[發明專利]一種彈簧管智能壓力變送器

有效

• 申請號: 201110376539.3
• 申請日: 2011-11-23
• 公開（公告）號: CN102507072A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 蘇航
• 申請（專利權）人: 西安傳思電子科技有限公司
• 主分類號: G01L9/00
• 分類號: G01L9/00;G01B7/02
• 代理公司: 西安西交通盛知識產權代理有限責任公司 61217
• 代理人: 陳翠蘭

技術領域

本發明涉及工業生產過程中壓力檢測、指示和控制領域，特別是一種將壓力量變換成標準的4-20mA直流電流信號輸出的彈簧管智能壓力變送器。

背景技術

工業生產過程中通常使用壓力變送器將壓力量變換成標準的4-20mA直流電流信號輸出，進而對壓力量進行檢測、顯示和控制。現代工業中廣泛使用的智能壓力變送器采用電容或半導體傳感器，精度和分辨力都很高，并且有豐富的智能化功能，但由于制造成本高，在一些場合使用會增加不少的費用。

傳統的彈簧管式壓力表指示精度和分辨力受原理和制造工藝限制都很低，而且它只能用作壓力指示，但它使用可靠、價格低，所以得到了廣泛的使用。

由此可見，使用傳統的彈簧管式壓力表技術制造性能可靠、價格低廉的智能壓力變送器具有廣泛的市場前景。

發明內容

本發明的目的是提供一種用彈簧管做測壓敏感元件的兩線制智能壓力變送器(以下簡稱彈簧管智能壓力變送器)，在傳統彈簧管(又稱波登管)式壓力表的基礎上去掉機械傳動的指針機構，將壓力量產生的位移信號通過位移檢測電路轉換成為電參量，通過測量電參量從而等效的測出壓力量的大小。電參量經A/D轉換、微處理器數字處理后進行數字顯示和4-20mA直流電流信號輸出。

本發明的目的是通過下述技術方案來實現的。

一種彈簧管智能壓力變送器，該壓力變送器包括：

彈簧管和位移檢測電路，用于將彈簧管壓力量產生的位移信號轉換成為電壓信號；

模擬/數字轉換電路，用于將位移檢測電路檢測的電壓信號轉換為數字信號送至微處理器；

微處理器和顯示器，微處理器接受模擬/數字轉換電路的數字量，并將經處理后的信號輸送至顯示器進行顯示，同時微處理器產生數字/模擬轉換電路所需的脈寬信號；

數字/模擬轉換電路，接收微處理器產生的脈寬信號，將它轉換成為電壓信號；

電壓供電和輸出電路，由24V電壓供電并接受數字/模擬轉換電路的電壓信號產生4-20mA直流電流信號輸出；

所述彈簧管與位移檢測電路相連，位移檢測電路與模擬/數字轉換電路相連，模擬/數字轉換電路與微處理器相連，微處理器分別與顯示器和數字/模擬轉換電路連接，數字/模擬轉換電路與電源供電和輸出電路連接。

本發明進一步的特征在于：

所述位移檢測電路包括兩個電感、四個電容、四個電阻和兩個三極管放大器；所述電感H1、電容C1和電感H2、電容C2構成兩組LC諧振回路，兩組LC諧振回路的共同節點接電源端V_cc；所述兩組LC諧振回路分別與晶體管T1和晶體管T2相接；在兩組LC諧振回路與晶體管T1和晶體管T2間并聯連接有基極偏置電阻R1、R2和振蕩反饋耦合電容C3、C4；所述晶體管T1的基極與基極偏置電阻R1和振蕩反饋耦合電容C3節點相連，晶體管T1的集電極接所述第一LC諧振回路輸出端，晶體管T1的發射極接電阻R3；所述晶體管T2的基極與基極偏置電阻R2和振蕩反饋耦合電容C4節點相連，晶體管T2的集電極接所述第二LC諧振回路輸出端，晶體管T2的發射極接電阻R4；所述電阻R3、R4節點接地。

所述模擬/數字轉換電路使用16位微功耗A/D轉換芯片AD7171。

所述中微處理器采用MSP430F41X型號的微處理器；微處理器連接有顯示器，所述顯示器采用帶白色背光的LCD液晶顯示器。

所述電源供電和輸出電路采用24V電壓供電，并接受數字/模擬轉換電路的輸出電壓信號，產生4-20mA直流電流信號輸出。

所述電源供電和輸出電路包括：24V電源正極與二極管D1陽極連接；D1陰極與三極管T3發射極連接；T3集電極連接發光二極管LED1陽極；LED2陰極和電阻R7連接；R7連接到24V電源負級。電阻R7與誤差放大器U1正極相連；所述三極管T3集電極與發光二極管LED1之間的節點與低壓差穩壓器LDO?U2的IN端連接；低壓差穩壓器U2的OUT端與前端電路相連；低壓差穩壓器U2與發光二極管LED2、電阻R7的節點端接地。所述誤差放大器U1通過電阻R6與三極管T3基極連接，三極管T3發射極接所述二極管D1的負極，三極管T3集電極接所述發光二極管LED1正極。誤差放大器U1負極連接電阻R5與數字/模擬轉換電路相連。

所述電源供電和輸出電路采用兩線制變送器的供電和輸出方式，利用自身的輸出電流流過發光二級管產生了顯示背光，同時利用流過發光二級管產生的電壓降給其它電路進行供電。