一种三线制压力变送器制造技术

一种三线制压力变送器，属于压力测量技术领域。包括压力传感器，其特征在于：压力传感器的输出端连接仪表放大模块的输入端，仪表放大模块的输出端连接A/D转换模块的输入端，A/D转换模块的输出端连接CPU模块的输入端，CPU模块的输出端连接D/A转换模块的输入端，D/A转换模块的输出端连接V/I转换模块的输入端，V/I转换模块的输出端为变送输出端；还设置有为压力传感器、仪表放大器模块、A/D转换模块、D/A转换模块、V/I转换模块以及CPU模块进行供电的供电单元。本实用新型专利技术的三线制压力变送器，具有结构简单，性能可靠，精度高的优点，尤其适用于具有三线制要求的PLC使用。

【技术实现步骤摘要】

一种三线制压力变送器，属于压力测量

技术介绍
目前，在工业应用中压力变送器是一种常见的压力检测仪表。在现有技术的压力变送器一般为二线制压力变送器，即供电电压输入端以及变送电流输出端共用两条导线。也有一部分为四线制压力变送器，即供电电压输入端以及变送电流输出端分别各自使用两条导线。但在实际应用时，仍有一部分PLC设备具有传统的三线制输入，而这二线制和四线制的压力变送器都不能满足三线制PLC设备的需要。部分压力变送器由于采用模拟电路的分立元件搭成即便能满足三线制4~20mA输出需求，但其成本高，精度低，而且生产调试复杂，需要不停的更换整线路上的零位、满度电阻值来满足4~20mA电流输出要求，这种4~20mA电路极大的浪费了人力、财力，而且线路板的可维护性极差。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种结构简单，性能可靠，尤其适用于具有三线制要求的PLC使用的三线制压力变送器。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：该三线制压力变送器，包括压力传感器，其特征在于：压力传感器的输出端连接仪表放大模块的输入端，仪表放大模块的输出端连接A/D转换模块的输入端，A/D转换模块的输出端连接CPU模块的输入端，CPU模块的输出端连接D/A转换模块的输入端，D/A转换模块的输出端连接V/I转换模块的输入端，V/I转换模块的输出端为变送输出端；还设置有为压力传感器、仪表放大器模块、A/D转换模块、D/A转换模块、V/I转换模块以及CPU模块进行供电的供电单元。优选的，在所述的仪表放大器模块的参考电压输入端连接有电压跟随模块。优选的，所述的电压跟随模块为集成运算放大器U4以及电阻R8~R9组成的电源跟随器电路，其中供电电源串联电阻R8之后同时并联电阻R9的一端以及集成运算放大器芯片U4的同相输入端，集成运算放大器芯片U4反相输入端以及输出端同时连接所述的仪表放大器模块的参考电压输入端。优选的，所述的供电单元包括外部电源、电源转换模块以及为所述的压力传感器供电的恒流源模块，外部电源接入电源转换模块的输入端，电源转换模块的输出端同时与恒流源模块以及所述的仪表放大器模块、A/D转换模块、D/A转换模块、CPU模块的供电输入端连接；外部电源与V/I转换模块的供电输入端连接。优选的，设置有与所述的CPU模块的输入端连接的按键处理模块，所述的供电单元接入按键处理模块。优选的，设置有用于显示的LED单元，所述的CPU模块的输出端连接LED单元内的LED驱动模块。与现有技术相比，本技术所具有的有益效果是：1、本技术的三线制压力变送器，具有结构简单，性能可靠，精度高的优点，尤其适用于具有三线制要求的PLC使用。2、CPU模块采用微芯公司的PIC系列单片机，体积小、耗能低、而且价格低廉，降低了设计成本。3、V/I转换模块将D/A转换模块输出的压力信号转换成三线制4～20mA/DC工业信号，供后续的三线制PLC设备使用，从而完成工业过程压力自动化控制。4、通过设置按键处理模块，在生产过程中只需简单的几步操作就可完成参数设置和线性校准，操作方便。4、在仪表放大模块的参考电压输入端连接了电压跟随器模块输出的电压，避免了有的压力传感器在零位输出微小的负信号，而仪表放大模块又不能放大负信号，导致此负信号丢失或失真，造成在此负信号压力下输出的电压不准的现象，新增的电压跟随器电路，其输出的电压直接连接仪表放大模块的参考电压输入端，相当于提高了参考电压的值，通过此操作可以将压力传感器零位输出的负信号转换为正信号，进而可以进行正常的放大及A/D转换操作，从而提高了整个线路板的测量精度。附图说明图1为三线制压力变送器原理方框图。图2为三线制压力变送器电路原理图。具体实施方式图1~2是本技术的最佳实施例，下面结合附图1~2对本技术做进一步说明。如图1所示，一种三线制压力变送器，包括：CPU模块，压力传感器、仪表放大模块、恒流源模块、电压跟随模块、A/D转换模块，按键处理模块、LED驱动模块、电源转换模块、D/A转换模块以及V/I转换模块。压力传感器的输出端与仪表放大模块的输入端相连，仪表放大模块的输出端与A/D转换模块的输入端相连，A/D转换模块的输出端连接CPU模块的信号输入端，按键处理模块的输出端同时与CPU模块的信号输入端相连。CPU模块的信号输出端同时与LED驱动模块和D/A转换模块的输入端相连，D/A转换模块的输出端同时与V/I转换模块的输入端相连，V/I转换模块的输出端输出4~20mA电流信号，上述的压力传感器通过恒流源模块输出的恒流源信号驱动工作，在上述的仪表放大器的电压参考端还连接有电压跟随模块。还设置有与上述恒流源模块、电压跟随模块、LED驱动模块、仪表放大模块、A/D转换模块、D/A转换模块、按键处理模块以及CPU模块的电源输入端相连的电源转换模块，通过电源转换模块为上述的各模块提供工作所需的电压。接入电源转换模块输入端的输入电源为外部接入的24V直流电源，在本三线制压力变送器中，直接将PLC输出端提供的24V直流电源引入作为外接电源，PLC直流电源同时为V/I转换模块提供工作电源。压力传感器在恒流源模块的驱动下工作，并将感受到的压力信号转换为毫伏级的电压信号送入仪表放大模块中进行放大，并将放大后的信号送入A/D转换模块进行模数转换，并由A/D转换模块将转换得到的数字信号送入CPU模块内。CPU模块接收到A/D转换模块送入的数据之后进行处理，通过LED驱动模块驱动LED进行显示，同时将处理后的数据送入D/A转换模块内进行数模转换，经D/A转换模块转换得到的模拟信号送入V/I转换模块内，由V/I转换模块进行变送输出。通过在仪表放大模块的电压参考端设置电压跟随模块，电压跟随模块输出的电压抬高了仪表放大模块的参考端电压，因此当压力传感器输出的信号为负压信号时，可以将压力传感器零位输出的负信号转换为正信号，避免了仪表放大模块不能放大负信号的弊端，提高了整个线路板的精度。在本三线制压力变送器工作过程中，同时可通过按键处理模块向CPU模块输入信号，对本三线制压力变送器进行设置和调试，如校准操作，简化了车间的生产调试过程。 在图2所述的本三线制压力变送器的电路原理图中，由电阻R1~R3、电容C1以及集成运算放大器组成的恒流源电路的输出端连接到压力传感器RP的输入端，为压力传感器RP进行供电。压力传感器RP的输出端分别连接仪表放大器芯片U5的信号输入端：3脚和2脚，仪表放大器芯片U5的1脚和8脚之间连接增益电阻RG，仪表放大器芯片U5的5脚为电压参考端，在该管脚上连接有由集成运算放大器U4以及电阻R8~R9、电容C3组成的电压跟随器电路。仪表放大器芯片U5为上述的仪表放大器模块，集成运算放大器U4以及电阻R8~R9组成的电压跟随器电路为上述的电压跟随模块，其中供电电源串联电阻R8之后同时并联电阻R9的一端以及集成运算放大器芯片U4的同相输入端，集成运算放大器芯片U4反相输入端以及输出端同时连接所述的仪表放大器芯片U5的参考电压输入端。仪表放大器芯片U5的信号输出端6脚串联电阻R7之后同时并联电容C2的一端以及集成芯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三线制压力变送器，包括压力传感器，其特征在于：压力传感器的输出端连接仪表放大模块的输入端，仪表放大模块的输出端连接A/D转换模块的输入端，A/D转换模块的输出端连接CPU模块的输入端，CPU模块的输出端连接D/A转换模块的输入端，D/A转换模块的输出端连接V/I转换模块的输入端，V/I转换模块的输出端为变送输出端；还设置有为压力传感器、仪表放大器模块、A/D转换模块、D/A转换模块、V/I转换模块以及CPU模块进行供电的供电单元。

【技术特征摘要】
1.一种三线制压力变送器，包括压力传感器，其特征在于：压力传感器的输出端连接仪表放大模块的输入端，仪表放大模块的输出端连接A/D转换模块的输入端，A/D转换模块的输出端连接CPU模块的输入端，CPU模块的输出端连接D/A转换模块的输入端，D/A转换模块的输出端连接V/I转换模块的输入端，V/I转换模块的输出端为变送输出端；还设置有为压力传感器、仪表放大器模块、A/D转换模块、D/A转换模块、V/I转换模块以及CPU模块进行供电的供电单元。2.根据权利要求1所述的三线制压力变送器，其特征在于：在所述的仪表放大器模块的参考电压输入端连接有电压跟随模块。3. 根据权利要求2所述的三线制压力变送器，其特征在于：所述的电压跟随模块为集成运算放大器U4以及电阻R8~R9组成的电源跟随器电路，其中供电电源串联电阻R8之后同时并联电阻R9的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王惜芳，张志辉，刁国荣，周秀成，
申请(专利权)人：淄博飞雁先行测控技术有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37