的通訊單元。
[0007]優(yōu)選的，所述的信號輸出單元包括型號為PC817的光耦OC1，電阻R4的一端接電源V。。，另一端接連接光耦OCl的I腳，光耦OCl的2腳接中央處理單元的信號輸出端，電阻R5的一端接外部電源24VDC+，另一端接光耦OCl的4腳，光耦OCl的3腳接地，電阻R6的一端接光耦OCl的4腳，電阻R6的另一端接三極管Ql的基極，三極管Ql的發(fā)射極接外部電源24VDC+，三極管Ql的集電極接二極管D3的陰極，二極管D3的陽極接地即外部電源24VDC-，三極管Ql的集電極為開關(guān)量輸出端。
[0008]優(yōu)選的，還設置有與所述供電單元相連，對所述壓力傳感器進行供電的恒流源電路。
[0009]優(yōu)選的，所述的恒流源電路包括型號為TLV2631的運算放大器Ul以及型號為LM385的穩(wěn)壓二極管D1，電阻Rl的一端接電源V。。，另一端同時連接穩(wěn)壓二極管Dl的陰極和運算放大器Ul的同相輸入端VIN+，穩(wěn)壓二極管Dl的陽極接地，電阻R2的一端接運算放大器Ul的反相輸入端VIN_，另一端接地；運算放大器Ul的Vqut為恒流源電路的輸出正極，與壓力傳感器U8的供電正極相連，運算放大器Ul的VIN_為恒流源的輸出負極，與壓力傳感器U8的供電負極相連。
[0010]優(yōu)選的，所述的壓力傳感器采用擴散硅壓阻式壓力傳感器。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型所具有的有益效果是:
[0012]1、本實用新型通過電路輸出開關(guān)信號，避免了機械式壓力開關(guān)存在機械磨損，觸點容易老化的缺陷；
[0013]2、信號輸出單元采用數(shù)字式開關(guān)，響應速度快、使用壽命長，同時設置有反向續(xù)流二極管，保證電路板不受開關(guān)動作時反向電動勢的影響；
[0014]3、放大器單元采用典型的三運放集成儀表放大器，保證了高共模抑制比的同時，解決了零點附近設置值存在死區(qū)的問題；
[0015]4、采用擴散硅壓阻式壓力傳感器，保證了壓力測量的高精度，同時通過恒流源為壓力傳感器供電，提高壓力傳感器的檢測精度，穩(wěn)定好，提高開關(guān)的使用壽命；
[0016]5、模數(shù)轉(zhuǎn)換器型號為MCP3425，采用16位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，保證了非常高的開關(guān)分辨率;
[0017]6、可以通過USB接口對相關(guān)報警參數(shù)進行修改，參數(shù)配置非常方便。
【附圖說明】
[0018]圖1為數(shù)字式壓力開關(guān)控制電路原理方框圖。
[0019]圖2為數(shù)字式壓力開關(guān)控制電路原理圖。
【具體實施方式】
[0020]圖1~2是本實用新型的最佳實施例，下面結(jié)合附圖1~2對本實用新型做進一步說明。
[0021]數(shù)字式壓力開關(guān)包括外殼以及設置在外殼內(nèi)的控制電路，如圖1所示，控制電路包括:壓力傳感器、放大器單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、中央處理單元、顯示單元、通訊單元以及信號輸出單元。壓力傳感器的信號輸出端與放大器單元的信號輸入端相連，放大器模塊的信號輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的信號輸入端相連，放大器模塊將壓力傳感器輸出的壓力信號進行放大后送至模數(shù)轉(zhuǎn)換單元內(nèi)。模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的輸出端與中央處理單元的信號輸入端相連，將放大器輸出的信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換之后送至中央處理單元進行處理。中央處理單元的輸出端與顯示單元相連，通過顯示單元進行數(shù)據(jù)的顯示，中央處理單元的輸出端連接有信號輸出單元，通過信號輸出單元向后續(xù)設備輸出開關(guān)信號，中央處理單元的輸入輸出端口同時連接有通訊單元，通過通訊單元實現(xiàn)數(shù)據(jù)的通訊。壓力傳感器采用擴散硅壓阻式壓力傳感器。
[0022]在控制電路中還設置有供電單元(圖1中未畫出)，供電單元同時與放大器單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、中央處理單元、顯示單元、控制單元相連并直接為其供電，同時設置有恒流源電路，供電單元為恒流源電路供電，恒流源電路為壓力傳感器供電。
[0023]如圖2所示，供電單元包括:型號為LM2596的電源轉(zhuǎn)換芯片U7、電感L1、二極管D2。電源轉(zhuǎn)換芯片U7的電源輸入引腳Vj妾外部電源24VDC+，電源轉(zhuǎn)換芯片U7的ON/OFF、GND引腳分別接地，電源轉(zhuǎn)換芯片U7的電源輸出引腳Vqut分別接電感LI的一端和二極管D2的陰極，二極管D2的陽極接地，電感LI的另一端與電源轉(zhuǎn)換芯片U7的反饋引腳Feedback相連，電源轉(zhuǎn)換芯片U7的Vqut管腳為電壓輸出管腳，輸出電源V cc。二極管D2的型號為1N5824。
[0024]恒流源電路包括:型號為TLV2631的運算放大器Ul，型號為LM385的穩(wěn)壓二極管Dl以及電阻R1~R2。電阻Rl的一端接電源V。。，另一端同時連接穩(wěn)壓二極管Dl的陰極和運算放大器Ul的同相輸入端VIN+，穩(wěn)壓二極管Dl的陽極接地，電阻R2的一端接運算放大器Ul的反相輸入端VIN_，另一端接地。運算放大器Ul的Vott為恒流源電路的輸出正極，與壓力傳感器U8的供電正極相連，運算放大器Ul的VIN_為恒流源的輸出負極，與壓力傳感器U8的供電負極相連。
[0025]放大器單元包括型號為AD8227的儀表放大器U2以及電阻R3。壓力傳感器U8的輸出正極和輸出負極分別與儀表放大器U2的VIN+引腳和V IN-引腳相連。儀表放大器U2的+Vjl腳連接電源V cc,儀表放大器U2的兩個Re引腳之間接增益電阻R3，儀表放大器U2的輸出引腳V-接模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片U3的輸入端V IN+，儀表放大器U2的REF引腳與_%引腳同時接地。放大器單元采用典型的三運放集成儀表放大器，保證了高共模抑制比的同時，解決