一种基于磁阻传感器的液位计的设计方法技术

本发明专利技术公开了一种基于磁阻传感器的液位计的设计方法，该方法采用将若干片磁阻传感器彼此连接构成单通道磁阻传感器连接电路，从而形成通道模块，所述通道模块为多个且彼此并联，通过模数转换芯片不同的采集输入通道分别对各个通道模块的若干片磁阻传感器进行信号采集，同时定义好每个采集输入通道采集的液位范围，将采集到的信号传输给控制芯片进行处理，同时将处理过的数据映射到显示屏上显示，本发明专利技术对磁阻开关芯片的参数一致性要求降低，能够增大磁阻开关芯片开关场的可应用范围，从另一个方面来说，能够提升整个液位计产品的可靠性，保证在某一颗磁传感开关芯片失效的情况下获得相对可靠的数据输出。下获得相对可靠的数据输出。

【技术实现步骤摘要】
一种基于磁阻传感器的液位计的设计方法


[0001]本专利技术涉及磁性传感器开关芯片在液位计
，具体为一种基于磁阻传感器的液位计的设计方法。

技术介绍

[0002]目前市场上广泛使用的液位计产品大部分都是基于干簧管开关的应用方案，有少部分是基于TMR磁性开关芯片，在这些应用中，大部分的应用设计都是基于实时信号传输的方式进行，这种方法在某些应用领域拥有较高的可靠性，但是对产品的一致性要求较高，而国内相关厂家由于生产设备及工艺限制，生产的产品要么一致性不高，要么成品率低下，在实际推广应用过程中与进口产品相比，没有较大的优势，故现有的液位计方案采用的干簧管90％以上都是使用进口产品，少部分要求不高的液位计产品使用的是国产干簧管。且目前液位计方案采用的TMR类磁阻传感开关芯片对一致性要求较高，相对而言，产品的制造成本和分选成本较高，跟干簧管相比，优势不太明显。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种基于磁阻传感器的液位计的设计方法，以克服现有技术的不足。
[0004]本专利技术通过采用如下技术方案克服以上材料供应不足问题，具体为：
[0005]一种基于磁阻传感器的液位计的设计方法，该方法采用将若干片磁阻传感器彼此连接构成单通道磁阻传感器连接电路，从而形成通道模块，所述通道模块为多个且彼此并联，通过模数转换芯片不同的采集输入通道分别对各个通道模块的若干片磁阻传感器进行信号采集，同时定义好每个采集输入通道采集的液位范围，将采集到的信号传输给控制芯片进行处理，同时将处理过的数据映射到显示屏上显示，或通过串口将处理过的数据传输到电脑上显示或存档。
[0006]作为本专利技术的进一步方案：所述通道模块中的磁阻传感器数量不超过1000片。
[0007]作为本专利技术的进一步方案：所述通道模块中的每片磁阻传感器电源端增加旁路电容、并且采用大电流的开关电源对每个通道模块单独供电，保证上电时所有磁阻传感器供电电压的稳定性；每个通道模块中若干磁阻传感器信号端分别接入一个相同电阻进行分压，使模数转换芯片采集到的每一片磁阻传感器的电压信号值都不同，从而辨别出每片磁阻传感器的位置。
[0008]作为本专利技术的进一步方案：对每个通道模块单独采用高精度恒流源灌流，确保采集数据精度的可靠性。
[0009]作为本专利技术的进一步方案：所述恒流源采用TL431、运放芯片、PNP三极管、以及电阻电容组成，使负载在几欧姆到几十千欧姆电流变动在1uA以内。
[0010]作为本专利技术的进一步方案：所述基于磁阻传感器的液位计采用两路开关电源，一路VDD直接给所有磁阻传感器供电，另一路VCC给分别其它数字电路的LDO和基准电压芯片供电。
[0011]作为本专利技术的进一步方案：所述模数转换芯片的电源分别采用LDO对数字信号部分供电，基准电压源对模拟信号部分供电；从而提高了电路的抗干扰能力，也提高了模拟信号转换数字信号过程中的数据可靠性。
[0012]作为本专利技术的进一步方案：所述控制芯片对采集到的每一片磁阻传感器位置数据进行处理，然后通过I2C接口或SPI接口映射到显示屏显出具体的液位位置。
[0013]作为本专利技术的进一步方案：所述控制芯片一直保持输出前一个触发信号的数据到显示屏显示出此信号对应的液位位置，直到有新的触发信号才会刷新显示数据。
[0014]由于采用了上述方案，本专利技术是为了解决在液位计方案中磁阻开关芯片替代干簧管应用过程中，由于磁阻开关芯片相关的参数不一致而导致测试过程中信号丢失的问题，采用全新的液位计方案，能够有效解决由于磁阻开关芯片参数不一致而导致的测试过程信号丢失问题，确保测试结果准确可靠；采用本专利技术的方案以后，对磁阻开关芯片的参数一致性要求降低，能够增大磁阻开关芯片开关场的可应用范围，从另一个方面来说，能够提升整个液位计产品的可靠性，保证在某一颗磁传感开关芯片失效的情况下获得相对可靠的数据输出。
附图说明
[0015]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：
[0016]图1是本专利技术型的原理框图；
[0017]图2是本专利技术中单通道磁阻传感器连接电路图；
[0018]图3是本专利技术中恒流源电路图；
[0019]图4是本专利技术中电源电路图；
[0020]图5是本专利技术中模数转换电路图；
[0021]图6是本专利技术中MCU控制电路图。
具体实施方式
[0022]为使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面对本专利技术作进一步详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0023]请参阅图1
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6，本专利技术实施例：
[0024]提供一种基于磁阻传感器的液位计方案，其中包括多个通道的磁阻传感器、恒流源、电源部分、模数转换部分、、MCU控制部分、OLED液位显示部分、串口连接PC部分，控制电路工作原理：为了提高信号采集精度，将若干片的磁阻传感器分成多个通道模块(每个通道1000片以内)，使用模数转换芯片不同的采集输入通道分别对各个模块的若干磁阻传感器进行信号采集，并定义好每个通道采集的液位范围，模数转换芯片将采集到的信号传输给MCU控制芯片进行处理，同时将处理过的数据映射到OLED显示屏上显示，也可以通过串口将处理过的数据传输到电脑上显示或存档。工作原理如图(1)所示。
[0025]磁阻传感器模块部分，在每片磁阻传感器电源端增加旁路电容、并且采用大电流
的开关电源对n通道磁阻传感器模块单独供电，保证上电时所有磁阻传感器供电电压的稳定性；每个通道若干磁阻传感器信号端分别接入一个相同电阻进行分压，使模数转换芯片采集到的每一片磁阻传感器的电压信号值都不同，从而辨别出每片磁阻传感器的位置。如图(2)
[0026]将若干片磁阻传感器分成多个通道进行数据采集，并对每个通道单独采用高精度恒流源灌流，确保采集数据精度的可靠性；恒流源采用TL431、运放芯片、PNP三极管、以及电阻电容组成，使负载在几欧姆到几十千欧姆电流变动在1uA以内。如图(3)
[0027]电源供电部分，采用了两路开关电源，一路VDD直接给所有磁阻传感器供电，另一路VCC给分别其它数字电路的LDO和基准电压芯片供电。如图(4)
[0028]模数转换部分，对模数转换芯片电源分别采用LDO对数字信号部分供电、基准电压源对模拟信号部分供电，从而提高了电路的抗干扰能力，也提高了模拟信号转换数字信号过程中的数据可靠性。如图(5)
[0029]MCU控制芯片采用意法半导体STM32系列的芯片，对采集到的每一片磁阻传感器位置数据进行处理，然后通过I2C接口或SPI接口映射到OLED显示屏显出具体的液位位置，MCU一直保持输出前一个触发信号的数据到OLED显示屏显示出此信号对应的液位位置，直到有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于磁阻传感器的液位计的设计方法，其特征在于：该方法采用将若干片磁阻传感器彼此连接构成单通道磁阻传感器连接电路，从而形成通道模块，所述通道模块为多个且彼此并联，通过模数转换芯片不同的采集输入通道分别对各个通道模块的若干片磁阻传感器进行信号采集，同时定义好每个采集输入通道采集的液位范围，将采集到的信号传输给控制芯片进行处理，同时将处理过的数据映射到显示屏上显示，或通过串口将处理过的数据传输到电脑上显示或存档。2.根据权利要求1所述的一种基于磁阻传感器的液位计的设计方法，其特征在于：所述通道模块中的磁阻传感器数量不超过1000片。3.根据权利要求1所述的一种基于磁阻传感器的液位计的设计方法，其特征在于：所述通道模块中的每片磁阻传感器电源端增加旁路电容、并且采用大电流的开关电源对每个通道模块单独供电，保证上电时所有磁阻传感器供电电压的稳定性；每个通道模块中若干磁阻传感器信号端分别接入一个相同电阻进行分压，使模数转换芯片采集到的每一片磁阻传感器的电压信号值都不同，从而辨别出每片磁阻传感器的位置。4.根据权利要求1所述的一种基于磁阻传感器的液位计的设计方法，其特征在于：对每个通道模块单独采用高精度恒流源灌流，确保采集数据精度的...

【专利技术属性】
技术研发人员：余涛，周银祥，杨黎，岑杉杉，
申请(专利权)人：贵州雅光电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：