圧力センサを使ったボール圧力計

【概要】

気圧との差圧を測定する圧力センサを使い、各種ボールの内圧を測定
できる測定器もどきを製作してみました。
ちょっと圧力を取り出すところの方法がいまいちですが、とりあえずは
動作しました。
外観は下図のようになっています。


圧力を取り出すところは、自転車用の空気入れの部品とオイル用ビニール
パイプを代用しました。ちょうどぴったりの太さのパイプをギューッとセンサの
先に押し込みます。

100円ショップで購入した自転車、ボール用
空気入れの先の部分だけ使用し、ボール
用の針を取り付けています。

液晶表示の表示例は下図のようになります。

【全体構成】

この圧力測定器の全体構成は下図のようになっています。
圧力センサ部には、「PFプレッシャセンサ」を使っています。このセンサ
の内部構造は抵抗のブリッジとなっていて、圧力による抵抗値の差を
電圧に変換して取り出します。このため、ブリッジには定電流を流し、
出力は電圧として取り出します。この出力電圧差は数10mVとわずかですので
増幅する必要があります。そこでPIC16F785を使い、内蔵の2個のオペアンプで、
定電流回路と出力増幅回路とを構成しています。

【回路構成】

上記構成で作成した回路図が下図となります。
PICの周りに抵抗コンデンサが追加されただけの構成となります。
電源は5Vが必要ですので、リチウムイオンバッテリから定番のDC/DC
コンバータで５Vとしています。


アンプ部の回路を回路図で表すと下図のようになっています。
まず、1個目のオペアンプとブリッジの抵抗R4とで定電流回路を構成しています。
この回路では約0.6mA程度の電流を流しています。そして2個目のオペアンプを
差動増幅器として構成し、約300倍に増幅しています。
このときオペアンプの出力電圧は約1Vから3V程度の範囲で変化します。
これをA/Dコンバータのチャネル5(AN5)に入力しています。

【外観】　

組み立て完了後の全体構成は下図となっています。


圧力センサに圧力導入部を
接続する前の単体の状態です。


コントローラ部の外観は下図となっています。

PICしかありませんので
すっきりしています。
圧力センサは右下の黒い
素子です。

★★★　実装図ダウンロード

はんだ面は下図です。

ハンダ面側にはDC/DC
コンバータが実装されています。


★★★　パターン図ダウンロード

【プログラム概要】

プログラムはメインループの一本の流れだけですので簡単です。
一定間隔で計測して表示しているだけです。


★★★　圧力計　プログラムファイル一式

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