专利名称：电子测量装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及测量技术领域，特别涉及一种电子测量装置。
背景技术：
现有的数字测量技术中，通常采用传感器将各种状态量，如流量、温度等非电信号转化为电信号，再对电信号进行处理，如根据交流信号的频率计算出对应的状态量从而达到测量的目的。为了保证测量精度，通常采用DSP (digital signal processor,数字信号处理器)芯片来实现信号处理。在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题DSP芯片功耗较大，通常需要外接较大的电源，且电源更换十分频繁，所以不便于应用在一些要求低功耗的场景下如远程的野外测量等。
发明内容为了解决现有技术存在的问题，本实用新型实施例提供了一种高精确低功耗的电子测量装置。所述技术方案如下一种电子测量装置包括用于采集状态参数的采集�？�、放大�？椤⒛Ｊ荒？�、 滤波�？�、峰值检测�？�、整形�？�、单片机、和输出�？椋龇糯竽？榈氖淙攵擞胨霾杉？榈氖涑龆讼嗔龇糯竽？榈目刂贫擞胨龅テ嗔瞿Ｊ荒？榈氖淙攵擞胨龇糯竽？榈囊桓鍪涑龆讼嗔雎瞬？榈氖淙攵擞胨龇糯竽？榈牧硪皇涑龆讼嗔雎瞬？榈目刂贫擞胨龅テ嗔雎瞬？榈牧礁鍪涑龆朔直鹩胨龇逯导觳饽？榈氖淙攵�、和所述整形�？榈氖淙攵讼嗔龅テ娜鍪淙攵朔直鹩胨瞿Ｊ荒？榈氖涑龆�、所述峰值检测�？榈氖涑龆�、和所述整形模块的输出端相连，所述输出�？榈氖淙攵擞胨龅テ嗔雎瞬？榘ǘ嘧榇瞬ǖ缏贰＝徊降兀霾杉？槲沟绱衅�、光敏传感器。进一步地，所述整形�？槲敲耪蔚缏�。进一步地，所述单片机中存有频率值与待测状态量关系表。进一步地，所述输出�？槲壕允酒�。本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是通过利用低功耗的单片机与硬件电路相结合的方式实现低功耗、高精度的测量需求。
图1是本实用新型实施例提供的电子测量装置的结构图；图2是本实用新型实施例提供的电子测量装置的放大�？榈牡缏吠迹煌�3是本实用新型实施例提供的电子测量装置的带通滤波电路的电路图。
具体实施方式
[0014]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。参见图1，本实施例提供了一种电子测量装置，包括单片机101、采集�？�102、放大模块103、模数转换�？�104、滤波�？�105、峰值检测�？�106、整形�？�107、和输出�？�108。其中，放大�？�103的输入端与采集�？�102的输出端相连，放大�？�103的控制端与单片机101相连，模数转换�？�104的输入端与放大�？�103的一个输出端相连，滤波�？�105的输入端与放大�？�103的另一输出端相连，滤波�？�105的控制端与单片机101 相连，滤波�？�105的两个输出端分别与峰值检测�？�106的输入端、和整形�？�107的输入端相连，单片机101的三个输入端分别与模数转换�？�104的输出端、峰值检测�？�106 的输出端、和整形�？�107的输出端相连，输出�？�108的输入端与单片机101相连，滤波模块105包括多组带通滤波电路。进一步地，本实施例中的单片机101中存有频率值与待测状态量关系表。进一步地，本实施例中的采集�？�102可以为各种传感器，包括压电传感器、光敏传感器和温度传感器等。进一步地，如图2所示，本实施例中的放大�？�103包括多个放大器A11、A12、A2、 A3、A4、多个电阻R11、R12、R21 ~ R24.R31 R34和数字电位计Rx。其中，放大器All的同相输入端和放大器A12的同相输入端与采集�？�102相连，放大器All的反相输入端和放大器A12的反相输入端之间串联电阻R，放大器All的反相输入端与输出端之间串联电阻 R11，放大器All的输出端与放大器A2的反相输入端之间串联电阻R21，放大器A12的反相输入端与输出端之间串联电阻R12，放大器A12的输出端与放大器A2的同相输入端之间串联电阻R22，放大器A2的同相输入端串联电阻RM后接地，放大器A2的反相输入端与输出端之间串联电阻R23，放大器A2的输出端与放大器A3的反相输入端之间串联电阻R31，放大器A3的反相输入端串联电阻R32后接地，放大器A3的同相输入端依次串联电阻R33、电阻R34后与放大器A4的反相输入端相连，放大器A3的输出端串联数字电位计Rx后与放大器A4的反相输入端相连，放大器A4的同相输入端接地，放大器A4的输出端与电阻R33和电阻R34的连接点、模数转换�？�104、和滤波�？�105相连，数字电位计Rx的控制端与单片机101相连。单片机101通过控制电位计Rx的大小来调整放大�？�103的放大倍数。进一步地，每组带通滤波电路由一个高通滤波电路和一个低通滤波电路级联组成。实际应用中会设置N组相邻通带间有一定重叠的滤波组覆盖整个被测信号的频带范围，单片机101决定选通哪一组带通滤波电路。更进一步地，如图3所示，本实施例中的每组带通滤波电路包括两个放大器A5和 A6、多个电阻 R1、R111、R112、R211、R211、R3 R6、多个电容 C11、C12、C21、C22。其中，电阻 Rl的一端连接放大�？�103的输出端，电阻Rl的另一端连接电阻Rlll的一端、电阻R112 的一端、和电容Cll的一端，放大器A5的同相输入端连接电阻Rlll的另一端和电容C12的一端，电容C12的另一端连接电阻R112的另一端后接地，放大器A5的输出端连接电容Cll 的另一端、电容C21的一端、和电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接电阻R3的一端，电阻 R3的另一端连接放大器的反相输入端，电容C21的另一端连接电阻R211的一端和电容C22 的一端，放大器A6的同相输入端连接电容C22的另一端和电阻R212的一端，电阻R212的另一端连接电阻R5的一端和电阻R6的一端后接地，放大器A6的反相输入端连接电阻R5的另一端，放大器A6的输出端连接电阻R211的另一端、电阻R6的另一端、峰值检测模块106 的输入端、和整形�？�107的输入端。不同带通滤波电路组的电路结构相同只是电子元件的具体参数不同，从而可以实现前述N组相邻通带间有一定重叠的滤波组。容易知道，带通滤波器组通过一组电开关组与单片机相连，从而单片机可以选通合适的带通滤波器进行滤波，此为本领域技术人员熟知，在此省略详细描述。进一步地，本实施例中的整形�？�107可以是非门整形电路。进一步地，本实施例中的输出�？�108可以是LCD (Liquid Crystal Display，液晶显不器)O下面结合图1说明本实用新型实施例的电子测量装置的工作过程及各模块的功能。采集�？�102，用于采集状态参数，把各种状态量，比如温度、液体流量等转化为交流电信号。放大�？�103，用于接收采集�？�102输出的交流信号并把信号放大，放大倍数根据单片机101的控制指令选择。模数转换�？�104，用于采样放大�？�103的输出信号以获得实时的数字化电压值。滤波�？�105，用于对放大后的信号进行带宽滤波，输出滤波后的信号给峰值检测�？�106和整形�？�107。峰值检测�？�106，用于检测滤波模块105的输出信号的峰值，并把峰值参数输出给单片机101。整形�？�107，用于对滤波模块105输出的信号进行整形，具体为方波整形，把整形后得到的方波信号输出到单片机101。单片机101，用于接收模数转换模块104输出的数字信号，即前述数字化电压值， 通过FFT O^ast Fourier Transformation，快速傅里叶变换)频谱分析，得到该数字信号的频率值fo，根据频率值fo选择带宽值，指示滤波�？�105选择不同的带宽通道，即选择哪一组带通滤波电路；单片机101接收整形�？�107输出的方波信号，把方波信号送至其内部的定时/计数�？榻兄芷诓痘瘢玫狡德手担⑼ü德手涤氪庾刺恐档亩杂叵档玫酱庾刺恐担蝗绮檠湓は却⒋娴钠德手涤氪庾刺恐倒叵当恚ü德手等范ù庾刺恐担汛庾刺恐凳涑龈涑瞿？�108。同时单片机101还用于控制放大�？�103的放大倍数和使能模数转换�？�104进行采样，具体为获取峰值检测�？�106输出的峰值参数，分析该峰值参数从而调整放大�？�103的放大倍数，使信号的幅值达到最佳范围以适应不同大小的测量需求；通过命令控制字使能模数转换模块104采样并获得实时的数字化电压值。本实施例中由于信号经过滤波、整形处理后和一系列的反馈调节而得到精确的频率值，那么根据频率值与待测状态量值的对应关系，单片机101将输出精确的待测状态量值。输出�？�108，用于接收单片机101输出的待测状态量值，输出该待测状态量值给用户。本实施例中由于采用了低功耗的单片机进行信号处理降低了整个测量装置的功耗，同时使用了多组带通滤波电路，其通带覆盖了待测信号所在的频带，根据频谱分析结果来选择具体哪一组带通滤波电路，进行最佳滤波，从而可以提高测量精度。以上实施例提供的技术方案中的全部或部分内容可以通过软件编程实现，其软件程序存储在可读取的存储介质中，存储介质例如单片机内存或单片机外接存储器。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种电子测量装置，其特征在于，包括用于采集状态参数的采集�？�、放大模块、 模数转换�？�、滤波�？�、峰值检测�？�、整形�？椤⒌テ�、和输出模块，所述放大�？榈氖淙攵擞胨霾杉？榈氖涑龆讼嗔龇糯竽？榈目刂贫擞胨龅テ嗔瞿Ｊ荒？榈氖淙攵擞胨龇糯竽？榈囊桓鍪涑龆讼嗔雎瞬？榈氖淙攵擞胨龇糯竽？榈牧硪皇涑龆讼嗔雎瞬？榈目刂贫擞胨龅テ嗔雎瞬？榈牧礁鍪涑龆朔直鹩胨龇逯导觳饽？榈氖淙攵�、和所述整形�？榈氖淙攵讼嗔龅テ娜鍪淙攵朔直鹩胨瞿Ｊ荒？榈氖涑龆�、所述峰值检测�？榈氖涑龆�、和所述整形�？榈氖涑龆讼嗔鍪涑瞿？榈氖淙攵擞胨龅テ嗔雎瞬？榘ǘ嘧榇瞬ǖ缏�。
2.根据权利要求1所述的电子测量装置，其特征在于，所述放大�？榘ǘ喔龇糯笃� A11、A12、A2、A3、A4、多个电阻 R11、R12、R21 R24、R31 R34 和数字电位计 Rx,放大器All的同相输入端和放大器A12的同相输入端与所述采集�？橄嗔糯笃鰽ll 的反相输入端和放大器A12的反相输入端之间串联电阻R，放大器All的反相输入端与输出端之间串联电阻R11，放大器All的输出端与放大器A2的反相输入端之间串联电阻R21，放大器A12的反相输入端与输出端之间串联电阻R12，放大器A12的输出端与放大器A2的同相输入端之间串联电阻R22，放大器A2的同相输入端串联电阻RM后接地，放大器A2的反相输入端与输出端之间串联电阻R23，放大器A2的输出端与放大器A3的反相输入端之间串联电阻R31，放大器A3的反相输入端串联电阻R32后接地，放大器A3的同相输入端依次串联电阻R33、R34后与放大器A4的反相输入端相连，放大器A3的输出端串联数字电位计Rx 后与放大器A4的反相输入端相连，放大器A4的同相输入端接地，放大器A4的输出端与电阻R33和电阻R34的连接点、所述模数转换�？椤⒑退雎瞬？橄嗔值缥患芌x的控制端与所述单片机相连。
3.根据权利要求1所述的电子测量装置，其特征在于，每组所述带通滤波电路包括两个放大器 A5、A6、多个电阻 Rl、RllU R112、R211、R211、R3 R6、多个电容 Cll、C12、C21、 C22,电阻Rl的一端连接所述放大�？榈氖涑龆耍缱鑂l的另一端连接电阻Rlll的一端、 电阻R112的一端、和电容Cll的一端，放大器A5的同相输入端连接电阻Rlll的另一端和电容C12的一端，电容C12的另一端连接电阻R112的另一端后接地，放大器A5的输出端连接电容Cll的另一端、电容C21的一端、和电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接放大器的反相输入端，电容C21的另一端连接电阻R211的一端和电容C22的一端，放大器A6的同相输入端连接电容C22的另一端和电阻R212的一端，电阻R212的另一端连接电阻R5的一端和电阻R6的一端后接地，放大器A6的反相输入端连接电阻R5的另一端，放大器A6的输出端连接电阻R211的另一端、电阻R6的另一端、所述峰值检测模块的输入端、和所述整形�？榈氖淙攵恕�
4.根据权利要求1-3任一项所述的电子测量装置，其特征在于，所述采集模块为压电传感器、光敏传感器。
5.根据权利要求1-3任一项所述的电子测量装置，其特征在于，所述整形�？槲敲耪蔚缏�。
6.根据权利要求1-3任一项所述的电子测量装置，其特征在于，所述输出模块为液晶显不器。
专利摘要本实用新型公开了一种电子测量装置，属于测量技术领域。该装置包括采集�？�、放大�？�、模数转换�？�、滤波�？�、峰值检测�？�、整形�？�、单片机和输出模块，放大�？榈氖淙攵擞氩杉？榈氖涑龆讼嗔糯竽？榈目刂贫擞氲テ嗔Ｊ荒？榈氖淙攵擞敕糯竽？榈囊桓鍪涑龆讼嗔瞬？榈氖淙攵擞敕糯竽？榈牧硪皇涑龆讼嗔瞬？榈目刂贫擞氲テ嗔瞬？榈牧礁鍪涑龆朔直鹩敕逯导觳饽？楹驼文？榈氖淙攵讼嗔テ娜鍪淙攵朔直鹩肽Ｊ荒？椤⒎逯导觳饽？楹驼文？榈氖涑龆讼嗔瞬？榘ǘ嘧榇瞬ǖ缏�。本实用新型通过利用低功耗的单片机与硬件电路相结合的方式实现低功耗、高精度的测量需求。
文档编号G01D1/00GK202126267SQ20112020087
公开日2012年1月25日 申请日期2011年6月15日 优先权日2011年6月15日
发明者雷海东 申请人:江汉大学
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
