[發明專利]分層供電的壓力變送電路

在審

• 申請號: 201510588292.X
• 申請日: 2015-09-16
• 公開（公告）號: CN105157913A
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發明（設計）人: 李強;彭恩文;張建清
• 申請（專利權）人: 成都眾山科技有限公司
• 主分類號: G01L19/08
• 分類號: G01L19/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及檢測技術領域，特別涉及一種分層供電的壓力變送電路。

背景技術

變送器是工業過程控制中最重要的現場儀表，可用于壓力、差壓、溫度、液位、流量等多種參數的測量。它通過傳感器對過程變量進行檢測，經過轉換后成為4~20mA標準電流信號，或直接通過數字通訊方式與控制室交換信息。隨著工業過程控制系統自動化水平的不斷提高，工藝流程的大型化、復雜化及計算機控制的應用，對變進器的性能、功能、智能化程度、通訊規程、測量精度、量程比、長期穩定性、各種影響量指標等都提出了新的更高要求。變送器的優劣，直接關系到整個控制系統的穩定性與安全性。作為從4~20mA向全數字現場總線過渡時期的標準，可尋址遠程傳感器高速通道（HART，HighwayAddressableRemoteTransducer）協議最大的優點是在兼容傳統電流環通信的同時還可以利用同一電纜進行雙向數字通信，實現諸如修改量程、維護、診斷等功能，幫助改善生產質量，提高系統運行效率。

圖1是傳統的兩線制壓力變送電路的結構示意圖，所述壓力變送電路包括壓力傳感器11、模數轉換器12、微控制器13、數模轉換器14、HART通信模塊15以及供電電路16。其中，所述壓力傳感器11適于將待測壓力信號轉換為第一模擬信號，所述模數轉換器12適于將所述第一模擬信號轉換為第一數字信號，所述微控制器13適于對所述第一數字信號進行運算處理以獲得第二數字信號，所述數模轉換器14適于將所述第二數字信號轉換為第二模擬信號，即轉換為4~20mA電流，所述HART通信模塊15適于將所述第二模擬信號傳送至遠程監控中心。所述供電電路16的輸出端與所述壓力傳感器11、所述模數轉換器12、所述微控制器13、所述數模轉換器14以及所述HART通信模塊15的電源端連接，適于對電池電壓進行降壓處理，以向所述壓力傳感器11、所述模數轉換器12、所述微控制器13、所述數模轉換器14以及所述HART通信模塊15提供正電源電壓，所述壓力傳感器11、所述模數轉換器12、所述微控制器13、所述數模轉換器14以及所述HART通信模塊15的接地端接地。通常，所述電池電壓的電壓值為24V，所述正電源電壓的電壓值為3V。

由于圖1所示的壓力變送電路直接從電路中獲取工作電能，回路中電流為4~20mA，因而壓力變送電路的工作電流必須小于4mA，否則將無法實現儀表的基本變送功能。隨著儀表智能功能和性能的不斷增加、完善，必定需要增加額外的器件和功能模塊如數字液晶顯示模塊等，這必將引起系統功耗的增加，導致原有的功耗裕量減少，最終引起系統非正常運行。因此，如何降低壓力變送電路的功耗仍是本領域一個亟待解決的問題。

發明內容

本發明所要解決的問題是提供一種分層供電的壓力變送電路，采用分層電源網絡模式供電減小壓力變送電路的功耗。

為解決上述問題，本發明提供一種分層供電的壓力變送電路，包括壓力傳感器、模數轉換器、微控制器、數模轉換器以及HART通信模塊，還包括第一線性電源、第二線性電源以及電平轉換電路。所述第一線性電源的輸出端連接所述壓力傳感器的電源端、所述模數轉換器的電源端、所述電平轉換電路的第一電源端以及所述第二線性電源的輸入端，適于對電池電壓進行降壓處理以獲得第一電源電壓；所述第二線性電源的輸出端連接所述電平轉換電路的第二電源端、所述微控制器的電源端、所述數模轉換器的電源端、所述HART通信模塊的電源端、所述壓力傳感器的接地端以及所述模數轉換器的接地端，適于對所述第一電源電壓進行降壓處理以獲得第二電源電壓，所述電平轉換電路的接地端、所述微控制器的接地端、所述數模轉換器的接地端以及所述HART通信模塊的接地端接地；所述電平轉換電路連接在所述模數轉換器和所述微控制器之間，適于對所述模數轉換器和所述微控制器之間傳輸的信號進行電平轉換。

可選的，所述電平轉換電路包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、PNP三極管以及反相器；所述第一電阻的一端連接所述第二電阻的一端并作為所述電平轉換電路的第一電源端，所述第一電阻的另一端連接所述PNP三極管的基極和所述模數轉換器的數據輸出端，所述第二電阻的另一端連接所述PNP三極管的發射極，所述PNP三極管的集電極連接所述第三電阻的一端和所述反相器的輸入端，所述第三電阻的另一端連接所述反相器的接地端并作為所述電平轉換電路的接地端，所述反相器的電源端作為所述電平轉換電路的第二電源端，所述反相器的輸出端連接所述微控制器的數據輸入端。

可選的，所述反相器為CMOS反相器。

可選的，所述第一電源電壓的電壓值為5V~7V。