專利名稱：鐵路車輛試風(fēng)智能壓力表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及空氣壓力表；具體地說，涉及一種由單片機(jī)控制的壓力測(cè)量、液晶顯示、自動(dòng)記錄、定壓報(bào)警、數(shù)據(jù)通信的一種電子空氣壓力表。
背景技術(shù)：
目前，鐵路車輛制動(dòng)機(jī)性能試驗(yàn)(鐵路技術(shù)術(shù)語試風(fēng))使用的壓力表是一種機(jī)械式空氣壓力表，它的工作原理是利用空氣壓力使壓力表內(nèi)的金屬(銅管)膨脹，利用一套齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)表針轉(zhuǎn)動(dòng)，根據(jù)表針轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，由人工讀出表針在表盤刻度上的值即為空氣壓力值。
隨著鐵路運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展，列車的速度越來越快，對(duì)鐵路車輛制動(dòng)機(jī)的要求越來越高，現(xiàn)在使用的這種機(jī)械式空氣壓力表，已經(jīng)不能滿足新形勢(shì)發(fā)展的要求，具體地說存在以下幾個(gè)問題①測(cè)量精度差 機(jī)械式空氣壓力表的齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，是一套機(jī)械裝置，它存在間隙和磨損，會(huì)直接影響測(cè)量精度；由人工讀出表針在表盤上刻度還存在視角差，也會(huì)影響測(cè)量精度。
②實(shí)用性差 鐵路車輛制動(dòng)機(jī)性能試驗(yàn)是一項(xiàng)關(guān)系到安全生產(chǎn)的重要工作，在鐵路車輛制動(dòng)機(jī)性能試驗(yàn)的數(shù)十分鐘過程中，每一時(shí)刻的壓力值的變化都非常重要，而人的眼睛很難在這段時(shí)間內(nèi)一直盯著壓力表。
③沒有報(bào)警功能 在進(jìn)行鐵路車輛制動(dòng)機(jī)性能試驗(yàn)時(shí)，如果制動(dòng)機(jī)發(fā)生問題時(shí)，機(jī)械式空氣壓力表沒有報(bào)警提示功能。
④沒有記錄分析功能 在進(jìn)行鐵路車輛制動(dòng)機(jī)性能試驗(yàn)時(shí)，空氣壓力每時(shí)每刻的變化，對(duì)我們分析事故，查找原因都起到非常重要的作用，而機(jī)械式空氣壓力表不能對(duì)試風(fēng)記錄數(shù)據(jù)及時(shí)保存以便作業(yè)后分析。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就在于克服現(xiàn)有機(jī)械式空氣壓力表存在的上述缺點(diǎn)和不足，提供一種鐵路車輛試風(fēng)智能壓力表，即一種由單片機(jī)控制的具有壓力測(cè)量、液晶顯示、自動(dòng)記錄、定壓報(bào)警、數(shù)據(jù)通信功能的電子空氣壓力表。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的。
由表殼1、襯套2、電路板3、表盤4、液晶顯示板5、表蓋6、螺釘7、通訊口8、開關(guān)9、復(fù)位鍵10、接頭11組成，其連接關(guān)系是在圓形表殼1內(nèi)，有襯套2，在襯套2上，用螺釘7固定有電路板3，在電路板3上固定有液晶顯示板5；在表殼1的上部再固定有表盤4、表蓋6；在表殼1外有通訊口8、開關(guān)9、復(fù)位鍵10、接頭11。
所述電路板3由下列模塊組成，其連接關(guān)系是數(shù)據(jù)采集模塊3.1、電池電量監(jiān)控模塊3.3、作業(yè)時(shí)間定位模塊3.4均和控制分析模塊3.2連接；控制分析模塊3.2又分別與報(bào)警及顯示模塊3.5、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊3.6、通信模塊3.7連接；通信模塊3.7再與上位機(jī)軟件3.8連接。
數(shù)據(jù)采集模塊3.1中的壓力傳感器通過接頭11與欲測(cè)試的壓力空氣管連接。
其工作原理是首先利用壓力傳感器將鐵路車輛中的空氣壓力轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，經(jīng)過放大模塊對(duì)采集信號(hào)分析放大，并由12位精度AD轉(zhuǎn)換器將采集信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，然后由CPU將壓力采樣數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為實(shí)際壓力值并進(jìn)行分析，以一定時(shí)間間隔將測(cè)量數(shù)據(jù)以及實(shí)時(shí)分析結(jié)果存儲(chǔ)，同時(shí)在壓力表面板上顯示測(cè)量數(shù)據(jù)、作業(yè)參數(shù)并根據(jù)分析結(jié)果對(duì)錯(cuò)誤作業(yè)提示報(bào)警。
作業(yè)完成后由通信模塊統(tǒng)一上傳到微機(jī)數(shù)據(jù)庫，以便更全面的分析和日后回調(diào)查詢。測(cè)量數(shù)據(jù)庫維護(hù)系統(tǒng)可以將作業(yè)各項(xiàng)試驗(yàn)根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定合格條件進(jìn)行分類圖表分析，同時(shí)可以對(duì)作業(yè)參數(shù)補(bǔ)充修正。
本實(shí)用新型基本克服了機(jī)械式空氣壓力表所存在的缺點(diǎn)，并同時(shí)具有以下優(yōu)點(diǎn)①功耗低，正常工作模式12mAh。
②掉電模式下僅0.8mAh；并有電池電量報(bào)警功能。
③體積小，便于操作員攜帶。
④較好的人機(jī)交互性。
⑤操作方便，不易受電磁干擾，防水等。


圖1-本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)正視剖面圖；圖2-本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)俯視圖；圖3-電路框圖；圖4-電路原理圖。其中1-表殼；2-襯套；3-電路板，3.1-數(shù)據(jù)采集模塊， 3.2-控制分析模塊，3.3-電池電量監(jiān)控模塊3.4-作業(yè)時(shí)間定位模塊，3.5-報(bào)警及顯示模塊，3.6-數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，3.7-通信模塊， 3.8-上位機(jī)軟件。
4-表盤；5-液晶顯示板；6-表蓋；7-螺釘；8-通訊口；9-開關(guān)；10-復(fù)位鍵；11-接頭。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說明。
數(shù)據(jù)采集模塊3.1，由壓力傳感器、運(yùn)算放大器(LM358)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADS7816，12位精度)、外圍電路組成并依次連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力采樣、電壓信號(hào)放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換。
控制分析模塊3.2，即CPU，作為控制與數(shù)據(jù)處理分析。
電池電量監(jiān)控模塊3.3，由運(yùn)算放大器(MAX756)及外圍電路組成電壓比較器監(jiān)控電池電量，保證系統(tǒng)正常工作。
作業(yè)時(shí)間定位模塊3.4，即時(shí)鐘芯片(PCF8563)為作業(yè)時(shí)間定位。
報(bào)警及顯示模塊3.5，由LCD驅(qū)動(dòng)器(HT1621B128段)驅(qū)動(dòng)LCD顯示，對(duì)試風(fēng)過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)問題進(jìn)行聲光報(bào)警。
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊3.6，即串行非易失性存儲(chǔ)器(24C256 IIC)，對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)以及分析結(jié)果存儲(chǔ)。
通信模塊3.7，通過串行通信口(RS232)與微機(jī)通信進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳。
權(quán)利要求1.鐵路車輛試風(fēng)智能壓力表，在圓形表殼(1)內(nèi)，有襯套(2)，在襯套(2)上，用螺釘(7)固定有電路板(3)，在電路板(3)上固定有液晶顯示板(5)；在表殼(1)的上部再固定有表盤(4)、表蓋(6)；在表殼(1)外有通訊口(8)、開關(guān)(9)、復(fù)位鍵(10)、接頭(11)；其特征在于電路板(3)由下列模塊組成，其連接關(guān)系是數(shù)據(jù)采集模塊(3.1)、電池電量監(jiān)控模塊(3.3)、作業(yè)時(shí)間定位模塊(3.4)均和控制分析模塊(3.2)連接；控制分析模塊(3.2)又分別與報(bào)警及顯示模塊(3.5)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊(3.6)、通信模塊(3.7)連接；通信模塊(3.7)再與上位機(jī)軟件(3.8)連接。數(shù)據(jù)采集模塊(3.1)中的壓力傳感器通過接頭(11)與欲測(cè)試的壓力空氣管連接。
2.按權(quán)利要求1所述的鐵路車輛試風(fēng)智能壓力表，其特征在于數(shù)據(jù)采集模塊(3.1)，由壓力傳感器、運(yùn)算放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、外圍電路組成并依次連接。
3.按權(quán)利要求1所述的鐵路車輛試風(fēng)智能壓力表，其特征在于控制分析模塊(3.2)，即作為控制與數(shù)據(jù)處理分析的CPU。
4.按權(quán)利要求1所述的鐵路車輛試風(fēng)智能壓力表，其特征在于電池電量監(jiān)控模塊(3.3)，由運(yùn)算放大器及外圍電路組成電壓比較器。
5.按權(quán)利要求1所述的鐵路車輛試風(fēng)智能壓力表，其特征在于作業(yè)時(shí)間定位模塊(3.4)，即作業(yè)時(shí)間定位的時(shí)鐘芯片。
6.按權(quán)利要求1所述的鐵路車輛試風(fēng)智能壓力表，其特征在于報(bào)警及顯示模塊(3.5)，由LCD驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)LCD顯示。
7.按權(quán)利要求1所述的鐵路車輛試風(fēng)智能壓力表，其特征在于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊(3.6)，即對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)以及分析結(jié)果存儲(chǔ)的串行非易失性存儲(chǔ)器。
8.按權(quán)利要求1所述的鐵路車輛試風(fēng)智能壓力表，其特征在于通信模塊(3.7)，即與微機(jī)通信進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳的串行通信口。
專利摘要本實(shí)用新型公開了鐵路車輛試風(fēng)智能壓力表，涉及空氣壓力表；具體地說，涉及一種由單片機(jī)控制的壓力測(cè)量、液晶顯示、自動(dòng)記錄、定壓報(bào)警、數(shù)據(jù)通信的一種電子空氣壓力表。其電路板由下列模塊組成，其連接關(guān)系是數(shù)據(jù)采集模塊、電池電量監(jiān)控模塊、作業(yè)時(shí)間定位模塊均和控制分析模塊連接；控制分析模塊又分別與報(bào)警及顯示模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、通信模塊連接；通信模塊再與上位機(jī)軟件連接；數(shù)據(jù)采集模塊中的壓力傳感器通過接頭與欲測(cè)試的壓力空氣管連接。本實(shí)用新型由于功耗低，有電池電量報(bào)警功能，體積小，便于攜帶，較好的人機(jī)交互性，操作方便，不易受電磁干擾，防水等，因此有著廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)G01L19/12GK2620862SQ03241209
公開日2004年6月16日 申請(qǐng)日期2003年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月10日
發(fā)明者萬志平, 蔣方政, 吳奉 申請(qǐng)人:萬志平