压力变送电路的利记博彩app
【专利摘要】本实用新型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。
【专利说明】
压力变送电路
技术领域
[0001] 本实用新型属于电子技术领域，具体设及一种压力变送电路。
【背景技术】
[0002] 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W对于压力转4-20mA的模块电路 也日益增加。
[0003] -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。
【发明内容】
[0004] 本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种用于对扩散娃压力传感器信 号进行测量的压力变送电路。
[0005] 本实用新型包括恒流源发生电路、扩散娃压力传感器、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娃压力传感器提供恒定电流，扩散娃压力传感器 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娃压力传感器 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。
[0006] 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的巧侧接电阻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VI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。
[0007] 所述的扩散娃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。
[000引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 接并接扩散娃压力传感器的负电压输入端;放大器A3B的输出端接扩散娃压力传感器的正 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VI。
[0009] 精密差分电压放大电路包括放大器A3A、A4A、A4B和Ξ极管A5;放大器A4A的正相输 入端接扩散娃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VI，负供电电压端接内部地;放大器A4B的正相输入端接扩散娃压力传感器 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R1 ο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VI，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Ξ极管A5的基极;Ξ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;Ξ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。
[0010] 本实用新型的有益效果：
[0011] 本实用新型操作简单，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W较好地保证工作人员的人身安全。
【附图说明】
[0012] 图1为本实用新型的系统框图；
[0013] 图2为本实用新型中恒流源发生电路的电路图；
[0014] 图3为本实用新型中精密差分电压放大电路的电路图；
[0015] 图4为本实用新型中供电电路的电路图。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0017] 如图1所示，压力变送电路包括恒流源发生电路101、扩散娃压力传感器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给扩散娃压力传感器102提供恒定电流，扩散娃压力 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用于放大扩散娃压力 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。
[0018] 扩散娃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)，测量溫度在-10°C~80°C。扩散娃压力传感器 是在娃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，当压力越大时运个电位差也越大， 将运个电位差进行精密放大W后进行4-20mA输出。
[0019] 下面结合图2和图3说明通过扩散娃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。
[0020] 为了得到电位差首先需要一个恒定的电流值II。如图2所示，恒流源发生电路101 包括放大器A3B;二极管〇4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W得到
[0021]
(1)
[0022] 其中，R8为电阻R8的阻值，Vref为R邸端的电压值。
[0023] 如图3所示，当有压力施加到扩散娃压力传感器时，扩散娃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W得到在供电电压端与外部地 GND36之间的电流输出公式 瞧]
樹
[002引其中，Vi为电阻R5和R6的分压;V2为电阻R3、调零电阻WZ和R4的分压;Vs+为S+端电 压，Vs-为S-端电压;R功增益电阻WS和电阻R9的阻值之和;GND36为外部地，GND为内部地。
[0026] 当扩散娃压力传感器形成的电位差为零时，S+与S-端的电位差基本等于零，故零点 只与后项V2-V巧关，当V2-V1确定时，只需确定电阻R20的值就能调整好零点输出。在实际情 况中由于电阻会有误差，故加入调零电阻WZ，通过WZ调节因电阻和电路造成误差，修正零点 误差。
[0027] 当压力为2M化时，S+与S-端的电位差大概为60mV，调零W后满量程只t
有 关。通过调节增益电阻WS，将满量程输出时的电流值调节为20mA。增益电阻的阻值必须选取 合适，否则可能出现满度电流达不到或者超过量程调不回来的现象。
[0028] 图4为整个系统的供电电路，其中VCC与GND36为供电的输入正负极，V2为精密差分 电压放大电路产生4-20mA提供一个高电压供电，VI为恒流源发生电路和A3A、A3B、A4A、A4B 运算放大器供电。
【主权项】
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CKO的一端并输入供电电压VCC;电容CKO 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VI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娃压力传感器的负电压输入端； 放大器A 3 B的输出端接扩散娃压力传感器的正电压输入端；电阻R 8的另一端和二极管D 4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VI。4. 根据权利要求3所述的压力变送电路，其特征在于: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娃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VI，负供电电压端接内部 地;放大器A4B的正相输入端接扩散娃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Rl 1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VI，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。
【文档编号】G01L1/18GK205620054SQ201620471215
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年5月20日
【发明人】屠宏杰, 邓泽微, 郑功尧, 李山, 郑俊锋, 夏兵霞
【申请人】杭州米科传感技术有限公司