[发明专利]一种基于高精度水箱压力测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及水箱压力的监测控制过程，尤其涉及一种基于高精度水箱压力测量系统。

背景技术

在生产和生活中经常需要对储液罐或蓄水的液位进行测量控制，液位的测量实际上可以转化为对深度压强的测量。智能供水系统的给水能力是非常重要一个方面，在系统设计中离不开对水箱压力、压强、液位等数据的测量与传输。随着物联网概念的提出与实现，有关供水系统及液位测量的智能化要求越来越高，是我们需要解决的关键问题之一。目前对水箱各种参数的检测已有很多种方法，然而现有的液位测量仪方案中，有不少测量仪因价格问题、安装问题或环境问题不易为人们接收(如液位测量控制的浮球，因自身的体积和环境问题经常失灵，使其应用受限)，测量精度及数据传输与处理难以达到要求，总体上还不能适应快速发展的建筑行业要求，特别是智能化的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高精度的水箱压力、压强测量及传输电路，即一种基于高精度水箱压力测量系统。

为实现上述目的，本发明的基于高精度水箱压力测量系统，包括压力传感器、通信接口、信号调理电路、A/D转换器、单片机、U/I转换器和水泵控制器，所述压力传感器设置在水箱内部，压力传感器通过信号调理电路与A/D转换器相连接，所述A/D转换器与单片机连接，单片机连接若干并行的通信接口，通信接口和单片机之间设置有U/I转换器，所述通信接口与水泵控制器连接。

进一步的，对输入信号进行处理的的信号调理电路包括对电信号滤波、放大、隔离、变换及非线性化处理。

进一步的，在信号调理电路与A/D转换器之间还设置电路开关，用于接通多路模拟信号。

一个优选的压力传感器选择方案是选择桥式荷重压力传感器，传感器的信号输出端设置有调零电路。

为了对系统进行保护，在A/D转换器与单片机之间还设置有报警和断电保护电路。

通信接口连接的外接设备主要包括键盘和显示器。

本专利的优点是：1、选用灵敏度和测量范围较大及稳定性较好的压力传感器，压力范围可达1-20Psig，还可进行各种校正和补偿；2、采用线性稳压器及运算放大器，使电路工作电压保持高稳定度和高精度，以达到高精度测量的目的，并不受外界干扰，对测量有选择性地进行；3、运用匹配的运算放大器组成桥式放大器，对压力传感器的输出进行放大，适合远距离控制与传输；4、为适应长距离传输，将0-5V模拟电压转换为0-5kHz的频率输出。电路将采用温度补偿，进一步提高稳定度；5、具有自我诊断功能，对故障部位能准确锁定，故障状态迅速识别；6、有较多的数字通信接口，具有多样性；7、软件部分根据系统功能进行模块化编程。可以国家法律规定的具体数据的不同来设置存取测量数据，满足不同安全管理操作方便的需要。

附图说明

图1是基于高精度水箱压力测量系统的硬件连接结构图；

图2是基于高精度水箱压力测量系统的控制原理图。

具体实施方式

本发明的一种基于高精度水箱压力测量系统，主要由压力传感器、通信接口、信号调理电路、A/D转换器、单片机、U/I转换器和水泵控制器组成，压力传感器设置在水箱的底部，压力传感器和A/D转换器相连接，在压力传感器和A/D转换器之间设置有信号调理电路，信号调理电路主要由前置放大电路、滤波器和主放大电路组成，能够对传感器的输出电信号进行滤波、放大、隔离、变换及非线性化处理，A/D转换器与单片机信号输入端连接，单片机信号输出端连接通信接口，单片机的输出信号通过U/I转换器转换后传达到通信接口，通信接口连接显示器，键盘和水泵控制器，另外，在A/D转换器与单片机之间还设置有报警和断电保护电路。

在压力传感器和信号调理电路之间还设置有调零电路，调零电桥串接在传感器输出和放大器之间，通过调零电桥内的变电位器改变桥路不平衡输出电压，使之与传感器空载输出电压大小相等，极性相反。

该系统主要包括五个模块，分别是数据采集模块、主机电路及通信接口模块、模拟输入通道模块、模拟输出通道模块和软件模块。