压力变送电路制造技术

技术编号:13804565 阅读:166 留言:0更新日期:2016-10-07 18:14
本实用新型专利技术公开了压力变送电路。4‑20mA电流输出是一种高效可靠的工业用远程输出信号,压力转4‑20mA的模块电路日益增加。本实用新型专利技术的恒流源发生电路给扩散硅压力传感器提供恒定电流,扩散硅压力传感器将压力信号转换为电压差信号;精密差分电压放大电路用于放大扩散硅压力传感器产生的电压差信号,并通过采样电阻将放大处理好的信号转化为4‑20mA信号进行远程输出。本实用新型专利技术上电即可获得精准的电流变送数值,读取数据时距离压力现场较远,有效地延长了安全距离。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电子
,具体涉及一种压力变送电路
技术介绍
随着社会工业的不断进步,人们对于日常生活中各种测量的要求日益提高。由于压力测量可能具有一定的危险性,对压力信号远距离传输并监测的要求也日益突出,而4-20mA电流输出是一种高效可靠的工业用远程输出信号,所以对于压力转4-20mA的模块电路也日益增加。一些专用的测压力仪器仪表笨重不利于携带,且多数价格非常昂贵,对于工业现场的使用不够方便。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有技术的不足,提供一种用于对扩散硅压力传感器信号进行测量的压力变送电路。本技术包括恒流源发生电路、扩散硅压力传感器、精密差分电压放大电路和供电电路;所述的恒流源发生电路给扩散硅压力传感器提供恒定电流,扩散硅压力传感器将压力信号转换为电压差信号;所述的精密差分电压放大电路用于放大扩散硅压力传感器产生的电压差信号,并通过采样电阻将放大处理好的信号转化为4-20mA信号进行远程输出。供电电路包括型号均为LM317的稳压模块A1和A2;稳压模块A2的3引脚接二极管D1的负极,2引脚接电阻R2的一端;电阻R2的另一端接稳压模块A2的1引脚并输出电压V2为精密差分电压放大电路供电;二极管D1的正极接电容C0和CK0的一端并输入供电电压VCC;电容CK0的另一端接电容CK1的一端,电容CK1和C0的另一端接电容C1的一端并接外部地;电容C1的另一端接稳压模块A1的3引脚;稳压模块A1的2引脚接电阻R1的一端,1引脚接电阻R1的另一端和二极管D2的负极并输出电压V1为恒流源发生电路和精密差分电压放大电路供电;二极管D2的正极接内部地。所述的扩散硅压力传感器采用杭州米科传感器有限公司生产的MIK-P300E压力传感器。恒流源发生电路包括放大器A3B、二极管D3、二极管D4和电阻R8;放大器A3B的正相输入端接二极管D3的正极和二极管D4的负极;放大器A3B的反相输入端与电阻R8的一端连接并接扩散硅压力传感器的负电压输入端;放大器A3B的输出端接扩散硅压力传感器的正电压输入端;电阻R8的另一端和二极管D4的正极均接内部地;二极管D3的负极接供电电路的输出电压V1。精密差分电压放大电路包括放大器A3A、A4A、A4B和三极管A5;放大器A4A的正相输入端接扩散硅压力传感器产生的电压差信号负端S-及电容C2的一端,正供电电压端接供电电路的输出电压V1,负供电电压端接内部地;放大器A4B的正相输入端接扩散硅压力传感器产生的电压差信号正端S+及电容C2的另一端;放大器A4A的输出端接电阻R10和R11的一端,反相输入端接增益电阻WS的滑动端和电阻R10的另一端;增益电阻WS的一个固定端接电阻R9的一端,电阻R9的另一端接放大器A4B的反相输入端和电阻R13的一端,放大器A4B的输出端接电阻R14的一端和电阻R13的另一端;电阻R14的另一端接电阻R15的一端、电阻R18的一端、电容C4的一端及放大器A3A的正相输入端;电阻R11的另一端接电阻R12的一端、电阻R17的一端、电容C3的一端及放大器A3A的反相输入端;放大器A3A的正供电电压端接供电电路的输出电压V1,负供电电压端接内部地;放大器A3A的输出端接电阻R16的一端,电阻R16的另一端接三极管A5的基极;三极管A5的发射极接电阻R20的一端、电阻R12的另一端、电容C3的另一端并接内部地;三极管A5的集电极接电阻R19的一端,电阻R19的另一端接供电电路的输出电压V2;电阻R20的另一端接电阻R15和电容C4的另一端并接外部地;电阻R17的另一端接电阻R5和R6的一端;电阻R5的另一端接恒流源发生电路中二极管D3的正极;电阻R6的另一端接内部地;电阻R18的另一端接调零电阻WZ的滑动端;调零电阻WZ的一个固定端接电阻R3的一端,另一个固定端接电阻R4的一端;电阻R3的另一端接恒流源发生电路中二极管D3的正极;电阻R4的另一端接内部地。本技术的有益效果:本技术操作简单,上电即可获得精准的电流变送数值,读取数据时距离压力现场较远,有效地延长了安全距离,可以较好地保证工作人员的人身安全。附图说明图1为本技术的系统框图;图2为本技术中恒流源发生电路的电路图;图3为本技术中精密差分电压放大电路的电路图;图4为本技术中供电电路的电路图。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步说明。如图1所示,压力变送电路包括恒流源发生电路101、扩散硅压力传感器102、精密差分电压放大电路103和供电电路104;供电电路104给恒流源发生电路101和精密差分电压放大电路103供电;恒流源发生电路101给扩散硅压力传感器102提供恒定电流,扩散硅压力传感器102将压力信号转换为电压差信号。精密差分电压放大电路103用于放大扩散硅压力传感器产生的电压差信号,将微弱的毫伏信号放大到伏信号,使得后级的电流输出较稳定,并通过采样电阻将放大处理好的信号转化为4-20mA信号进行远程输出。扩散硅压力传感器采用杭州米科传感器有限公司生产的MIK-P300E,能够测量0~2Mpa的压力值(对应电压差范围为0~60mV),测量温度在-10℃~80℃。扩散硅压力传感器是在硅弹性膜片上用离子注入和激光修正方法形成4个阻值相等的扩散电阻,组成一个惠斯特电桥。恒流供电时在电桥a、b两端形成一个电位差,当压力越大时这个电位差也越大,将这个电位差进行精密放大以后进行4-20mA输出。下面结合图2和图3说明通过扩散硅压力传感器根据电位差法测量原理测量压力并输出4-20mA电流的方法。电位差法是利用压力作用时惠斯特电桥的一臂阻值变化,而流过电桥的电流不改变的情况下,在两输出端形成一个与压力成正比的电位差。为了得到电位差首先需要一个恒定的电流值I1。如图2所示,恒流源发生电路101包括放大器A3B;二极管D4产生一个恒定的电压基准VREF,V+和V-接惠斯特电桥的电流输入端,又放大器A3B的5脚和6脚的电压相同,可以得到 I 1 = V R E F R 8 - - - ( 1 ) ]]>其中,R8为电阻R8的阻值,VREF为REF端的电压值。如图3所示,当有压力施加到扩散硅压力传感器时,扩散硅压力传感器形成一个电位差经精密差分电压放大电路103输出至S+和S-两端,可以得到在供电电压端与外部地GND36之间的电流输出公式 I 2 = ( 200 + R G R G ) 本文档来自技高网...

【技术保护点】
压力变送电路,包括恒流源发生电路、扩散硅压力传感器、精密差分电压放大电路和供电电路,其特征在于:所述的恒流源发生电路给扩散硅压力传感器提供恒定电流,扩散硅压力传感器将压力信号转换为电压差信号;所述的精密差分电压放大电路用于放大扩散硅压力传感器产生的电压差信号,并通过采样电阻将放大处理好的信号转化为4‑20mA信号进行远程输出;供电电路包括型号均为LM317的稳压模块A1和A2;稳压模块A2的3引脚接二极管D1的负极,2引脚接电阻R2的一端;电阻R2的另一端接稳压模块A2的1引脚并输出电压V2为精密差分电压放大电路供电;二极管D1的正极接电容C0和CK0的一端并输入供电电压VCC;电容CK0的另一端接电容CK1的一端,电容CK1和C0的另一端接电容C1的一端并接外部地;电容C1的另一端接稳压模块A1的3引脚;稳压模块A1的2引脚接电阻R1的一端,1引脚接电阻R1的另一端和二极管D2的负极并输出电压V1为恒流源发生电路和精密差分电压放大电路供电;二极管D2的正极接内部地。

【技术特征摘要】
1.压力变送电路,包括恒流源发生电路、扩散硅压力传感器、精密差分电压放大电路和供电电路,其特征在于:所述的恒流源发生电路给扩散硅压力传感器提供恒定电流,扩散硅压力传感器将压力信号转换为电压差信号;所述的精密差分电压放大电路用于放大扩散硅压力传感器产生的电压差信号,并通过采样电阻将放大处理好的信号转化为4-20mA信号进行远程输出;供电电路包括型号均为LM317的稳压模块A1和A2;稳压模块A2的3引脚接二极管D1的负极,2引脚接电阻R2的一端;电阻R2的另一端接稳压模块A2的1引脚并输出电压V2为精密差分电压放大电路供电;二极管D1的正极接电容C0和CK0的一端并输入供电电压VCC;电容CK0的另一端接电容CK1的一端,电容CK1和C0的另一端接电容C1的一端并接外部地;电容C1的另一端接稳压模块A1的3引脚;稳压模块A1的2引脚接电阻R1的一端,1引脚接电阻R1的另一端和二极管D2的负极并输出电压V1为恒流源发生电路和精密差分电压放大电路供电;二极管D2的正极接内部地。2.根据权利要求1所述的压力变送电路,其特征在于:所述的扩散硅压力传感器采用杭州米科传感器有限公司生产的MIK-P300E压力传感器。3.根据权利要求1所述的压力变送电路,其特征在于:恒流源发生电路包括放大器A3B、二极管D3、二极管D4和电阻R8;放大器A3B的正相输入端接二极管D3的正极和二极管D4的负极;放大器A3B的反相输入端与电阻R8的一端连接并接扩散硅压力传感器的负电压输入端;放大器A3B的输出端接扩散硅压力传感器的正电压输入端;电阻R8的另一端和二极管D4的正极均接内部地;二极管D3的负极接供电电路的输出电压V1。4.根据权利要求3所述的压力变送电路,其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员:屠宏杰邓泽微郑功尧李山郑俊锋夏兵霞
申请(专利权)人:杭州米科传感技术有限公司
类型:新型
国别省市:浙江;33

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