具备长距离传输和抗干扰功能的道路路基压力检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术具备长距离传输和抗干扰功能的道路路基压力检测装置，属于道路路基压力检测装置技术领域。所要解决的技术问题是：提供一种具备长距离传输和抗干扰功能的道路路基压力检测装置；解决该技术问题采用的技术方案为：包括中央控制器、恒流源驱动模块、差分电压放大模块、数据通信模块和电源供电模块；所述中央控制器的电源端与电源供电模块相连，中央控制器的信号输出端与差分电压放大模块相连，所述恒流源驱动模块与差分电压放大模块相连；所述中央控制器的信号输出端还连接有数据通信模块；所述中央控制器的信号输入端与压阻式传感器相连；本发明专利技术安装应用于道路路基压力检测场所。

Road subgrade pressure detection device with long distance transmission and anti-interference function

The invention has a road subgrade pressure detection device with long distance transmission and anti-interference function, which belongs to the technical field of the road subgrade pressure detection device. The technical problem to be solved is to provide a road subgrade pressure detection device includes a long distance transmission and anti interference function; to solve the technical problems by using the technical scheme that includes a central controller, a constant current source driver module, differential voltage amplifier module, data communication module and power supply module; the power supply center the controller is connected with the power supply module, signal output of the central controller end and the differential voltage amplifier module is connected to the constant current source drive module and the differential voltage amplifier module; the signal output end of the central controller is connected with the data communication module; the central controller is connected with the signal input end pressure piezoresistive sensor; the invention is applied to the installation of road subgrade pressure detection place.

【技术实现步骤摘要】
具备长距离传输和抗干扰功能的道路路基压力检测装置
本专利技术具备长距离传输和抗干扰功能的道路路基压力检测装置，属于道路路基压力检测装置

技术介绍
对公共道路结构的监控是确保公共道路安全运营的重要环节，其中对道路路基的压力检测是整个监控过程中重要一项，对道路路基的压力测量需要使用压力传感器，压阻式传感器是一种能把物理压力数值转变为电信号电压值并进行传输处理的装置；随着信息处理技术和计算机技术的高速发展，传感器作为各种控制系统的前端单元，越来越重要，以半导体材料的压阻效应为原理制成的半导体力敏传感器因具有体积小、性能高、廉价等优点得到了广泛应用，从民用领域的汽车和消费类电子到军用领域，压阻式传感器都在其中扮演着重要的角色。但是由于在实际工程项目中其利用散射技术形成的电桥阻值输出差分电压信号，放大后的差分电压信号在实际应用中传输距离有限，而且其传输速率较低且信号容易受到干扰，限制了该类器件准确度的提高和应用。随着压阻式传感器在各个领域应用的拓展与加深，提高自身性能的同时，应该保证压阻式传感器工作的精确性，必须对封装后的压阻式传感器进行电路改进；例如，压阻式传感器输出的电压差分信号放大后在传输时由于线路的阻值导致信号的衰减，而且实际信号传输中还会对信号产生干扰，必须采取措施对传感器进行有效的改进。
技术实现思路
本专利技术克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种具备长距离传输和抗干扰功能的道路路基压力检测装置；为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：具备长距离传输和抗干扰功能的道路路基压力检测装置，包括中央控制器、恒流源驱动模块、差分电压放大模块、数据通信模块和电源供电模块；所述中央控制器的电源端与电源供电模块相连，中央控制器的信号输出端与差分电压放大模块相连，所述恒流源驱动模块与差分电压放大模块相连；所述中央控制器的信号输出端还连接有数据通信模块；所述中央控制器的信号输入端与压阻式传感器相连；所述差分电压放大模块的电路结构为：所述差分电压放大模块使用的芯片为U1；所述芯片U1的1脚接地；控制芯片U1的2脚依次并接电阻R6的一端，电阻R10的一端，电阻R9的一端，电阻R5的一端后与电阻R4的一端相连；所述芯片U1的4脚依次并接电阻R6的另一端，电阻R10的另一端后与电阻R8的一端相连，所述电阻R9的另一端依次并接电阻R5的另一端，电阻R7的一端后与芯片U1的5脚相连，所述电阻R8的另一端依次串接电阻R1，电阻R3后与电阻R7的另一端相连；所述芯片U1的3脚依次并接电阻R2的一端，电阻R4的另一端，电阻R13的一端，电容C3的一端后与电阻R1和电阻R3之间的连线相连，所述电阻R2的另一端接地；所述芯片U1的6脚并接电阻R13的另一端后与电阻R12的一端相连；所述芯片U1的7脚并接电容C2的一端后与三极管Q1的基极相连，所述电容C2的另一端并接三极管Q1的集电极，电阻R12的另一端后与电容C3的另一端相连；所述芯片U1的8脚并接电容C1的一端后与电阻R11的一端相连，所述电容C1的另一端接地，所述电阻R11的另一端并接三极管Q1的发射极后与中央控制器的信号输出端相连。所述数据通信模块的电路结构为：所述数据通信模块使用的芯片为U2；所述芯片U2的1脚，2脚，3脚，4脚均与中央控制器的信号输出端相连；所述芯片U2的5脚接地；所述芯片U2的6脚依次并接电阻R15的一端，电阻R14的一端后与通信模块的信号输出端相连；所述芯片U2的7脚依次并接电阻R15的另一端，电阻R16的一端后与通信模块的信号输出端相连；所述芯片U2的8脚并接电阻R14的另一端后与电容C12的一端相连，所述电容C12的另一端并接电阻R16的另一端后接地。所述电源供电模块的电路结构为：所述电源供电模块使用的芯片为U3和U4；所述电源正极串接开关S1后依次并接有极电容C4的正极，有极电容C11的正极后与芯片U3的输入端相连，所述芯片U3的输出端依次并接有极电容C5的正极，有极电容C6的正极，有极电容C7的正极，有极电容C8的正极后与芯片U4的输入端相连；所述电源负极依次并接有极电容C4的负极，有极电容C11的负极，芯片U3的接地端，有极电容C5的负极，有极电容C6的负极后接地；所述芯片U4的输出端依次并接有极电容C9的正极和有极电容C10的正极后与中央控制器的电源端相连，所述有极电容C7的负极依次并接有极电容C8的负极，芯片U4的接地端，有极电容C9的负极，有极电容C10的负极后接地。所述中央控制器还连接有掉电保护模块。所述数据通信模块的信号输出端与监控中心计算机相连。所述数据通信模块为RS485通信模块。所述中央控制器使用的芯片型号为STM32C8T6。本专利技术与现有技术相比具有的有益效果是：本专利技术通过使用专用处理器芯片，在压阻式传感器的外围电路进行改进，通过设置恒流源放大电路与差分信号电压放大电路，可将传感器采集到的信号进行放大，使用的中央控制器内置模数转换电路，对采集数据进行处理后传输至通信模块，数据在电路中的传输过程使用的接口电路接口电平低，数据传输速度快，抗干扰能力强，可有效提高压阻数据的传输效率。附图说明下面结合附图对本专利技术做进一步说明：图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术差分电压放大模块的电路结构示意图；图3为本专利技术数据通信模块的电路结构示意图；图4为本专利技术电源供电模块的电路结构结构图；图中：1为中央控制器、2为恒流源驱动模块、3为差分电压放大模块、4为数据通信模块、5为电源供电模块、6为压阻式传感器、7为掉电保护模块、8为监控中心计算机。具体实施方式如图1所述，本专利技术具备长距离传输和抗干扰功能的道路路基压力检测装置，包括中央控制器1、恒流源驱动模块2、差分电压放大模块3、数据通信模块4和电源供电模块5；所述中央控制器1的电源端与电源供电模块5相连，中央控制器1的信号输出端与差分电压放大模块3相连，所述恒流源驱动模块2与差分电压放大模块3相连；所述中央控制器1的信号输出端还连接有数据通信模块4；所述中央控制器1的信号输入端与压阻式传感器6相连；所述差分电压放大模块3的电路结构为：所述差分电压放大模块3使用的芯片为U1；所述芯片U1的1脚接地；控制芯片U1的2脚依次并接电阻R6的一端，电阻R10的一端，电阻R9的一端，电阻R5的一端后与电阻R4的一端相连；所述芯片U1的4脚依次并接电阻R6的另一端，电阻R10的另一端后与电阻R8的一端相连，所述电阻R9的另一端依次并接电阻R5的另一端，电阻R7的一端后与芯片U1的5脚相连，所述电阻R8的另一端依次串接电阻R1，电阻R3后与电阻R7的另一端相连；所述芯片U1的3脚依次并接电阻R2的一端，电阻R4的另一端，电阻R13的一端，电容C3的一端后与电阻R1和电阻R3之间的连线相连，所述电阻R2的另一端接地；所述芯片U1的6脚并接电阻R13的另一端后与电阻R12的一端相连；所述芯片U1的7脚并接电容C2的一端后与三极管Q1的基极相连，所述电容C2的另一端并接三极管Q1的集电极，电阻R12的另一端后与电容C3的另一端相连；所述芯片U1的8脚并接电容C1的一端后与电阻R11的一端相连，所述电容C1的另一端接地，所述电阻R11的另一端并接三极管Q1的发射极后与中央控制器1的信号输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
具备长距离传输和抗干扰功能的道路路基压力检测装置，其特征在于：包括中央控制器（1）、恒流源驱动模块（2）、差分电压放大模块（3）、数据通信模块（4）和电源供电模块（5）；所述中央控制器（1）的电源端与电源供电模块（5）相连，中央控制器（1）的信号输出端与差分电压放大模块（3）相连，所述恒流源驱动模块（2）与差分电压放大模块（3）相连；所述中央控制器（1）的信号输出端还连接有数据通信模块（4）；所述中央控制器（1）的信号输入端与压阻式传感器（6）相连；所述差分电压放大模块（3）的电路结构为：所述差分电压放大模块（3）使用的芯片为U1；所述芯片U1的1脚接地；控制芯片U1的2脚依次并接电阻R6的一端，电阻R10的一端，电阻R9的一端，电阻R5的一端后与电阻R4的一端相连；所述芯片U1的4脚依次并接电阻R6的另一端，电阻R10的另一端后与电阻R8的一端相连，所述电阻R9的另一端依次并接电阻R5的另一端，电阻R7的一端后与芯片U1的5脚相连，所述电阻R8的另一端依次串接电阻R1，电阻R3后与电阻R7的另一端相连；所述芯片U1的3脚依次并接电阻R2的一端，电阻R4的另一端，电阻R13的一端，电容C3的一端后与电阻R1和电阻R3之间的连线相连，所述电阻R2的另一端接地；所述芯片U1的6脚并接电阻R13的另一端后与电阻R12的一端相连；所述芯片U1的7脚并接电容C2的一端后与三极管Q1的基极相连，所述电容C2的另一端并接三极管Q1的集电极，电阻R12的另一端后与电容C3的另一端相连；所述芯片U1的8脚并接电容C1的一端后与电阻R11的一端相连，所述电容C1的另一端接地，所述电阻R11的另一端并接三极管Q1的发射极后与中央控制器（1）的信号输出端相连。...

【技术特征摘要】
1.具备长距离传输和抗干扰功能的道路路基压力检测装置，其特征在于：包括中央控制器（1）、恒流源驱动模块（2）、差分电压放大模块（3）、数据通信模块（4）和电源供电模块（5）；所述中央控制器（1）的电源端与电源供电模块（5）相连，中央控制器（1）的信号输出端与差分电压放大模块（3）相连，所述恒流源驱动模块（2）与差分电压放大模块（3）相连；所述中央控制器（1）的信号输出端还连接有数据通信模块（4）；所述中央控制器（1）的信号输入端与压阻式传感器（6）相连；所述差分电压放大模块（3）的电路结构为：所述差分电压放大模块（3）使用的芯片为U1；所述芯片U1的1脚接地；控制芯片U1的2脚依次并接电阻R6的一端，电阻R10的一端，电阻R9的一端，电阻R5的一端后与电阻R4的一端相连；所述芯片U1的4脚依次并接电阻R6的另一端，电阻R10的另一端后与电阻R8的一端相连，所述电阻R9的另一端依次并接电阻R5的另一端，电阻R7的一端后与芯片U1的5脚相连，所述电阻R8的另一端依次串接电阻R1，电阻R3后与电阻R7的另一端相连；所述芯片U1的3脚依次并接电阻R2的一端，电阻R4的另一端，电阻R13的一端，电容C3的一端后与电阻R1和电阻R3之间的连线相连，所述电阻R2的另一端接地；所述芯片U1的6脚并接电阻R13的另一端后与电阻R12的一端相连；所述芯片U1的7脚并接电容C2的一端后与三极管Q1的基极相连，所述电容C2的另一端并接三极管Q1的集电极，电阻R12的另一端后与电容C3的另一端相连；所述芯片U1的8脚并接电容C1的一端后与电阻R11的一端相连，所述电容C1的另一端接地，所述电阻R11的另一端并接三极管Q1的发射极后与中央控制器（1）的信号输出端相连。2.根据权利要求1所述的具备长距离传输和抗干扰功能的道路路基压力检测装置，其特征在于：所述数据通信模块（4）的电路结构为：所述数据通信模块（4）使用的芯片为U2；所述芯片U2的1脚，2脚，3脚，4脚均与...

【专利技术属性】
技术研发人员：桑胜波，李翔，袁仲云，程永强，张博，郝润芳，菅傲群，段倩倩，冀健龙，张强，禚凯，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西,14