新型压力检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种检测装置，特别是一种用来检测压力的新型压力检测装置。
【背景技术】
[0002]压力测量对实时监测和安全生产具有重要的意义。在工业生产中，为了高效、安全生产，必须有效控制生产过程中的诸如压力、流量、温度等主要参数。由于压力控制在生产过程中起着决定性的安全作用，因此有必要准确测量压力。切削力，是指在切削过程中产生的作用在工件和刀具上的大小相等、方向相反的切削力。通俗的讲:在切削加工时，工件材料抵抗刀具切削时产生的阻力。机加工中，影响刀具的切削力因素包括1、机加设备自身的功率大小；2、所加工材料的种类；3、刀具的种类和刀片参数的不同。对同样的加工材料来讲，机加设备选择同样的功率大小，刀具的切削力反应的就是刀具的锋利与否，影响加工质量，需要有合理的装置进行监测。
[0003]中国发明专利CN 103029005A公开了一种实时监测机床切削力的装置，包括应变片，信号接收模块，控制单元，电源，显示装置；应变片贴在刀具的左右两侧，信号接收模块同时与应变片和控制单元连接，控制单元分别与电源和显示装置连接。此发明所述的实时监测机床切削力的装置，原理结构简单，实用安全，性能稳定，确保应用场合的安全，广泛适用于机床加工行业的刀具检测；但是此发明机床切削力检测不够精确。
【发明内容】
[0004]本发明需要解决的技术问题是提供一种准确性高，响应速度快的压力检测装置。
[0005]为解决上述的技术问题，本发明的新型压力检测装置包括用于检测压力的压力传感器，所述压力传感器与差模放大电路输入端连接，所述差模放大电路输出端与Α/D转换器输入端连接，所述Α/D转换器输出端与单片机连接。
[0006]进一步的，所述差模放大电路为二级级联差模放大电路。
[0007]更进一步的，所述二级级联差模放大电路为两个级联的差动放大器，所述一级差动放大器的正、负极输入端分别与压力传感器的正、负极输出端连接，所述一级差动放大器的输出端与二级差动放大器的输入端连接，所述二级差动放大器输出端与Α/D转换器输入端相连接。
[0008]更进一步的，所述两个差动放大器选自差动放大芯片LM324，所述芯片LM324的12号管脚通过电阻R4与电容C3的串联电路与压电传感器正极输出端连接，所述芯片LM324的13号管脚通过电阻R5与压电传感器负极输出端连接，所述电阻R4的两端分别通过电阻Rl和R2接地，所述芯片LM324的13号管脚通过电阻Rll与14号管脚连接；所述芯片LM324的14号管脚通过电阻R3与芯片LM324的3号管脚连接，所述芯片LM324的2号管脚与滑动变阻器R7滑动端连接，所述滑动变阻器R7的一端接地，所述所述芯片LM324的2号管脚通过电阻R12与芯片LM324的I号管脚相连接，所述芯片LM324的I号管脚为差模放大电路输出端。
[0009]进一步的，所述压力传感器为MD-PS002型压力传感器。
[0010]采用上述结构后，通过压电传感器检测压力，然后通过差模放大电路抑制信号中的共模电压，得到来自于差模电压的有效信号并将其放大；最后将差模信号通过Α/D转换器送入单片机中。由于抑制了压力传感器的共模成分，所以本发明的新型压力检测装置提高了压力检测的准确性，而且响应速度快。
【附图说明】
[0011]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0012]图1为本发明的电路结构框图。
[0013]图2为本发明压力传感器的封装示意图。
[0014]图3为本发明差模放大电路的电路原理示意图。
[0015]图4为本发明Α/D转换器与单片机的电路原理示意图。
[0016]图中:I为压力传感器，2为差模放大电路，3为Α/D转换器，4为单片机，5为压电传感信号正极输入端，6为压电信号负极输入端，7为差模放大电路输出端。
【具体实施方式】
[0017]如图1所示，本发明的新型压力检测装置包括用于检测压力的压力传感器1，所述压力传感器I与差模放大电路2输入端连接，所述差模放大电路2输出端与Α/D转换器3输入端连接，所述Α/D转换器3输出端与单片机4连接。通过压力传感器I检测压力并将其转换为电信号，因为压力传感器输出的较大共模电压，而有效的信号来源于差模信号，所以为了提高压力检测的准确性，并将差模信号放大为可以进行Α/D转换的信号，将压力传感器的输出信号通过差模放大电路2进行共模抑制并放大差模信号，最后将放大后的差模信号经过Α/D转换后送入单片机中，实现压力的检测。
[0018]本发明的压力传感器I采用MD-PS002型压力传感器，具有体积小，量程大等优点；MD-PS002型压力传感器的封装如图2所示，+IN和-1N为传感器提供恒流源或者是恒压源，可以是5V恒压源，或者是ImA的恒流源。-OUT和+OUT提供输出电压，150KP的压力传感器输出电压的范围是60-100mV。
[0019]进一步的，被测的非电量经传感器得到的电信号幅度很小，无法进行Α/D转换，必须对这些模拟电信号进行放大处理。因为传感器输出的较大共模电压，而有效的信号来源于差模信号。所以放大电路采用差模放大电路。为使电路简单便于调试，本发明采用二级运算放大器，所述差模放大电路为二级级联差模放大电路。
[0020]所述二级级联差模放大电路为两个级联的差动放大器，所述一级差动放大器的正、负极输入端分别与压力传感器的正、负极输出端连接，所述一级差动放大器的输出端与二级差动放大器的输入端连接，所述二级差动放大器输出端与Α/D转换器输入端相连接。
[0021]如图3所示，所述两个差动放大器选自差动放大芯片LM324，所述芯片LM324包括带有差动输入的四运算放大器，选择其中两个差动放大器，芯片LM324的管脚12、13和14为一级差动放大器，芯片LM324的管脚1、2和3为二级差动放大器。所述芯片LM324的12号管脚通过电阻R4与电容C3的串联电路与压电传感信号正极输入端5连接，压电传感信号正极输入端5与压电传感器+OUT连接，所述芯片LM324的13号管脚通过电阻R5与压电传感信号负极输入端6连接，所述压电传感信号负极输入端6与压电传感器-OUT连接，所述R4、R5阻值为10K，电容C3为0.47 μ F。所述电阻R4的两端分别通过电阻Rl和R2接地，所述电阻Rl阻值为1Μ，R2为100Κ。所述芯片LM324的13号管脚通过电阻Rll与14号管脚连接，Rll阻值为100Κ ;所述芯片LM324的14号管脚通过电阻R3与芯片LM324的3号管脚连接，所述芯片LM324的2号管脚与滑动变阻器R7滑动端连接，所述滑动变阻器R7的一端接地，所述电阻R3阻值为10K，R7为10K。所述所述芯片LM324的2号管脚通过电阻R12与芯片LM324的I号管脚相连接，所述电阻R12阻值为100K。所述芯片LM324的I号管脚为差模放大电路输出端7。这样通过二级级联差模放大电路后可以很好的抑制压电信号中的共模电压，放大压电信号中的差模电压约100倍。
[0022]如图4所示，所述差模放大电路输出端7与Α/D转换器输入端连接，这样Α/D转换器采用芯片ADC0804，所述差模放大电路输出端7与芯片ADC0804的6号管脚VIN+连接。本发明芯片的供电电压Vl为5V，所述芯片ADC0804的管脚CLKR和CLKIN通过电阻R13连接，所述电阻R13阻值为5K。所述芯片ADC0804的管脚CLKIN通过C8接地，所述电容C8为220PF。所述芯片ADC0804的管脚11-18与51单片机的输入端P1.0-P1.7连接，将Α/D转换器的输出信号送入单片机，实现压力的检测。
[0023]虽然以上描述了本发明的【具体实施方式】，但是本领域熟练技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对本实施方式作出多种变更或修改，而不背离本发明的原理和实质，本发明的保护范围仅由所附权利要求书限定。
【主权项】
1.一种新型压力检测装置，其特征在于:包括用于检测压力的压力传感器，所述压力传感器与差模放大电路输入端连接，所述差模放大电路输出端与Α/D转换器输入端连接，所述Α/D转换器输出端与单片机连接。2.按照权利要求1所述的一种新型压力检测装置，其特征在于:所述差模放大电路为二级级联差模放大电路。3.按照权利要求2所述的一种新型压力检测装置，其特征在于:所述二级级联差模放大电路为两个级联的差动放大器，所述一级差动放大器的正、负极输入端分别与压力传感器的正、负极输出端连接，所述一级差动放大器的输出端与二级差动放大器的输入端连接，所述二级差动放大器输出端与Α/D转换器输入端相连接。4.按照权利要求3所述的一种新型压力检测装置，其特征在于:所述两个差动放大器选自差动放大芯片LM324，所述芯片LM324的12号管脚通过电阻R4与电容C3的串联电路与压电传感器正极输出端连接，所述芯片LM324的13号管脚通过电阻R5与压电传感器负极输出端连接，所述电阻R4的两端分别通过电阻Rl和R2接地，所述芯片LM324的13号管脚通过电阻Rll与14号管脚连接；所述芯片LM324的14号管脚通过电阻R3与芯片LM324的3号管脚连接，所述芯片LM324的2号管脚与滑动变阻器R7滑动端连接，所述滑动变阻器R7的一端接地，所述所述芯片LM324的2号管脚通过电阻R12与芯片LM324的I号管脚相连接，所述芯片LM324的I号管脚为差模放大电路输出端。5.按照权利要求1所述的一种新型压力检测装置，其特征在于:所述压力传感器为MD-PS002型压力传感器。
【专利摘要】本发明涉及一种检测装置，特别是一种用来检测压力的新型压力检测装置，包括用于检测压力的压力传感器，所述压力传感器与差模放大电路输入端连接，所述差模放大电路输出端与A/D转换器输入端连接，所述A/D转换器输出端与单片机连接。采用上述结构后，通过压电传感器检测压力，然后通过差模放大电路抑制信号中的共模电压，得到来自于差模电压的有效信号并将其放大；最后将差模信号通过A/D转换器送入单片机中。由于抑制了压力传感器的共模成分，所以本发明的新型压力检测装置提高了压力检测的准确性，而且响应速度快。
【IPC分类】B23Q17/09
【公开号】CN105150028
【申请号】CN201510198614
【发明人】张萍
【申请人】张萍
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年4月24日