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低直流电压供电的压力变送器的实施方式

时间:2019-08-17来源:admin浏览次数:

  图1是本压力变送器的结构装配示意图。 图2是本产品的电路结构原理的一个实施例。 图3是本产品的电路结构原理的另一个实施例。 具体实施方式

  下面结合附图对本产品的结构原理和工作原理作详细说明。

  参见图l,对本产品包括--芯片基座l,芯片基座l上开有 与其腔体相通的压力孔3 ,芯片基座1的腔体内配置敏感元件5,敏 感元件5的顶部由压环2靠螺纹将敏感元件5锁紧,在压环2的顶部 由螺钉7祷电路板8固定,外壳4靠螺纹并通过密封圈6与芯片基座 1紧密结合,锁紧件10通过密封圈9与外壳4紧密结合。

  本压力变送器的工作原理是,外界流体或气体压力通过芯片基座1 的压力孔3将压力直接作用在敏感元件5上,并产生一个与压力成正 比的电压信号(mV),经过电路板8再进行放大处理,产生一个标准 的电压信号,可直接与电脑连接,这标准信号可以是0〜5V、 (MOV、 4〜20mA、 0~20mAo

  参见图2,该实施例的标准电压信号输出分为0~5V和0-10V, 其内部电路即电路板8包括一直流升压模块11,直流升压模块11再给恒流源12、直流电压反向器14及仪表放大器13提供12V直流电 源,直流电压反向器14同时也向仪表放大器13提供负电压,并由恒 流源12产生一个1.5mA的电流向敏感元件5提供工作电流,然后再 由敏感元件5向仪表放大器13提供mV级压力信号。仪表放大器13 为腿126。

  该实施例的工作原理是:由直流升压模块11将5V直流电压升 压到12V直流电压,并通过恒流源12电路为压阻式压力传感器供电, 然后再经过仪表放大器13放大成标准信号进行输出。仪表放大器 INA126的特点是一种高增益、直流耦合放大器,具有差分输入、单 端输出、嵩输入阻抗和高共模抑制比的特点。差分放大器和仪表放大 器所采用的基础部件即运算放大器基本相同,在性能上与标准运算放 大器有很大的不同。标准运算放大器是单端器件,其传输函数主要由 反馈网络决定;而差分放大器和仪表放大器在有共模信号条件下能够 放大很微弱的差分信号,因而具有很高的共模抑制比(C服),通常不

  需要外部反馈网络。仪表放大器是一种具有差分输入和其输出相对于 参考端为单端输出的闭环增益单元。输入阻抗呈现为对称阻抗且具有

  大的数值,通常为109或更大。与由接在反向输入端和输出端之间的 外部电阻决定的闭环增益运算放大器不同,仪表放大器使用了一个与 其信号输入端隔离的内部反馈电阻网络。利用加到两个差分输入端的 输入信号,增益或是从内部预置,或是通过也与信号输入端隔离的内 部或外部增益电阻器由用户设置。典型仪表放大器的增益设置范围为 1〜1000。参见图3,该实施例的内部电路即电路板8包括一直流升压模块 11,为集成电路15提供工作电压,集成电路15再为敏感元件5提供激 励电压,敏感元件5向集成电路15提供mV级压力信号,同时随着压力 的变化集成电路15再输出一个4^20mA或0^20mA的标准电流信号。集 成电路15为AM402。

  该实施例的工作原理是:除了直流升压块11将5V直流电压升压 到12V直流电压外,还采用了一只德国生产的AM402集成电路15,其 内部具有高精度基准电源、仪表放大器及V/I转换器,可以将压力信 号变成标准的三线制4~20或0~1011^电流信号输出。集成电路扁402 是一个用f处理差分电桥信号的电压电流输出转换接口集成电路, 这种集成电路应用在信号变化范围较大的传感器上是十分理想的,比 如:压力传感器、热敏电阻探测器(RTD)等。它可以用二线方式输 出(4…20mA)或者三线方式(0/4"'20mA)输出。它是由一个用于差 分输入信号放大的高度精度仪表放大器, 一个可调的高度稳定的参考 电压(4.5至1OT)以及一个由电压控制的电流输出级组成。此接口 电路的电流输出范围和偏置调零以及增益系数可以通过外接电阻在 较宽的范围内进行调整。用少量的外接元件就可以使集成电路AM402 成为一个用途广泛的电压电流转换接口电路。集成电路扁幼2是一个 用于处理差分电桥信号的电压电流输出转换接口集成电路,这种电 路应用在信号变化范围较大的传感器上是十分理想的,比如:压力传 感器、热敏电P且探测器(RTD)等。它可以用二线方式输出(4",20mA) 或者三线方式(0/4'"20niA)输出。它是由一个用于差分输入信号放大的高度精度仪表放大器, 一个可调的高度稳定的参考电压(4.5至 10V)以及一个由电压控制的电流输出级组成。此接口电路的电流输 出范围和偏置调零以及增益系数可以通过外接电阻在较宽的范围内 进行调整。用少量的外接元件就可以使AM幼2成为一个用途广泛的电 压电流转换接口电路。
图1-2
图3



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