专利名称：一种电阻真空计的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及低真空测量技术领域，具体地说涉及一种电阻真空计。
背景技术：
电阻真空计也称皮拉尼真空计，它基于一定条件下气体的热传导与压强的关系，利用加热中的热丝电阻的变化反映压强，是一种应用广泛的低真空测量仪器。目前此类真空计通常包括仪器和电阻真空规管，电阻真空规管中包含热丝。电阻真空规管必须与测量仪器匹配，仪器包括控制单元和指示单元，具体为测量电桥、信号调零调满度和放大、A/D转换、微处理器、显示驱动、压强显示、交直流转换电源等。规管与仪器通常为两个分离的结构单元，也称为规管和仪器主机，两者之间由电缆连接。目前市场上此类真空计主要是台式、柜式和仪表盘式。仪器主机机箱内装有除规管以外的全部电路，携带不便；另有一类为真空规管变送器，体积较小，主要是将规管和测量电桥、信号放大等局部电路装于一体，但本身不显示真空数值，须把信号再送显示仪器才能显示出数据。
实用新型内容针对上述现有技术，本实用新型的目的在于提供一种体积小、重量轻，具有直接显示真空数值，便于现场进行测量的产品，其旨在要解决现有电阻真空重量重、体积大，不方便携带以及须要把信号再送显示仪器才能显示的技术问题。本专利中电阻真空规管统一简称为电阻规管。为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案:一种电阻真空计，其特征在于，包括电阻规管加热及测量电路、缓冲匹配电路、信号检测与压强显示电路和直流供电电路，所述电阻规管加热及测量电路输出的电压信号经缓冲匹配电路处理后得到准确、稳定的电压信号，所述准确、稳定的电压信号送入信号检测与压强显示电路处理后显示。所述电阻规管加热及测量电路包括电桥电路、差分放大器和调整管；所述电桥电路由电阻规管和电阻构成，电阻规管为电桥电路的一臂；差分放大器与调整管形成反馈电路，这样所述反馈电路从电桥取得非平衡电压从而控制电桥的状态稳定，当电阻规管热丝电阻随压强变化时，则调整电压进一步使电阻规管热丝的温度和电阻保持恒定。所述缓冲匹配电路包括电压跟随器，电压跟随器串接在电阻规管加热及测量电路的输出端和模数转换器之间。所述信号检测与压强显示电路包括带模数转换器ADC的微处理芯片、多位动态显示LED数码管。作为本实用新型更进一步的改进，还包括调零电路，主要由按键和微处理芯片的端口连接构成，一次按键将实现触发调零。所述微处理芯片为ATMEGA8系列微处理器芯片。[0014]所述直流供电电路分别为电阻规管加热及测量电路、缓冲匹配电路、信号检测与压强显示电路供电，其包括电压反转器件、电容、稳压管和三端稳压器；所述电压反转器件与两个外接电容形成电荷泵，将输入的正电压转换成相应的负电压源；所述三端稳压器对降压的主电源稳压后，产生低压直流电压源。与现有技术相比，本实用新型的有益效果表现在:一、从电阻规管加热及测量电路取得的规管信号不用模拟电路调零，而是用数字信号调零，使得电路更简洁；二、对于信号检测、显示电路采用高度集成的单一芯片，硬件综合功能强且体积小，从A/D采样、数字调零、电压-压强数据转换到直接驱动LED数码管均由同一片实现，完成了同类仪器需用多个分离元件才能实现的功能；三、对仪器的供电方式作改变，也简化了电路板和体积，这样整个设备体积更小。
图1为本实用新型的结构原理框图；图2为电阻规管加热及测量电路原理图；图3-1至图3-4为缓冲匹配电路的不同实施方式原理图；图4为信号检测与压强显示电路原理图；图5为直流供电电路原理图；附图标记:110为电压跟随器。
具体实施方式
下面将结合附图及具体实施方式
对本实用新型作进一步的描述。一种电阻真空计，包括电阻规管加热及测量电路、缓冲匹配电路、信号检测与压强显示电路和直流供电电路，所述电阻规管加热及测量电路输出的电压信号经缓冲匹配电路处理后得到准确、稳定的电压信号，所述准确、稳定的电压信号送入信号检测与压强显示电路处理后显示。实施例一电阻规管加热及测量电路如图2所示，该电路中电阻R4、R5、电位器RP2串联，电阻R3与规管G串联，再把这两组串联的元件并联，形成电桥的四臂，电阻R4另一端与电阻R3—端连接作为电桥的顶端，规管G另一端与RPl另一端连接并与GND接地点相连；电阻R4、R5的连接端与R2的一端连接，R3与规管G的连接点同时与电阻Rl、R6的一端连接，R2的另一端连接运放ICl的反相输入端，Rl另一端连接ICl的同相输入端，ICl的输出端与三极管Ql的基极连接，Ql的发射极连接到电桥的顶端即R4、R3的连接点，三极管Ql的集电极连接到VCC(+12V)电源，Ql的集电极与发射极之间连接电阻R9 ;Vin端与缓冲匹配电路中的同名端相连。实施例二缓冲匹配电路缓冲匹配电路，包括电压跟随器110，电压跟随器由运放大器IC2A构成，运放大器的同相端为输入端Vin、反相端与运放输出端相连作为电压跟随器的输出端V0，输入端Vin、输出端VO分别与电阻规管加热及测量电路和信号检测与压强显示电路中的同名端相连。如图3所示，三个电阻分别记为:R6、R7、R8，一个电位器RP2，[0031]从Vin端连接电压跟随器110输入有如下两种连接方案:①输入端Vin经过电阻R6连接到电压跟随器110的输入(同相)端输入端Vin直接连接到跟随器110的输入(同相)端。从电压跟随器的输出端连接到输出端V0，输出端VO再连接到信号检测与压强显示电路中的微处理器芯片的ADC输入端，有几种连接方案:①电压跟随器110的输出端连接电阻R7的一端，R7的另一端连接电阻R8 —端和VO端，R8另一端接GND地；②电压跟随器110的输出端连接电阻R7的一端，R7的另一端连接电位器RP2，电位器的中端接到输出VO端，RP2另一端接GND地；③电压跟随器110的输出端接电阻R7的一端，R7另一端连接VO端；④电压跟随器110的输出端接到VO端；综上所述，从电桥或规管Vin端取得电压，通过电阻R6或直接接入电压跟随器110的输入端，电压跟随器110的输出端再直接或经电阻、电阻分压、电阻和电位器分压连接到VO端，接到微处理器芯片Ul的ADC输入端。实施例三信号检测与压强显示电路如图4所示，所述信号检测与压强显示电路的输入端VO与缓冲匹配电路中的同名端相连。该电路由ATMEGA8系列微处理器芯片U1，四位动态显示型数码管DS，调零按键ANl，三个电阻RlO、R11、Rl2、一个电容C7，一个指示灯DL构成。实施例四直流供电电路如图5所示，该电路由插座CZ、ICL7660A电压反转器件V2、10 μ F电容CllUOyF电容C12、电容EU Ε2、Ε3、C5、C6、二极管Dl、稳压管DZ2、LM7805或LM317三端稳压器Vl构成；直流供电电路中VCC端、-V端、+V端、GND端分别与电阻规管加热及测量电路、缓冲匹配电路、信号检测与压强显示电路中的同名端相连。LM7805或LM317三端稳压器Vl的输出端(+V)与GND地之间接电容C5，Vl输出端也与微处理器芯片Ul连接。
权利要求1.一种电阻真空计，其特征在于，包括电阻规管加热及测量电路、缓冲匹配电路、信号检测与压强显示电路和直流供电电路，所述电阻规管加热及测量电路输出的电压信号经缓冲匹配电路处理后得到准确、稳定的电压信号，所述准确、稳定的电压信号送入信号检测与压强显示电路处理后显示。
2.根据权利要求1所述的电阻真空计，其特征在于，所述电阻规管加热及测量电路包括电桥电路、差分放大器和调整管；所述电桥电路由电阻规管和电阻构成，电阻规管为电桥电路的一臂；差分放大器与调整管形成反馈电路。
3.根据权利要求1或2所述的电阻真空计，其特征在于，所述缓冲匹配电路包括电压跟随器，电压跟随器串接在电阻规管加热及测量电路的输出端和模数转换器之间。
4.根据权利要求3所述的电阻真空计，其特征在于，还包括调零电路，该调零电路主要由一个按键和微处理芯片的端口连接构成。
5.根据权利要求3所述的电阻真空计，其特征在于，所述信号检测与压强显示电路包括带模数转换器ADC的微处理芯片、多位动态显示LED数码管。
6.根据权利要求5所述的电阻真空计，其特征在于，所述微处理芯片为ATMEGA8系列微处理器芯片。
7.根据权利要求1所述的电阻真空计，其特征在于，所述直流供电电路分别为电阻规管加热及测量电路、缓冲匹配电路、信号检测与压强显示电路供电，其包括电压反转器件、电容、稳压管和三端稳压器；所述电压反转器件与两个外接电容形成电荷泵，将输入的正电压转换成相应的负电压源；所述三端稳压器对降压的主电源稳压后，产生低压直流电压源。
专利摘要本实用新型公开了一种电阻真空计，包括电阻规管加热及测量电路、缓冲匹配电路、信号检测与压强显示电路和直流供电电路，所述电阻规管加热及测量电路输出的电压信号经缓冲匹配电路处理后得到准确、稳定的电压信号，所述准确、稳定的电压信号送入信号检测与压强显示电路处理后显示。本实用新型电路结构简单、所用元器件少、电路板尺寸小、布线简洁、电路板加工成本及复杂度降低，因而生产方便；重量轻、便于手持且具有直接显示真空数值、使用方便；供电可以用电池或电源适配器。
文档编号G01L21/12GK203011621SQ201220656389
公开日2013年6月19日 申请日期2012年12月4日 优先权日2012年12月4日
发明者姚文利 申请人:姚文利, 张人琏