基于LC振荡电路的压力变送器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于LC振荡电路的压力变送器，包括依次连接的压力-位移转换机构、LC正弦波振荡电路、频率测量仪、A/D转换电路、单片机以及显示器，所述压力-位移转换机构包括压力板和设置在压力板下方的测量线圈，所述测量线圈连接在LC正弦波振荡电路中。本实用新型专利技术测量输出的信号为频率值，然后通过计算得到位移值，即使电压信号大小发生变化，只要电压信号频率不改变，测量结果就不会改变，因此具有更高的灵敏度、线性度以及抗干扰性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及检测仪表
，特别是一种压力变送器。
技术介绍
随着工业生产的不断发展，对检测仪表的测量精度、测量范围、动态特性以及远距 离传输等提出了更高要求。目前，国内压力信号的变送方法根据工作原理主要有电感式、电 容式、力平衡式、霍尔式、振弦式、应变式和光纤式等。其中电感式压力传感器的工作原理是 由于磁性材料和磁导率不同，当压力作用于膜片时，气隙大小发生改变，气隙的改变影响线 圈电感的变化，处理电路可以把这个电感的变化转化成相应的电信号输出，从而达到测量 压力的目的；电感式压力传感器的优点在可以进行远距离传输；但是线性不太高，并且如 果整个系统如果出现扰动，比如电源电压升高等，那么测量结果也会出现波动。机械式压力 仪表只能进行就地测量，不能进行远程传输，易故障，测量精度低。
技术实现思路
本技术需要解决的技术问题是提供一种灵敏度、线性度、准确度以及抗干扰 性都较高的压力变送器。 为解决上述技术问题，本技术所采取的技术方案如下。 基于LC振荡电路的压力变送器，包括依次连接的压力-位移转换机构、LC正弦波 振荡电路、频率测量仪、A/D转换电路、单片机以及显示器，所述压力-位移转换机构包括压 力板和设置在压力板下方的测量线圈，所述测量线圈连接在LC正弦波振荡电路中。 上述基于LC振荡电路的压力变送器，所述压力板为高强度塑料板。 上述基于LC振荡电路的压力变送器，所述LC正弦波振荡电路包括电容、电感线 圈、三极管以及限流电阻；所述测量线圈的两端并联连接在LC正弦波振荡电路中电容的两 端，测量线圈通过铁芯与LC正弦波振荡电路中的电感线圈耦合；所述电感线圈的一端连接 三极管的基极，电感线圈的另一端接地；测量线圈和电容的并联支路连接在电源与三极管 的集电极之间；限流电阻连接在三极管的发射极与地之间。 上述基于LC振荡电路的压力变送器，所述LC正弦波振荡电路中还设置有分压支 路，所述分压支路包括串联连接在电源和地之间的第一电阻和第二电阻，三极管的基极连 接在第一电阻和第二电阻之间。 上述基于LC振荡电路的压力变送器，所述LC正弦波振荡电路中还设置有滤波电 容，滤波电容连接在电感线圈和三极管基极之间。 由于采用了以上技术方案，本技术所取得技术进步如下。 本技术将压力信号转化为位移信号，该位移量导致线圈电感值变化，通过测 量LC振荡电路输出信号的频率进而可以间接测量出压力大小。相对于直接电感式压力变 送器，本技术测量输出的信号为频率值，然后通过计算得到位移值，即使电压信号大小 发生变化，只要电压信号频率不改变，测量结果就不会改变，因此具有更高的灵敏度、线性 度以及抗干扰性。【附图说明】 图1为本技术的结构框图； 图2为本技术所述压力-位移转换机构的结构示意图； 图3为本技术所述LC正弦波振荡电路的电路图。 其中：8?压力板；L.测量线圈，C.电容，Lb?电感线圈，Q?三极管，Re?限流电阻，Cb?滤波电容Cb，RbL第一电阻，Rb2?第二电阻。【具体实施方式】 下面将结合附图和具体实施例对本技术进行进一步详细说明。 本技术针对目前测量压力的机械式压力仪表只能进行就地测量，不能进行远 程传输，易故障，测量精度低；其他电感式、电容式压力仪表，虽然可以实现压力的远程传 输，但是其测量精度较低，且测量时容易受到干扰（如电源电压波动）等方面存在的问题， 进行了改进。本技术将测量的量从电流或电压变换成频率，不仅可以提高测量精度以 及灵敏度，而且还可以提高抗干扰能力。 本技术提供一种基于LC振荡电路的压力变送器，如图1所示，包括依次连接 的压力-位移转换机构、LC正弦波振荡电路、频率测量仪、A/D转换电路、单片机以及显示 器。 压力-位移转换机构如图2所示，包括压力板8和设置在压力板下方的测量线圈 L，测量线圈L连接在LC正弦波振荡电路中。压力板选择高强度塑料板，不影响磁场分布， 测量线圈选择多层电感，两个接线端子在同一侧，便于电路连接。 本技术的LC正弦波振荡电路的电路图如图3所示，包括电容C、电感线圈Lb、 三极管Q、限流电阻Re、分压支路以及滤波电容Cb。测量线圈L的两端并联连接在LC正弦 波振荡电路中电容C的两端，测量线圈L通过铁芯与LC正弦波振荡电路中的电感线圈Lb耦 合。电感线圈Lb的一端经滤波电容Cb连接三极管Q的基极，电感线圈Lb的另一端接地；测 量线圈L和电容C的并联支路连接在电源％与三极管Q的集电极之间；限流电阻Re连接在 三极管Q的发射极与地之间。分压支路包括串联连接在电源UE和地之间的第一电阻Rbl和 第二电阻Rb2,三极管Q的基极连接在第一电阻Rbl和第二电阻Rb2之间。 本技术的工作原理为：当压力施加到压力板上时，由于压力作用，压缩测量线 圈，导致测量线圈长度变短，即改变了测量线圈的电感值大小；当测量线圈的电感值发生变 化时，LC正弦波振荡电路的谐振频率即发生变化，由于谐振频率的变化，整个LC正弦波振 荡电路的输出频率也就会随之改变。通过频率测量仪测量LC正弦波振荡电路的振荡频率 变化情况，并通过A/D转换电路转换后传输给单片机，单片机根据测量频率，利用频率与压 强P的关系，计算得到压强值P，然后通过显示器显示。 本技术中所测压力与频率的关系，可通过空心电感线圈计算公式、频率计算 公式以及胡克定律计算得出，具体分析如下。 空心电感线圈计算公式：【主权项】1. 基于LC振荡电路的压力变送器，其特征在于：包括依次连接的压力-位移转换机 构、LC正弦波振荡电路、频率测量仪、A/D转换电路、单片机以及显示器，所述压力-位移转 换机构包括压力板（8)和设置在压力板下方的测量线圈（L)，所述测量线圈（L)连接在LC正 弦波振荡电路中。2. 根据权利要求1所述的基于LC振荡电路的压力变送器，其特征在于：所述压力板为 高强度塑料板。3. 根据权利要求1所述的基于LC振荡电路的压力变送器，其特征在于：所述LC正弦 波振荡电路包括电容（C)、电感线圈（Lb)、三极管（Q)以及限流电阻（R e);所述测量线圈（L) 的两端并联连接在LC正弦波振荡电路中电容（C)的两端，测量线圈（L)通过铁芯与LC正弦 波振荡电路中的电感线圈（L b)耦合；所述电感线圈（Lb)的一端连接三极管（Q)的基极，电感 线圈（Lb)的另一端接地；测量线圈（L)和电容（C)的并联支路连接在电源与三极管（Q)的 集电极之间；限流电阻（?)连接在三极管（Q)的发射极与地之间。4. 根据权利要求3所述的基于LC振荡电路的压力变送器，其特征在于：所述LC正弦 波振荡电路中还设置有分压支路，所述分压支路包括串联连接在电源和地之间的第一电阻 (R bI)和第二电阻（Rb2)，三极管（Q)的基极连接在第一电阻（RbI)和第二电阻（R b2)之间。5. 根据权利要求3所述的基于LC振荡电路的压力变送器，其特征在于：所述LC正弦 波振荡电路中还设置有滤波电容（Cb)，滤波电容（C b)连接在电感线圈（Lb)和三极管（Q)基 极之间。【专利摘要】本技术公开了一种基于LC振荡电路的压力变送器，包括依次连接的压力-位移转换机构、LC正弦波振荡电路、频率测量仪、A/D转换电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于LC振荡电路的压力变送器，其特征在于：包括依次连接的压力‑位移转换机构、LC正弦波振荡电路、频率测量仪、A/D转换电路、单片机以及显示器，所述压力‑位移转换机构包括压力板（8）和设置在压力板下方的测量线圈（L），所述测量线圈（L）连接在LC正弦波振荡电路中。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘智远，钱江波，陈飞雄，王洪跃，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：新型
国别省市：河北;13