电容式薄膜真空计检测装置、真空计及检测方法与流程

1.本发明涉及真空计量技术领域，尤其涉及一种电容式薄膜真空计检测装置、真空计及检测方法。


背景技术：

2.真空计主要用于测量绝对气体压强的大小。根据测量原理不同，其种类也是多种多样，如利用带电粒子效应的热阴极电离规、利用气体动力学效应的热电偶规以及利用力学性能的博尔登规、薄膜规等。随着经济的迅速发展，不同领域对真空计的性能、体积及智能化水平要求越来越高。电容式薄膜真空计稳定性和灵敏度好，测量精度高，近些年在军工、半导体、以及核工业领域应用广泛。
3.电容式薄膜真空计的工作原理是弹性薄膜因压强变化而偏移，从而反映为电容量的变化，目前气压的检测方式大多数采用模拟的方式实现，包括电容检测、标定以及补偿，然后输出模拟电压，电压的大小代表了量程范围内气体压强的大小。现有的电容式薄膜真空计检测装置中，通常采用模拟驱动方式，如基于lc或rc振荡电路的驱动方式，虽灵敏度高，但检测装置的线性度较差，信号处理的复杂程度高，且电路设计较为复杂。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的问题，本发明提供一种电容式薄膜真空计检测装置、真空计及检测方法。
5.本发明提供一种电容式薄膜真空计检测装置，包括：
6.载波生成单元、信号采集单元、第一定时器和处理单元；
7.所述载波生成单元用于根据配置的数字信号生成载波信号，并将所述载波信号传输至真空计的电极；
8.所述信号采集单元用于采集所述真空计的调制信号，并对所述调制信号进行模数转换后传输至所述处理单元；其中，所述调制信号是将所述真空计的电极的输出信号调制到所述载波信号得到的；
9.所述第一定时器用于触发所述载波生成单元和所述信号采集单元同步进行信号的传输；
10.所述处理单元用于对模数转换后的所述调制信号进行信号处理，得到所述真空计的气压检测结果。
11.根据本发明提供的电容式薄膜真空计检测装置，所述载波生成单元包括第二定时器、第三定时器、第一寄存器、第一dma和数模转换装置；
12.所述第一寄存器用于存储所述数字信号；
13.所述第二定时器用于在所述第一定时器的触发下输出第一时序信号至所述数模转换装置；
14.所述第三定时器用于在所述第一定时器的触发下生成第一更新事件；
15.所述第一dma用于在所述第一更新事件的触发下将所述第一寄存器中存储的所述数字信号传输至所述数模转换装置；
16.所述数模转换装置用于对所述数字信号进行数模转换，生成所述载波信号，并根据所述第一时序信号将所述载波信号传输至所述真空计的电极。
17.根据本发明提供的电容式薄膜真空计检测装置，所述载波生成单元还包括第二寄存器和采样单元；
18.所述第二寄存器用于存储预设长度的源数据；
19.所述采样单元用于根据预设步长对所述源数据进行采样，得到采样信号；还用于基于所述采样信号确定所述数字信号，并将所述数字信号存储至所述第一寄存器。
20.根据本发明提供的电容式薄膜真空计检测装置，所述数字信号是基于所述第一dma的半中断周期配置到所述第一寄存器的。
21.根据本发明提供的电容式薄膜真空计检测装置，所述信号采集单元包括第四定时器、第五定时器、第二dma和模数转换装置；
22.所述第四定时器用于在所述第一定时器的触发下输出第二时序信号至所述模数转换装置；
23.所述第五定时器用于在所述第一定时器的触发下生成第二更新事件；
24.所述模数转换装置用于根据所述第二时序信号采集所述真空计的调制信号，并对所述调制信号进行模数转换；
25.所述第二dma用于在所述第二更新事件的触发下将模数转换后的所述调制信号传输至所述处理单元。
26.根据本发明提供的电容式薄膜真空计检测装置，模数转换后的所述调制信号是基于所述第二dma的半中断周期传输至所述处理单元的。
27.根据本发明提供的电容式薄膜真空计检测装置，所述处理单元具体用于：
28.基于所述第二dma的半中断周期，采用批处理的方法对模数转换后的所述调制信号进行信号处理。
29.根据本发明提供的电容式薄膜真空计检测装置，所述处理单元包括依次连接的高通滤波器、解调器、第一低通滤波器、运算器和至少一个第二低通滤波器；
30.所述高通滤波器用于对模数转换后的所述调制信号进行高通滤波，得到模数转换后的各所述调制信号对应的第一处理结果；
31.所述解调器用于对各所述第一处理结果进行解调处理，得到模数转换后的各所述调制信号对应的第二处理结果；
32.所述第一低通滤波器用于基于第一预设频率对各所述第二处理结果进行低通滤波，得到模数转换后的各所述调制信号对应的第三处理结果；
33.所述运算器用于对各所述第三处理结果求均值；
34.所述第二低通滤波器用于基于第二预设频率对所述均值进行低通滤波，得到所述真空计的气压检测结果；其中，所述第一预设频率大于所述第二预设频率。
35.本发明还提供一种真空计，包括如上述任一种所述的电容式薄膜真空计检测装置。
36.本发明还提供一种电容式薄膜真空计检测方法，包括：
37.根据配置的数字信号生成载波信号，并将所述载波信号传输至真空计的电极；同时，采集所述真空计的调制信号，并对所述调制信号进行模数转换；其中，所述调制信号是将所述真空计的电极的输出信号调制到所述载波信号得到的；
38.对模数转换后的所述调制信号进行信号处理，得到所述真空计的气压检测结果。
39.本发明提供的电容式薄膜真空计检测装置、真空计及检测方法，通过第一定时器对载波生成单元和信号采集单元进行硬件同步，并通过载波生成单元根据配置的数字信号生成载波信号，通过信号采集单元采集真空计的调制信号以及对调制信号进行模数转换，通过处理单元对模数转换后的调制信号进行信号处理，从而采用数字驱动的方式获取真空计的气压检测结果，有效保证了检测装置的线性度，且信号处理过程更为简单，无需复杂的电路。
附图说明
40.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
41.图1是本发明提供的电容式薄膜真空计检测装置的结构示意图；
42.图2是本发明提供的载波生成单元的结构示意图之一；
43.图3是本发明提供的载波生成单元的结构示意图之二；
44.图4是本发明提供的信号采集单元的结构示意图；
45.图5是本发明提供的处理单元的结构示意图；
46.图6是本发明提供的电容式薄膜真空计检测装置的驱动逻辑示意图；
47.图7是本发明提供的真空计稳定性测试结果示意图；
48.图8是本发明提供的测试规与标准规的标度因数对比示意图；
49.图9是本发明提供的测试规的线性度误差示意图；
50.图10是本发明提供的真空计在极限真空状态下对应的气压输出示意图；
51.图11是本发明提供的真空计在0.02torr状态下对应的气压输出示意图；
52.图12是本发明提供的电容式薄膜真空计检测方法的流程示意图。
具体实施方式
53.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
54.下面结合图1-图9描述本发明的电容式薄膜真空计检测装置。如图1所示，本发明电容式薄膜真空计检测装置包括：
55.载波生成单元110、信号采集单元120、第一定时器130和处理单元140；
56.所述载波生成单元110用于根据配置的数字信号生成载波信号，并将所述载波信号传输至真空计的电极；
57.所述信号采集单元120用于采集所述真空计的调制信号，并对所述调制信号进行模数转换后传输至所述处理单元140；其中，所述调制信号是将所述真空计的电极的输出信号调制到所述载波信号得到的；
58.所述第一定时器130用于触发所述载波生成单元110和所述信号采集单元120同步进行信号的传输；
59.所述处理单元140用于对模数转换后的所述调制信号进行信号处理，得到所述真空计的气压检测结果。
60.具体地，电容式薄膜真空计检测装置可以采用进行数字信号处理的控制器来实现，如arm控制器，还可以根据精度需求在进行数字信号处理的控制器上外挂其他器件，以得到电容式薄膜真空计检测装置。
61.电容式薄膜真空计检测装置包括载波生成单元110、信号采集单元120、第一定时器130和处理单元140。
62.载波生成单元110用于根据配置的数字信号生成载波信号，并将载波信号传输至真空计的电极上，其中，真空计的电极包括内环电极和外环电极，用于输出电容值，从而能够通过载波信号对真空计的内环电极和外环电极输出的电容值进行调制。载波信号的具体类型可以根据实际需求进行设定，例如，可以为正弦波信号。数字信号的配置方式可以根据实际需求进行设定，例如，可以直接根据载波信号的需求频率和需求幅值进行配置，也可以从预先存储的数组中进行数据采样，以满足载波信号的需求频率，并对采样后的数据进行增益处理，以满足载波信号的需求幅值，从而完成数字信号的配置。
63.信号采集单元120用于采集真空计的调制信号，由于调制信号为模拟信号，因此，信号采集单元120还对调制信号进行模数转换。调制信号是将真空计的电极的输出信号调制到载波信号得到的，例如，可以将真空计的电极依次连接运算放大器和求差模块，以通过差分调制的方式将真空计的电极的输出信号调制到载波信号，信号采集单元120与求差模块的输出端连接，以采集求差模块输出的调制信号。
64.第一定时器130分别与载波生成单元110和信号采集单元120连接，用于触发载波生成单元110和信号采集单元120同步进行信号的传输，以保证载波生成单元110和信号采集单元120的硬件同步。
65.处理单元140用于对模数转换后的调制信号进行信号处理，从而得到真空计的气压检测结果。进行信号处理的具体方式可以根据实际需求进行设定，例如，可以进行滤波处理和解调处理。其中，通过对模数转换后的调制信号进行滤波处理和解调处理后得到的是气压的等效数字量变化，再通过标准规以及测试系统的标定测试，即可得到数字量和数字气压值以及数字量与模拟电压输出值的关系，信号处理过程简单。数字气压值可以通过串口或数显设备输出，模拟电压可以通过高精度的dac(digital to analog converter，数模转换器)输出，不仅能够实现常规的模拟输出，还可以实现数字输出，显示更加直观，能够满足不同客户的需求。另外，通过数字驱动的方式获取真空计的气压检测结果，使得控制过程以及调零更为简单方便。
66.本发明实施例通过第一定时器对载波生成单元和信号采集单元进行硬件同步，并通过载波生成单元根据配置的数字信号生成载波信号，通过信号采集单元采集真空计的调制信号以及对调制信号进行模数转换，通过处理单元对模数转换后的调制信号进行信号处
理，从而采用数字驱动的方式获取真空计的气压检测结果，有效保证了检测装置的线性度，且信号处理过程更为简单，无需复杂的电路。
67.基于上述任一实施例，所述载波生成单元110包括第二定时器210、第三定时器220、第一寄存器230、第一dma240和数模转换装置250，如图2所示；
68.所述第一寄存器230用于存储所述数字信号；
69.所述第二定时器210用于在所述第一定时器130的触发下输出第一时序信号至所述数模转换装置250；
70.所述第三定时器220用于在所述第一定时器130的触发下生成第一更新事件；
71.所述第一dma240用于在所述第一更新事件的触发下将所述第一寄存器230中存储的所述数字信号传输至所述数模转换装置250；
72.所述数模转换装置250用于对所述数字信号进行数模转换，生成所述载波信号，并根据所述第一时序信号将所述载波信号传输至所述真空计的电极。
73.具体地，第一寄存器230用于存储数字信号，即，将配置的数字信号存储在第一寄存器230中，数字信号配置完成之后，通过第一dma(direct memory access，直接存储器访问)240将配置的数字信号搬运至数模转换装置250。
74.第二定时器210和第三定时器220均与第一定时器130连接，通过第一定时器130同时对第二定时器210和第三定时器220进行触发，例如，可以采用arm控制器中的itr0(internal trigger，内部触发器)对第二定时器210和第三定时器220进行同步触发。第二定时器210用于在第一定时器130的触发下输出一路第一时序信号至数模转换装置250，第一时序信号即为数模转换装置250的片选信号。第一时序信号可以为pwm(pulse width modulation，脉冲宽度调制)波。
75.第三定时器220用于在第一定时器130的触发下生成第一更新事件，第一dma240在第一更新事件的触发下将第一寄存器230中存储的数字信号搬运至数模转换装置250。第一dma240可以采用连续模式实现数模转换装置250载波信号的输出，以保证较高的更新率。
76.数模转换装置250可以为arm控制器内部的dac，也可以为外挂dac，具体可以根据精度需求进行设定。在数模转换装置250采用外挂dac时，外挂dac可以采用spi(serial peripheral interface，串行外围设备接口)通信方式与arm控制器进行数据传输。通过第一dma240将第一寄存器230中存储的数字信号搬运至arm控制器的第一spi接口，并通过第一spi接口将数字信号传输至外挂dac。另外，为保证外挂dac的手册要求，可以对第一spi接口的参数进行设置，例如，可以对第一spi接口进行如下设置：主模式、全双工、字长8bit、时钟频率10mhz。第一时序信号pwm波的周期可以设置为312.5khz，因此，数模转换装置250在一个周期内可以发送4byte数据。又由于通过第三定时器220生成的第一更新事件触发第一dma240将数字信号搬运至数模转换装置250，因此，可以将第三定时器220的更新中断周期设置为800ns。为满足数模转换装置250的时序要求，可以对第一时序信号pwm波的占空比进行调增，例如，可以将占空比调整为81.1％，以保证数据的可靠传输。
77.基于上述任一实施例，所述载波生成单元110还包括第二寄存器310和采样单元320，如图3所示；
78.所述第二寄存器310用于存储预设长度的源数据；
79.所述采样单元320用于根据预设步长对所述源数据进行采样，得到采样信号；还用
于基于所述采样信号确定所述数字信号，并将所述数字信号存储至所述第一寄存器230。
80.具体地，载波生成单元110还包括第二寄存器310和采样单元320，第二寄存器310用于存储预设长度的源数据，源数据可以根据载波信号的类型进行设定，例如，源数据可以是一个预设长度的正弦波，预设长度也可以根据精度需求进行设定，例如，预设长度可以为3600，即，将正弦波分成3600个点。采样单元320根据预设步长对源数据进行采样，得到采样信号；预设步长可以根据载波信号的需求频率进行设定，需求频率越高，预设步长越大，例如，生成频率为12khz的正弦波载波信号时，预设步长可以设置为13.824
°
，即，一个正弦波周期为360
°
，每间隔13.824
°
取一个数据，并存储到第一寄存器230。
81.得到采样信号后，还可以根据载波信号的需求幅值对采样信号进行增益处理，将增益处理后的载波信号作为数字信号存储到第一寄存器230。
82.本发明实施例通过第二寄存器存储预设长度的源数据，并通过采样单元根据预设步长对源数据进行采样，以及基于采样信号确定数字信号，能够生成不同频率以及不同幅值的载波信号，提高了电容式薄膜真空计检测装置的使用灵活性，且结构简单。
83.基于上述任一实施例，所述数字信号是基于所述第一dma240的半中断周期配置到所述第一寄存器230的。
84.具体地，第一dma240的中断周期与每次被第三定时器220的第一更新事件触发时需搬运的数据的大小相关，半中断周期即中断周期的时长的一半。例如，第一dma240在每次被触发时需搬运100个数据，中断周期为2ms，则半中断周期为1ms，每搬运50个数据即进入一次中断。
85.基于第一dma240的半中断周期将数字信号配置到第一寄存器230的具体方式可以根据实际需求进行设定，例如，基于第一dma240的半中断周期，交替对第一寄存器230中的数字信号进行配置和搬运。例如，可以设置标志位，每进入一次中断，标志位在“0”和“1”之间进行取反操作，在标志位为“0”时，通过第一dma240搬运上半周期的数字信号，并配置下半周期的数字信号；在标志位为“1”时，通过第一dma240搬运下半周期的数字信号，并配置上半周期的数字信号。
86.另外，载波生成单元110中其他参数的配置也在第一dma240的中断周期中完成，因此，需要提高第一dma240的中断的抢占优先级，以防止被其他中断事件打断该中断。
87.本发明实施例基于第一dma的半中断周期将数字信号配置到第一寄存器，能够有效避免传输的数字信号发生冲突，即，能够避免在数字信号未配置完成时将其传输出去，保证了生成的载波信号的可靠性。
88.基于上述任一实施例，所述信号采集单元120包括第四定时器410、第五定时器420、第二dma430和模数转换装置440，如图4所示；
89.所述第四定时器410用于在所述第一定时器130的触发下输出第二时序信号至所述模数转换装置440；
90.所述第五定时器420用于在所述第一定时器130的触发下生成第二更新事件；
91.所述模数转换装置440用于根据所述第二时序信号采集所述真空计的调制信号，并对所述调制信号进行模数转换；
92.所述第二dma430用于在所述第二更新事件的触发下将模数转换后的所述调制信号传输至所述处理单元140。
93.具体地，第四定时器410和第五定时器420均与第一定时器130连接，通过第一定时器130同时对第四定时器410和第五定时器420进行触发，例如，可以采用arm控制器中的itr0对第四定时器410和第五定时器420进行同步触发。第四定时器410用于在第一定时器130的触发下输出一路第二时序信号至模数转换装置440，第二时序信号即为模数转换装置440的片选信号，第二时序信号可以为pwm波。
94.第五定时器420用于在第一定时器130的触发下生成第二更新事件，第二dma430在第二更新事件的触发下将模数转换后的调制信号搬运至模数转换装置440。第二dma430可以采用连续模式读取模数转换后的调制信号，以提高数据读取效率。
95.模数转换装置440可以为arm控制器内部的adc(analog to digital converter，模数转换器)，也可以为外挂adc，具体可以根据精度需求进行设定。在模数转换装置440采用外挂adc时，外挂adc可以采用spi通信方式与arm控制器进行数据传输。可以设置第三寄存器和第四寄存器，模数转换后的调制信号缓存至第三寄存器，并通过第二dma430将第三寄存器中存储的数据搬运至第四寄存器，处理单元140对第四寄存器中的数据进行读取以及信号处理。外挂adc采用spi通信方式将模数转换后的调制信号传输至arm控制器时，通过arm控制器的第二spi接口将外挂adc模数转换后的调制信号传输至第三寄存器，并通过第二dma430将第三寄存器中存储的数据搬运至第四寄存器。
96.另外，为保证外挂adc的手册要求，可以对第二spi接口的参数进行设置，例如，可以对第二spi接口进行如下设置：主模式、全双工、字长8bit、时钟频率10mhz。第二时序信号pwm波的参数可以根据实际需求进行设定，例如，可以设置为模式1，时钟分频设置为4，时钟周期(即计数周期)设置为128，占空比设置为41％。第三寄存器中存储数据的数组可以设置为二维数组，二维数组的第一维为数组的长度，数组的长度决定了第二dma430的中断周期，例如，可以设置为100，即每个中断周期第二dma430搬运100个数据；二维数组的第二维的取值可以根据模数转换装置440的字长以及处理单元140的数据处理能力进行设定，例如，模数转换装置440的字长为18bit时，二维数组的第二维的取值可以设置为4byte，能够保证模数转换装置440的数据采集频率为312.5khz，实现了信号的高速采集，同时能够保证处理单元140对模数转换后的调制信号进行及时处理。另外，本发明实施例中，载波信号的更新频率以及模数转换装置440的数据采集频率均为312.5khz，极大了满足了气压检测对单元分辨率的要求。
97.基于上述任一实施例，模数转换后的所述调制信号是基于所述第二dma430的半中断周期传输至所述处理单元140的。
98.具体地，第二dma430的中断周期与每次被第五定时器420生成的第二更新事件触发时需搬运的数据的大小相关，半中断周期即中断周期的时长的一半。例如，第二dma430在每次被触发时需搬运100个数据，则，半中断周期为每搬运50个数据即进入一次中断，即，半中断频率为6.25khz。
99.基于第二dma430的半中断周期将模数转换后的调制信号传输至处理单元140的具体方式可以根据实际需求进行设定，例如，基于第二dma430的半中断周期，交替将模数转换后的调制信号缓存至第三寄存器以及将第三寄存器中存储的数据搬运至第四寄存器。例如，可以设置标志位，每进入一次中断，标志位在“0”和“1”之间进行取反操作，在标志位为“0”时，通过第二dma430搬运上半周期的数据至第四寄存器，并缓存下半周期的数据至第三
寄存器；在标志位为“1”时，通过第二dma430搬运下半周期的数据至第四寄存器，并缓存上半周期的数据至第三寄存器，从而能够有效避免数据的传输过程中发生冲突，保证了传输到处理单元140的数据的可靠性，进一步提高了真空计的气压检测结果的准确性。
100.基于上述任一实施例，所述处理单元140具体用于：
101.基于所述第二dma430的半中断周期，采用批处理的方法对模数转换后的所述调制信号进行信号处理。
102.具体地，基于第二dma430的半中断周期，采用批处理的方法对模数转换后的调制信号进行信号处理的具体方式可以根据实际需求进行设定，例如，基于第二dma430的半中断周期，交替将第三寄存器中存储的数据搬运至第四寄存器以及对第四寄存器中的数据进行信号处理。例如，可以设置标志位，每进入一次中断，标志位在“0”和“1”之间进行取反操作，在标志位为“0”时，通过第二dma430搬运上半周期的数据至第四寄存器，并通过处理单元140对第四寄存器中下半周期的数据进行信号处理；在标志位为“1”时，通过第二dma430搬运下半周期的数据至第四寄存器，并通过处理单元140对第四寄存器中上半周期的数据进行信号处理，从而能够有效避免信号处理的过程中发生冲突，保证了处理单元140信号处理结果的可靠性，进一步提高了真空计的气压检测结果的准确性。
103.采用批处理的方法对模数转换后的调制信号进行信号处理，即对每一个半中断周期传输到第四寄存器的数据进行批量处理，从而有效提高了数据的处理效率。
104.其中，由于二维数组的第二维的取值设置为4byte，因此，在采用批处理的方法对模数转换后的调制信号进行信号处理之前需对模数转换后的调制信号进行分离和提取，以提取出需要的18bit数据进行信号处理。
105.另外，信号采集单元120以及处理单元140中其他参数的配置也在第二dma430的中断周期中完成，因此，需要提高第二dma430的中断的抢占优先级，以防止其他中断事件打断该中断。
106.基于上述任一实施例，所述处理单元140包括依次连接的高通滤波器510、解调器520、第一低通滤波器530、运算器540和至少一个第二低通滤波器550，如图5所示；
107.所述高通滤波器510用于对模数转换后的所述调制信号进行高通滤波，得到模数转换后的各所述调制信号对应的第一处理结果；
108.所述解调器520用于对各所述第一处理结果进行解调处理，得到模数转换后的各所述调制信号对应的第二处理结果；
109.所述第一低通滤波器530用于基于第一预设频率对各所述第二处理结果进行低通滤波，得到模数转换后的各所述调制信号对应的第三处理结果；
110.所述运算器540用于对各所述第三处理结果求均值；
111.所述第二低通滤波器550用于基于第二预设频率对所述均值进行低通滤波，得到所述真空计的气压检测结果；其中，所述第一预设频率大于所述第二预设频率。
112.具体地，高通滤波器510用于根据模数转换装置440的数据采集频率(即312.5khz)对该批次中的各数据(即，第二dma430的半中断周期内搬运至第四寄存器的模数转换后的调制信号)进行高通滤波，以去除采集到的直流分量。
113.解调器520用于对该批次中各数据的高通滤波结果进行解调处理；其中，解调器520可以采用乘法解调的方式对高通滤波结果进行解调处理。
114.第一低通滤波器530用于基于第一预设频率对该批次中各数据的解调结果进行第一次二阶低通滤波；第一预设频率可以设置为模数转换装置440的数据采集频率，即312.5khz，截止频率可以设置为2khz。
115.运算器540用于对该批次中的各数据的第一次二阶低通滤波结果进行累加并求均值，以降低异常数据的干扰。
116.第二低通滤波器550用于基于第二预设频率对该批次中各数据的均值进行第二次二阶低通滤波；第一次二阶低通滤波后，通过对该批次中的各数据的第一次二阶低通滤波结果进行求均值，使得数据的频率降低为第二dma430的半中断频率，因此，第二预设频率可以设置为第二dma430的半中断频率，即6.25khz，截止频率可以设置为120hz。其中，第二低通滤波器550的数量可以为一个，也可以为多个，具体可以根据精度需求进行设定。例如，可以设置两个第二低通滤波器550，通过两个第二低通滤波器550进行低通滤波后，数据的截止频率可以降低为60hz，进一步提高了真空计的气压检测结果的精度，且保证了检测装置的线性度，从而提高了电容式薄膜真空计的稳定性。
117.本发明实施例通过对模数转换后的调制信号进行高通滤波、解调处理以及多次低通滤波，能够有效降低气压检测结果中的噪声干扰，保证了气压检测结果的可靠性，且提高了检测装置的线性度。
118.以下通过一种可选的实施方式对本发明电容式薄膜真空计检测装置的驱动逻辑进行详细说明。如图6所示，具体包括：
119.在第一dma240的半中断中对dac载波数据进行配置，其中，配置过程中包括幅值的控制，例如，通过agc(automatic gain control，自动增益控制)的方式对幅值进行控制；
120.通过外挂dac对配置的载波数据进行数模转换得到载波信号，并将载波信号加载至真空计的内外环电极，对内外环电极输出的信号进行放大、调制后，通过外挂adc进行高频采集；
121.通过处理单元在第二dma430的半中断中进行数据的提取，并进行高通滤波、乘法解调、第一次二阶低通滤波处理以及对第一次二阶低通滤波结果进行累加求均值；还在累加求均值后进行第二次二阶低通滤波以及第三次二阶低通滤波，得到气压数字量；
122.对气压数字量进行标定测试，得到气压检测结果的数字输出和/或模拟输出。
123.本发明实施例通过数字驱动的方案实现对电容式薄膜真空计电容变化量的测量，通过标定后，最终转换为气压的输出。气压检测结果可以通过模拟方式输出，输出电压的大小反应了气压压强的大小。以0.1torr量程的产品为例，当气体压强为极限真空状态时，电压输出为0v，当气压压强为0.1torr时，电压输出为10v，同理，如果真空计的量程为10torr，极限真空时电压输出0v，待测气体压强为10torr时，输出电压为10v。本发明实施例检测装置通过高精度adc完成模拟量的采集，采用labview上位机进行图形显示及数据的保存。以0.1torr量程的真空计为例，19小时稳定性测试结果如图7所示，由图7可知，稳定性测试结果为0.099mtorr，稳定性较好。另外，通过本发明实施例检测装置对0.1torr量程的真空计进行气压检测，以作为测试规，对测试规与标准规(国家计量院计量的高精度真空计)的标度因数进行测试，测试结果如图8所示，由图8可知，测试规与标准规的标度因数重合，由此表明本发明实施例的检测装置具有良好的线性度。此外，还对测试规的线性度误差进行测试，测试结果如图9所示，由图9可知，本发明实施例的检测装置具有良好的线性度。
124.本发明还提供一种真空计，包括如上任一实施例所述的电容式薄膜真空计检测装置。
125.本发明实施例中，真空计可应用于真空镀膜，真空镀膜应用是真空应用中的一个大分支，在光学、电子学、理化仪器、包装、机械以及表面处理技术等众多方面有着十分广泛的应用。真空镀膜应用是在真空环境下，利用蒸镀、溅射以及随后凝结的方法，在金属、玻璃、陶瓷、半导体以及塑料件等物体上镀上金属薄膜或覆盖层。相对于传统镀膜方式，真空镀膜应用属于一种干式镀膜。真空镀膜中一个关键测试条件就是保持良好的真空环境，真空计可应用于此进行真空度的检测。以设计的0.1torr量程的真空计为例，通常通过“一键调零”及“微调”功能使真空环境的真空度保持在预设气压下，比如0.02torr左右。
126.测试条件设置如下：供电方式采用+24vdc
±
5％，温控温度为45℃，工作温度为15℃～40℃，真空计的测量范围为绝对真空～0.1torr。
127.以预设气压为0.02torr为例，首先，按照真空计的手册要求安装真空计，并为真空计上电4小时以上，真空计工作正常指示灯亮之后，在真空状态下通过一键调零按键以及微调按键进行调节，使得真空计的输出电压为200mv，由于真空计量程为0.1torr，200mv的输出电压对应的气压即为0.02torr。真空计在极限真空状态下对应的气压输出如图10所示，通过微调按键(递增)，每次增加0.001torr，使真空计的气压输出为0.02torr，此时真空计输出的气压值如图11所示。由图10和图11可知，本发明实施例中，真空计具有较好的稳定性。
128.下面对本发明提供的电容式薄膜真空计检测方法进行描述，下文描述的电容式薄膜真空计检测方法与上文描述的电容式薄膜真空计检测装置可相互对应参照。如图12所示，本发明电容式薄膜真空计检测方法包括：
129.s1201、根据配置的数字信号生成载波信号，并将所述载波信号传输至真空计的电极；同时，采集所述真空计的调制信号，并对所述调制信号进行模数转换；其中，所述调制信号是将所述真空计的电极的输出信号调制到所述载波信号得到的；
130.s1202、对模数转换后的所述调制信号进行信号处理，得到所述真空计的气压检测结果。
131.以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
132.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
133.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可
以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。