一种高精度数字压力测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于压力测量领域，涉及到一种高精度数字压力测量装置，由电源模块[1]、阀体模块[2]，第一传感器模块[3]、第二传感器模块[4]以及数据采集模块[5]四部分组成。其中，所述第一传感器模块[3]、第二传感器模块[4]安装在阀体模块[2]内部，第一传感器模块[3]、第二传感器模块[4]分别采用16芯排线连接在数据采集模块[5]上；电源模块[1]采用5芯排线连接在数据采集模块[5]上。本实用新型专利技术可以实现单模块测量或多模块同时测量，实现自动温度补偿，具有高精度测试能力，能够达到每通道100Hz并且具有硬件同步触发功能，可以实现多模块同时采集。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于压力测量领域，涉及到一种高精度数字压力测量装置。
技术介绍
数字压力测量装置是上世纪八十年代末发展起来的测压新技术，它将现代电子技术、传感器技术和在线校准技术结合起来，用于压力测量，使得压力测量技术提高到一个新的水平。同传统的机械式压力测量系统相比较，由于其测量精度高，通道多，扫描速度快、能耗低以及智能化等特点，数字压力测量模块已经取代机械式压力测量成为目前主流测压趋势，在国内外都有广泛的应用。其主要用于飞行器的在线测试、风洞测试、飞行测试、发动机测试等有关气体流动参数的压力测试，我国每年都要引进上千个通道的数字压力测量模块，用于航空、航天等领域的试验测试。数字压力测量技术，在我国航空航天科研工作发挥了重要的作用。美国在机械式压力测量模块的基础上研制了数字压力测量模块，产品得到了迅速发展和推广应用，目前国际上数字扫描压力测量技术市场基本上被两家美国公司(PSI公司和Scanivalve)所垄断，一套进口设备动辄几十到几百万元不等，成本颇高，且面临维修服务难保证的问题。在多年的使用过程中，发现一些亟需解决的技术问题，如:网络连接及传输失败，数据同步问题等。但国内目前又没有成熟的产品，虽然一些科研院所对电子压力扫描测量技术开展了大量的研究工作，如西北工业大学也曾经开发过DSY128电子压力测量系统，但由于测量稳定性较差，精度相对较低，通讯落后，难以满足科研要求，不能形成市场竞争力。
技术实现思路
本技术的目的是:为了解决现有技术的测量稳定性差、精度相对较低、系统繁琐、通讯落后等问题，本技术提供了一种精度较高，稳定性好、通讯先进的高精度数字压力测量装置。本技术的技术方案是:一种高精度数字压力测量装置，由电源模块1、阀体模块2，第一传感器模块3、第二传感器模块4以及数据采集模块5四部分组成，其中，所述第一传感器模块3、第二传感器模块4安装在阀体模块2内部,第一传感器模块3、第二传感器模块4分别采用16芯排线连接在数据采集模块5上；电源模块I采用5芯排线连接在数据采集模块5上。所述的阀体模块2提供压力信号通道，并将压力信号提供给第一传感器模块3、第二传感器模块4 ；第一传感器模块3、第二传感器模块4均含有8个压力传感器31 ;第一传感器模块3、第二传感器模块4均包括两个0P400芯片提供激励电流；第一传感器模块3、第二传感器模块4均包括两个MAX307芯片，其中一个MAX307芯片用于压力通道选择，MAX307芯片连接到一个AD620芯片用于差分输出及信号放大，另一个MAX307芯片用于温度通道选择，MAX307芯片连接到另一个AD620芯片用于1:1差分输出；数据采集模块5包括多路复用开关51、信号调理模块52、A/D转化模块53、内部总线54、EM9160处理器55及逻辑选择器56 ；EM9160处理器55含有网络适配器551，采用以太网通信协议实现网络通信；第一传感器模块3、第二传感器模块4转化后的电压信号通过多路复用开关51进行温度、压力信号选择，进入信号调理模块52进行信号调理，调理后的信号进入A/D转化模块53转化为数字信号，A/D转化模块53通过内部总线SPI总线与EM9160处理器相连。优选地，还包括一个外部硬件同步触发接口 57连接到EM9160处理器55的外部中断控制端。优选地，所述多路复用开关51为MAX308芯片。优选地，所述逻辑选择器56为可编程逻辑选择芯片GAL168D，输入端连接于EM9160处理器55的I/O 口，输出端连接到MAX308芯片及两个MAX307芯片的控制端。优选地，所述电源模块由两个DC/DC开关电源组成，采用24V直流供电，分别提供模拟电源输出±15V和数字电源输出5V。优选地，第一传感器模块3、第二传感器模块4米用机械配合固定于阀体模块2内部，两者之间的密封采用密封圈密封。优选地，所述压力传感器31包括有一个温度补偿电阻310。本技术的优点是:本技术可以实现单模块测量或多模块同时测量，实现自动温度补偿，具有高精度测试能力，满量程误差小于±0.05%，能够达到每通道IOOHz并且具有硬件同步触发功能，可以实现多模块同时采集。附图说明图1为本技术的原理框图；图2为传感器模块原理框图；图3为压力传感器示意图。其中，1-电源模块，2-阀体模块，3-第一传感器模块、4-第二传感器模块、31-压力传感器，310-温度补偿电阻，5-数据采集模块，51-多路复用开关、52-信号调理模块、53-A/D转化模块、54-内部总线、55-EM9160处理器，551-网络适配器、56-逻辑选择器、57-外部硬件同步触发接口。具体实施方式以下结合附图对本技术做进一步详细描述，请参阅图1至图3。如图1所示，一种高精度数字压力测量装置，为了提高装置硬件的可以移植性和性价比，装置采用模块化设计，由电源模块1、阀体模块2，第一传感器模块3、第二传感器模块4以及数据采集模块5四部分组成。其中，所述第一传感器模块3、第二传感器模块4安装在阀体模块2内部，第一传感器模块3、第二传感器模块4和数据采集模块5分别设计有双排16针插针，采用16芯排线连接；电源模块I设计有插针单排5针插针采用5芯排线连接在数据采集模块5插针上。所述的阀体模块2提供压力信号通道，并将压力信号提供给第一传感器模块3、第二传感器模块4。如图2所示，第一传感器模块3、第二传感器模块4均含有8个压力传感器31 ;第一传感器模块3、第二传感器模块4均包括两个0P400芯片提供激励电流；第一传感器模块3、第二传感器模块4均包括两个MAX307芯片，其中一个MAX307芯片用于压力通道选择，MAX307芯片连接到一个AD620芯片用于差分输出及信号放大，另一个MAX307芯片用于温度通道选择，MAX307芯片连接到另一个AD620芯片用于差分输出；第一传感器模块3、第二传感器模块4将外部压力、温度信号经过信号调理在压力传感器31上产生随压力变化的电压信号或随温度变化的电压信号，MAX307芯片进行压力温度选择后，电压、温度信号经过高精度仪表放大器传送给数据采集模块5。其中，第一传感器模块3、第二传感器模块4集成了 8个压力传感器31，用于采集8路压力信号和8路温度信号，采集时每次只能采集一路信号，因此需要信号切换。由于本系统对传输信号的变化速度有较高要求，对信号的切换速度要求较高，故在，第一传感器模块3、第二传感器模块4上采用2块高精度、16通道/双8通道、高性能、CMOS模拟多路复用器MAX307，实现8路电压或温度信号的快速切换功能。另外，由于压力传感器31处理出来的压力信号比较小，只有几个mV或几十个mV，就需要放大，设计采用高精度仪表放大器AD620，将压力信号放大100倍。如图1所示，数据采集模块5包括多路复用开关51、信号调理模块52、A/D转化模块53、内部总线54、EM9160处理器55及逻辑选择器56 ；EM9160处理器55含有网络适配器551，采用以太网通信协议实现网络通信；第一传感器模块3、第二传感器模块4转化后的电压信号通过多路复用开关51进行选择，进入信号调理模块52进行信号调理，调理后的信号进入A/D转化模块53转化为数字信号，A/D转化模块53通过内部总线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高精度数字压力测量装置，其特征在于，由电源模块[1]、阀体模块[2]，第一传感器模块[3]、第二传感器模块[4]以及数据采集模块[5]四部分组成，其中，所述第一传感器模块[3]、第二传感器模块[4]安装在阀体模块[2]内部，传感器模块[3]、[4]分别采用16芯排线连接在数据采集模块[5]上；电源模块[1]采用5芯排线连接在数据采集模块[5]上；所述的阀体模块[2]提供压力信号通道，并将压力信号提供给第一传感器模块[3]、第二传感器模块[4]；第一传感器模块[3]、第二传感器模块[4]均含有8个压力传感器[31]；第一传感器模块[3]、第二传感器模块[4]均包括两个OP400芯片提供激励电流；第一传感器模块[3]、第二传感器模块[4]均包括两个MAX307芯片，其中一个MAX307芯片用于压力通道选择，MAX307芯片连接到一个AD620芯片用于差分输出及信号放大，另一个MAX307芯片用于温度通道选择，MAX307芯片连接到另一个AD620芯片用于差分输出；数据采集模块[5]包括多路复用开关[51]、信号调理模块[52]、A/D转化模块[53]、内部总线[54]、EM9160处理器[55]及逻辑选择器[56]；EM9160处理器[55]含有网络适配器[551]，采用以太网通信协议实现网络通信；第一传感器模块[3]、第二传感器模块[4]转化后的电压信号通过多路复用开关[51]进行温度、压力信号选择，进入信号调理模块[52]进行信号调理，调理后的信号进入A/D转化模块[53]转化为数字信号，A/D转化模块[53]通过内部总线SPI总线与EM9160处理器相连。...

【技术特征摘要】
1.一种高精度数字压力测量装置，其特征在于，由电源模块[I]、阀体模块[2]，第一传感器模块[3]、第二传感器模块[4]以及数据采集模块[5]四部分组成，其中，所述第一传感器模块[3]、第二传感器模块[4]安装在阀体模块[2]内部，传感器模块[3]、[4]分别采用16芯排线连接在数据采集模块[5]上；电源模块[I]采用5芯排线连接在数据采集模块[5]上； 所述的阀体模块[2]提供压力信号通道，并将压力信号提供给第一传感器模块[3]、第二传感器模块[4]； 第一传感器模块[3]、第二传感器模块[4]均含有8个压力传感器[31];第一传感器模块[3]、第二传感器模块[4]均包括两个0P400芯片提供激励电流；第一传感器模块[3]、第二传感器模块[4]均包括两个MAX307芯片，其中一个MAX307芯片用于压力通道选择，MAX307芯片连接到一个AD620芯片用于差分输出及信号放大，另一个MAX307芯片用于温度通道选择，MAX307芯片连接到另一个AD620芯片用于差分输出； 数据采集模块[5]包括多路复用开关[51]、信号调理模块[52]、A/D转化模块[53]、内部总线[54]、EM9160处理器[55]及逻辑选择器[56] ;EM9160处理器[55]含有网络适配器[551]，采用以太网通信协议实现网络通信；第一传感器模块[3]、第二传感器模块[4]转化后的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈洪敏，张光中，李仙丽，饶晓辉，
申请(专利权)人：中国燃气涡轮研究院，
类型：实用新型
国别省市：