本实用新型专利技术的测量真空度的传感器，所述传感器的壳体内设有传感器模块、信号采集调理模块、MCU控制模块以及数字通讯编码模块，所述传感器模块与信号采集调理模块通信连接，所述MCU控制模块与信号采集调理模块通信连接，所述数字通讯编码模块与MCU控制模块通信连接，壳体外设有连接器。有益效果：该传感器实现了对低温液体储罐真空介质的直读式测量，该传感器利用已有集成IC芯片，采用模块化设计思路，电路结构设计简单可靠，产品易于批量生产。
A sensor for measuring vacuum degree
【技术实现步骤摘要】
一种测量真空度的传感器
本技术涉及传感器领域，尤其涉及一种测量真空度的传感器。
技术介绍
真空度传感器是真空科学研究与真空测试技术中的重要器件，以皮拉尼原理为基础的传感器模块广泛用于105Pa～10-1pa的粗真空的测量。它包含暴露于被测气体环境之中的加热体，它被流经的电流所加热，被周围的气体散热所冷却。如果气压降低，气体散热减少，因此在加热电流恒定的情况下，加热体的温度就会上升，反之亦然。加热元件(即测量电阻)是由一个置于一张隔热膜上的铂薄膜电阻构成。隔热膜悬覆在一个微加工的25祄深空腔上，空腔底部表面与隔热膜平行，以确保精密测量传热率。由于被测气体体积极小(即空腔容积小)，能够提供超低的功耗和快速的响应时间。产品广泛用于分析仪器、在任何封闭系统进行真空泄漏检测设备、半导体设备、便携式真空计设备等，但目前的产品设计较为复杂，及程度较低，生产成本较高。
技术实现思路
为了实现上述
技术介绍
的不足，本技术的目的在于提供一种测量真空度的传感器，具体由以下技术方案实现：所述测量真空度的传感器的壳体内设有传感器模块、信号采集调理模块、MCU控制模块以及数字通讯编码模块，所述传感器模块与信号采集调理模块通信连接，所述MCU控制模块与信号采集调理模块通信连接，所述数字通讯编码模块与MCU控制模块通信连接，壳体外设有连接器。所述测量真空度的传感器的进一步设计在于，所述不锈钢防护壳体由静压真空度头和圆柱型外壳连接组成。所述测量真空度的传感器的进一步设计在于，所述连接器是通过航插电缆实现传感器与用户后台仪表的电气对接。所述测量真空度的传感器的进一步设计在于，所述传感器模块包含有静真空度压力传感器。所述测量真空度的传感器的进一步设计在于，所述信号采集调理模块单独作用于静真空压力信号放大，信号采集调理模块采用UART输出，数据格式采用ASCII的9位数据格式，工作电平3.3VTTL电平，数据调制速率为9600。所述测量真空度的传感器的进一步设计在于，所述信号调理模块是由恒电流驱动电路、检测补偿电路、数字UART转换电路组成，所述检测补偿电路、数字UART转换电路分别与恒电流驱动电路连接；所述恒电流驱动电路包括微热板电阻、参考电阻以及运算放大器，所述微热板电阻的一端与运算放大器的反向输入端连接，另一端与运算放大器的输出端连接，所述参考电阻的一端与运算放大器的反向输入端连接，另一端接地。所述测量真空度的传感器的进一步设计在于，9位数据格式中采用8个数据位与1个停止位。所述测量真空度的传感器的进一步设计在于，所述数字通讯编码模块基于RS485协议。所述测量真空度的传感器的进一步设计在于，所述MCU控制模块采用STC15W4K48S4芯片。本技术的优点如下：本技术的测量真空度的传感器实现了对低温液体储罐真空介质的直读式测量，该传感器利用已有集成IC芯片，采用模块化设计思路，电路结构设计简单可靠，产品易于批量生产。附图说明图1是测量真空度的传感器的组成框图。图2是测量真空度的传感器的外形示意图。图3是测量真空度的传感器的信号采集调理模块电路中的恒电流驱动电路。图4是测量真空度的传感器的MCU控制电路。图5是测量真空度的传感器的数字通讯编码模块示意图。具体实施方式以下结合附图，对本技术的技术方案进行详细说明。如图1，本实施例的用于低温液体储罐高真空度保持测量的传感器，包括传感器模块、信号采集调理模块、MCU控制模块以及数字通讯编码模块。传感器的外部为不锈钢防护壳体，对外输出通过连接器交互信息(RS485)。本实施例的传感器模块外形微小，同时又具有超低功耗，长寿命，低现场维护，和低成本的优点。加热元件(即测量电阻)是由一个置于一张隔热膜上的铂薄膜电阻构成。隔热膜悬覆在一个微加工的25祄深空腔上，空腔底部表面与隔热膜平行，以确保精密测量传热率。由于被测气体体积极小(即空腔容积小)，能够提供超低的功耗和快速的响应时间。本实施例中的信号调理模块是由恒电流驱动电路、检测补偿电路、数字UART转换电路组成，其中R1为微热板电阻，R2为制作在衬底上的参考电阻，Vref为参考电压，Vout为输出电压。当Vref为恒定值时，根据运算放大器的虚短原理，流经R2的电流为恒定值，又根据运算放大器虚断原理，流经R1的电流为恒定值，这样实现了流经微热板的电流为恒值的要求。检测补偿电路是电阻R1和R2通过MEMS微加工技术，置于同一硅基底上，具有同样的温度系数，当腔体温度发生变化时，对两者的影响一致，因此，进行了补偿对Vout的结果不产生温度影响。数字UART转换电路是将采集电压用数字化方法转换为UART输出，ASCII格式，3.3VTTL电平，波特率9600，8数据位，1停止位，无奇偶校验位。进一步的，本实施例的传感器采用的MCU模块为建立信号采集调理模块和数字通讯模块的信息传递，实现解码、整理、编码的过程。具体实施是：MCU选用STC15W4K48S4芯片，采用LQFP32封装形式，具备体积小，功能强，便于使用的特点。本实施例的述数字通讯编码模块作用于ModBus通讯协议(RS485)，建立和后台仪表的信息交互。具体实施是：数字通讯选用金升阳专用模块，TTL串口通讯方式，通过ModBus通讯协议来提高传感器的通用兼容能力，特别适合于安捷汇后台设备的读取。本实施例的用于低温液体储罐高真空度保持测量的传感器实现了对低温液体储罐真空介质的直读式测量，该装置利用已有集成IC芯片，采用模块化设计思路，电路结构设计简单可靠，产品易于批量生产。以上所述，仅为本技术较佳的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本技术揭露的技术范围内，根据本技术的技术方案及其技术构思加以等同替换或改变，都涵盖在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种测量真空度的传感器，其特征在于所述传感器的壳体内设有传感器模块、信号采集调理模块、MCU控制模块以及数字通讯编码模块，所述传感器模块与信号采集调理模块通信连接，所述MCU控制模块与信号采集调理模块通信连接，所述数字通讯编码模块与MCU控制模块通信连接，壳体外设有连接器。
【技术特征摘要】
1.一种测量真空度的传感器，其特征在于所述传感器的壳体内设有传感器模块、信号采集调理模块、MCU控制模块以及数字通讯编码模块，所述传感器模块与信号采集调理模块通信连接，所述MCU控制模块与信号采集调理模块通信连接，所述数字通讯编码模块与MCU控制模块通信连接，壳体外设有连接器。2.根据权利要求1所述的测量真空度的传感器，其特征在于所述壳体由静压真空度头和圆柱型外壳连接组成。3.根据权利要求1所述的测量真空度的传感器，其特征在于所述连接器是通过航插电缆实现传感器与用户后台仪表的电气对接。4.根据权利要求1所述的测量真空度的传感器，其特征在于所述传感器模块包含有静真空度压力传感器。5.根据权利要求1所述的测量真空度的传感器，其特征在于所述信号采集调理模块单独作用于静真空压力信号放大，信号采集调理模块采用UART输出，数据格式采用ASCII的9位...
【专利技术属性】
技术研发人员：王耀，
申请(专利权)人：南京高华科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32
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