[實(shí)用新型]一種低頻寬電壓輸出范圍的絕壓傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201020253368.6
• 申請日: 2010-07-09
• 公開（公告）號: CN201754114U
• 公開（公告）日: 2011-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳玉玲;邰愛民;趙爽;史巖峰
• 申請（專利權(quán)）人: 北京強(qiáng)度環(huán)境研究所
• 主分類號: G01L9/04
• 分類號: G01L9/04
• 代理公司: 核工業(yè)專利中心 11007
• 代理人: 程旭輝

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及絕壓傳感器領(lǐng)域，具體涉及一種低頻寬電壓輸出范圍的絕壓傳感器。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的用于壓力參數(shù)測量的傳感器有靜壓傳感器和動壓傳感器兩種，靜壓傳感器多采用T型引壓進(jìn)氣容腔，引壓管會引起容腔效應(yīng)，從而會大大降低傳感器的動態(tài)響應(yīng)特性，適于靜態(tài)壓力的測量。動壓傳感器多采取齊平式封裝設(shè)計(jì)，即以敏感元件的平坦膜片一面直接感受介質(zhì)壓力，無引壓進(jìn)氣道，這種結(jié)構(gòu)的傳感器動態(tài)響應(yīng)好，適用于比較高頻的動壓信號的測量，但不能測量靜壓(0Hz)信號。這兩種結(jié)構(gòu)的傳感器都不適用于低頻(含靜態(tài))壓力的測量。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于設(shè)計(jì)一種適用于低頻(含靜態(tài))壓力測量的絕壓傳感器。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：一種低頻寬電壓輸出范圍的絕壓傳感器，包括引壓嘴、敏感元件、外殼、導(dǎo)線、電路板和插座；其中外殼和引壓嘴連接固定，插座固定在外殼頂部中間部位，引壓嘴中部固定有敏感元件，電路板連接固定在引壓嘴的頂部，電路板和敏感元件的電橋之間通過導(dǎo)線連接。

進(jìn)一步，上述一種低頻寬電壓輸出范圍的絕壓傳感器，其中，引壓嘴的引壓結(jié)構(gòu)半徑為12mm，長度為25mm。

進(jìn)一步，上述一種低頻寬電壓輸出范圍的絕壓傳感器，其中，電路板上的電路設(shè)計(jì)為供電電源給恒流源電路、-5V零位調(diào)整電路和信號調(diào)理電路供電，恒流源給敏感元件提供1mA的電流，敏感元件輸出的電壓經(jīng)信號調(diào)理電路放大、濾波，并經(jīng)一5V零位調(diào)整后輸出-5V～+5V的電壓信號。

進(jìn)一步，上述一種低頻寬電壓輸出范圍的絕壓傳感器，其中，傳感器選用的敏感元件為MEAS86。

進(jìn)一步，上述一種低頻寬電壓輸出范圍的絕壓傳感器，其中，恒流源電路設(shè)計(jì)為+15V的供電電壓給電壓基準(zhǔn)源AD580的1管腳供電，AD580的3管腳與信號地連接，AD580的2管腳輸出2.5V的基準(zhǔn)電壓，AD580的2管腳與1/4OP497運(yùn)放的3管腳連接，1/4OP497運(yùn)放的2管腳通過精密電阻R2與信號地連接，1/4OP497運(yùn)放的2管腳還通過電橋與1/4OP497運(yùn)放的1管腳連接。

進(jìn)一步，上述一種低頻寬電壓輸出范圍的絕壓傳感器，其中，-5V零位輸出的調(diào)整電路為-15V的供電電源通過一個電阻與電壓基準(zhǔn)源AD581的3管腳連接，3管腳輸出-10V的電壓基準(zhǔn)，AD581的1、2管腳與信號地連接，AD581的3管腳通過R4、R3與信號地連接，取R3和R4間的電位Vr經(jīng)R5接入后續(xù)的信號調(diào)理電路，利用該參考電路Vr實(shí)現(xiàn)傳感器零位輸出電壓-5V的調(diào)整。

本實(shí)用新型的有益效果在于：(1)能夠用于低頻(0～100Hz，含靜態(tài))0.2MPa絕對壓力的測量；(2)采用了寬口感壓結(jié)構(gòu)，一定程度上避免了容腔效應(yīng)的影響；(3)-5V～5V的電壓輸出范圍寬，靈敏度增大了一倍，一個大氣壓下輸出在0V左右，便于進(jìn)行功能檢查；(4)恒流源電路設(shè)計(jì)思路簡單巧妙，減少元器件數(shù)量的同時充分利用了變換電路運(yùn)放的冗余。

附圖說明

圖1為絕壓傳感器的機(jī)械結(jié)構(gòu)圖。

圖2為絕壓傳感器的電路原理圖。

圖3為絕壓傳感器的恒流源電路圖。

圖4為絕壓傳感器的-5V零位輸出的調(diào)整電路。

圖中，1-引壓嘴，2-敏感元件，3-外殼，4-導(dǎo)線，5-電路板，6-插座。

具體實(shí)施方式

一種低頻寬電壓輸出范圍的絕壓傳感器的結(jié)構(gòu)如圖1所示，由引壓嘴1、敏感元件2、外殼3、導(dǎo)線4、電路板5和插座6等部件組成。引壓嘴1與外殼3連接部位的下部有環(huán)狀凹槽B，外殼3的內(nèi)側(cè)與引壓嘴1上部外側(cè)緊密接觸，通過在B處灌環(huán)氧膠的方法進(jìn)行連接固定。引壓嘴1的環(huán)狀凹槽B的下部直徑稍大，與之對應(yīng)位置的外殼的下部有一臺階，二者相互配合，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)保證了引壓嘴與外殼下部端面的齊平，引壓嘴1與外殼3的連接結(jié)構(gòu)牢固可靠且具有抗沖擊和振動的能力。插座6通過螺釘連接固定在外殼3頂部中間部位，引壓嘴1和敏感元件2在感壓腔頂部的A處圓周采用電子束焊接的方法連接，電路板5通過4個螺釘固定在引壓嘴1的上端面上，電路板5和敏感元件2的電橋之間通過4根導(dǎo)線連接。

電路板5上的電路設(shè)計(jì)原理如圖2所示，供電電源給恒流源電路、-5V零位調(diào)整電路和信號調(diào)理電路供電，恒流源給敏感元件MEAS86提供1mA的電流，敏感元件輸出的電壓經(jīng)信號調(diào)理電路放大、濾波，并經(jīng)一5V零位調(diào)整后輸出-5V～+5V的電壓信號。信號調(diào)理電路采用儀用放大器的接法，其主要功能是對敏感元件電橋輸出的信號進(jìn)行放大濾波處理。