本发明专利技术属于压力传感技术，提供一种非标准信号输出的压力传感器的互换性设计电路。本发明专利技术包括压力传感器、电源及采集接口电路和传输电缆三部分。压力传感器电路部分通过串联二极管组、精密电阻网络来实现对压力敏感电桥输出信号温度误差的补偿，建立了压力传感器输出电压与输入压力、供电电压三个参数的函数关系。电源及采集接口电路中引入串联分压电阻器，把串联分压电阻器分压后的电压作为传感器的供电电压Ui，与压力传感器输出信号Uo一起传递给采集系统，以通过上述函数关系式后解算出压力值P；传输电缆用于压力传感器与电源及采集接口电路之间的电气连接。该电路实现了对不同压力传感器和不同供电电源都能匹配和互换。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于压力传感技术，涉及一种非标准信号输出的压力传感器的互换性设计电路。
技术介绍
压力传感器是将需要测量的压力信号转换成为的电信号，并将电信号管理计算机或者采集系统的一种传感器。航空工业的发展，要求压力传感器能够满足系统多点压力监测、冗余备份的需要，并具有结构简单，可靠性高的特点。目前，高精度的稳压电源一般是高精度压力传感器的必要条件，而高精度的稳定电源通常由系统提供或者在压力传感器内部设计高精度稳压电源；这样无疑增加了采集系统和压力传感器的复杂性，尤其是在多点压力监测的条件下，总体电路的复杂性将在很大程度上降低了压力采集系统的可靠性，不能满足航空工业的应用需求。本专利技术结合压阻式惠斯登压力敏感电桥输入阻抗正温度系数特性和输出信号的负温度系数特性，通过两个或多个串联二极管利用其PN结正向温度特性使压力传感器的工作电压不同温度条件下保持恒定；通过精密电阻网络来实现在恒压条件下对压力敏感电桥输出信号温度误差的补偿；通过并联可调整电阻实现对压力传感器内部阻抗的调整，使压力传感器输出电压与输入压力、供电电压三个参数之间满足预定的函数关系，通过该函数关系可以精度解算出被测压力值。因此无需在在采集系统或者压力传感器中设置高精度稳压电路，简化了压力传感器和压力采集系统的电路，提高了可靠性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种非标准信号输出的压力传感器的互换性设计电路。>本专利技术采取的技术方案为：一种非标准信号输出的压力传感器的互换性设计电路，包括压力传感器、电源及采集接口电路和传输电缆三部分；压力传感器有五个电气连接点与外部电路连接，分别为电源正一Ui1+、电源正二Ui2+、电源负Ui-、输出负OUT-、输出正OUT+，其中电源正一Ui1+和电源正二Ui2+在压力传感器内部直接连接导通；电源及采集接口电路有五个电气连接点与压力传感器通过传输电缆连接，分别为电压输出UA、反馈电压输入UB、差分负输入端UC、差分正输入端Ud、电源地UE；传输电缆有A-A、B-B、C-C、D-D、E-E五根导线，导线A-A连接压力传感器电气连接点电源正一Ui1+和电源及采集接口电气连接点电压输出UA；导线B-B连接压力传感器电气连接点电源正二Ui2+和电源及采集接口电气连接点反馈电压输入UB；导线C-C连接压力传感器电气连接点输出负OUT-和电源及采集接口电气连接点差分负输入端UC；导线D-D连接压力传感器电气连接点输出正OUT+和电源及采集接口电气连接点差分正输入端UD；导线E-E连接压力传感器电气连接点电源负Ui-和电源及采集接口电气连接点电源地UE；压力传感器包括压阻式压力敏感电桥(1)、串联二极管组(2)、零位输出调节电阻RS、满量程输出调节电阻Rt、零位温度补偿调节电阻Rp1、灵敏度温度补偿调节电阻Rp2、内部阻抗调整电阻RL；压阻式压力敏感电桥(1)为惠斯登四臂力敏电桥，具有5个节点，其中节点d、e为负电源端，节点b为正电源端，节点a正输出端，节点c为负输出端；节点a与输出正OUT+连接，节点c与输出负OUT-连接；串联二极管管组(2)中包含一个或一个以上的半导体二极管，所有半导体二极管依次正向串联构成串联二极管组(2)；串联二极管组(2)中第1个二极管D1正极端与电源正Ui+相连接，最后一个二极管DN负极端与满量程输出调节电阻Rt的一端相连接；满量程输出调节电阻Rt的另一端与压力敏感电桥(1)的节点b相连接；零位输出调节电阻RS一端与压力敏感电桥(1)的节点d相连接，零位输出调节电阻RS另一端与压力敏感电桥(1)的节点e相连接；节点d和节点e根据以下情况选择连接点：当压力敏感电桥(1)初始零位输出电压为负值时，节点d与电源负Ui-连接；当压力敏感电桥(1)初始零位输出电压为正值时，节点e与电源负Ui-连接；零位温度补偿调节电阻Rp1的一端与压力敏感电桥(1)的节点b连接，另一端需根据压力敏感电桥(1)的零位输出温度漂移特性选择连接点：当压力敏感电桥(1)初始零位输出电压为正温度系数时，零位温度补偿调节电阻Rp1的另一端与节点c连接；当压力敏感电桥(1)初始零位输出电压为负温度系数时，零位温度补偿调节电阻Rp1的另一端与当节点a连接；灵敏度温度补偿调节电阻Rp2的一端与压力敏感电桥(1)的节点b连接，灵敏度温度补偿调节电阻Rp2的另外一端与电源负Ui-连接；内部阻抗调整电阻RL的一端与电源正Ui+连接，内部阻抗调整电阻RL的另外一端与电源负Ui-连接；电源及采集接口电路包括电压源(3)、供电电压采集电路(4)和差分采集电路(5)；电压源(3)包括电压源Uc和固定电阻器R0；电压源Uc的正输出端与固定电阻器R0的一端连接，固定电阻器R0的另外一端与电气连接点电压输出UA连接；电压源Uc的负输出端为电源地，与电气接点电源地UE连接；供电电压采集电路(4)的输入端与电气接点反馈电压输入UB；差分采集电路(5)的正、负输入端分别与电气接点差分正输入端UD、差分负输入端UC连接。本专利技术具有有益效果是：该电路结构可适应不同压力传感器输出信号不一致的问题，通过串联电阻器分压后的电压作为传感器的供电电压Ui，消除了由于系统电源电压不稳定或者不一致而对压力传感器引入电源附加误差，实现了对不同压力传感器和不同供电电源都能匹配和互换，并且具有相同的压力测量和采集精度。该专利技术解决了非标准信号输出的压力传感器的互换性问题，简化了压力传感器和采集系统的电路设计，在压力传感器网络尤其是现代航空系统中对多点压力监测采集系统中具有重要应用价值。附图说明附图1是本专利技术的电路结构示意图。具体实施方式下面结合说明书附图1对本专利技术作进一步详细说明。一种非标准信号输出的压力传感器的互换性设计电路，包括压力传感器、电源及采集接口电路和传输电缆三部分；压力传感器有五个电气连接点与外部电路连接，分别为电源正一Ui1+、电源正二Ui2+、电源负Ui-、输出负OUT-、输出正OUT+，其中电源正一Ui1+和电源正二Ui2+在压力传感器内部直接连接导通；电源及采集接口电路有五个电气连接点与压力传感器通过传输电缆连接，分别为电压输出UA、反馈电压输入UB、差分负输入端UC、差分正输入端Ud、电源地UE；传输电缆有A-A、B-B、C-C、D-D、E-E五根导线，导线A-A连接压力传感器电气连接点电源正一Ui1+和电源及采集接口电气连本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种非标准信号输出的压力传感器的互换性设计电路，其特征在于：包括压力传感器、电源及采集接口电路和传输电缆三部分；压力传感器有五个电气连接点与外部电路连接，分别为电源正一Ui1+、电源正二Ui2+、电源负Ui‑、输出负OUT‑、输出正OUT+，其中电源正一Ui1+和电源正二Ui2+在压力传感器内部直接连接导通；电源及采集接口电路有五个电气连接点与压力传感器通过传输电缆连接，分别为电压输出UA、反馈电压输入UB、差分负输入端UC、差分正输入端Ud、电源地UE；传输电缆有A‑A、B‑B、C‑C、D‑D、E‑E五根导线，导线A‑A连接压力传感器电气连接点电源正一Ui1+和电源及采集接口电气连接点电压输出UA；导线B‑B连接压力传感器电气连接点电源正二Ui2+和电源及采集接口电气连接点反馈电压输入UB；导线C‑C连接压力传感器电气连接点输出负OUT‑和电源及采集接口电气连接点差分负输入端UC；导线D‑D连接压力传感器电气连接点输出正OUT+和电源及采集接口电气连接点差分正输入端UD；导线E‑E连接压力传感器电气连接点电源负Ui‑和电源及采集接口电气连接点电源地UE；压力传感器包括压阻式压力敏感电桥(1)、串联二极管组(2)、零位输出调节电阻RS、满量程输出调节电阻Rt、零位温度补偿调节电阻Rp1、灵敏度温度补偿调节电阻Rp2、内部阻抗调整电阻RL；压阻式压力敏感电桥(1)为惠斯登四臂力敏电桥，具有5个节点，其中节点d、e为负电源端，节点b为正电源端，节点a正输出端，节点c为负输出端；节点a与输出正OUT+连接，节点c与输出负OUT‑连接；串联二极管管组(2)中包含一个或一个以上的半导体二极管，所有半导体二极管依次正向串联构成串联二极管组(2)；串联二极管组(2)中第1个二极管D1正极端与电源正Ui+相连接，最后一个二极管DN负极端与满量程输出调节电阻Rt的一端相连接；满量程输出调节电阻Rt的另一端与压力敏感电桥(1)的节点b相连接；零位输出调节电阻RS一端与压力敏感电桥(1)的节点d相连接，零位输出调节电阻RS另一端与压力敏感电桥(1)的节点e相连接；节点d和节点e根据以下情况选择连接点：当压力敏感电桥(1)初始零位输出电压为负值时，节点d与电源负Ui‑连接；当压力敏感电桥(1)初始零位输出电压为正值时，节点e与电源负Ui‑连接；零位温度补偿调节电阻Rp1的一端与压力敏感电桥(1)的节点b连接，另一端需根据压力敏感电桥(1)的零位输出温度漂移特性选择连接点：当压力敏感电桥(1)初始零位输出电压为正温度系数时，零位温度补偿调节电阻Rp1的另一端与节点c连接；当压力敏感电桥(1)初始零位输出电压为负温度系数时，零位温度补偿调节电阻Rp1的另一端与当节点a连接；灵敏度温度补偿调节电阻Rp2的一端与压力敏感电桥(1)的节点b连接，灵敏度温度补偿调节电阻Rp2的另外一端与电源负Ui‑连接；内部阻抗调整电阻RL的一端与电源正Ui+连接，内部阻抗调整电阻RL的另外一端与电源负Ui‑连接；电源及采集接口电路包括电压源(3)、供电电压采集电路(4)和差分采集电路(5)；电压源(3)包括电压源Uc和固定电阻器R0；电压源Uc的正输出端与固定电阻器R0的一端连接，固定电阻器R0的另外一端与电气连接点电压输出UA连接；电压源Uc的负输出端为电源地，与电气接点电源地UE连接；供电电压采集电路(4)的输入端与电气接点反馈电压输入UB；差分采集电路(5)的正、负输入端分别与电气接点差分正输入端UD、差分负输入端UC连接。...
【技术特征摘要】
1.一种非标准信号输出的压力传感器的互换性设计电路，其特
征在于：包括压力传感器、电源及采集接口电路和传输电缆三部分；
压力传感器有五个电气连接点与外部电路连接，分别为电源正一
Ui1+、电源正二Ui2+、电源负Ui-、输出负OUT-、输出正OUT+，其中
电源正一Ui1+和电源正二Ui2+在压力传感器内部直接连接导通；电源
及采集接口电路有五个电气连接点与压力传感器通过传输电缆连接，
分别为电压输出UA、反馈电压输入UB、差分负输入端UC、差分正输入
端Ud、电源地UE；传输电缆有A-A、B-B、C-C、D-D、E-E五根导线，
导线A-A连接压力传感器电气连接点电源正一Ui1+和电源及采集接口
电气连接点电压输出UA；导线B-B连接压力传感器电气连接点电源正
二Ui2+和电源及采集接口电气连接点反馈电压输入UB；导线C-C连接
压力传感器电气连接点输出负OUT-和电源及采集接口电气连接点差
分负输入端UC；导线D-D连接压力传感器电气连接点输出正OUT+和
电源及采集接口电气连接点差分正输入端UD；导线E-E连接压力传感
器电气连接点电源负Ui-和电源及采集接口电气连接点电源地UE；
压力传感器包括压阻式压力敏感电桥(1)、串联二极管组(2)、
零位输出调节电阻RS、满量程输出调节电阻Rt、零位温度补偿调节
电阻Rp1、灵敏度温度补偿调节电阻Rp2、内部阻抗调整电阻RL；压
阻式压力敏感电桥(1)为惠斯登四臂力敏电桥，具有5个节点，其
中节点d、e为负电源端，节点b为正电源端，节点a正输出端，节
点c为负输出端；节点a与输出正OUT+连接，节点c与输出负OUT-
连接；串联二极管管组(2)中包含一个或一个以上的半导体二极管，
所有半导体二极管依次正向串联构成串联二极管组(2)；串联二极管
组...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐阳辉，邱晃，王辉，张波，
申请(专利权)人：武汉航空仪表有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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