CN102937499B - 双隔离型压力变送器电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双隔离型压力变送器电路，其包括应变片、电流环窃电模块、线性光耦、差动放大器等元件，应变片的输出端与差动放大器的输入端、校准模块相连，差动放大器的输出端与第一V/I转换模块的反相输入端相连，线性光耦的第一输出端与第一V/I转换模块的反相输入端相连，线性光耦的第二输出端与第二V/I转换模块的反相输入端相连，第二V/I转换模块的输出端与电流环窃电模块的输入端相连，电流环窃电模块的输出端与第一V/I转换模块相连，电流环窃电模块为第一V/I转换模块、差动放大器供电。本发明简化了电路设计，实现了真正双隔离、信号与信号的线性变换和校准功能，增加了电路的稳定性和抗干扰能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种压力变送器电路，特别涉及一种双隔离型压力变送器电路。
背景技术
工业工程中用于制造化纤、橡胶、塑料等企业，在生产过程中需要对其产品生产过程进行监控，以控制产品在期望的参数范围内制造。这就需要压力变送器连接到生产设备对生产过程变量包括压力、温度、流量等进行数据采集，并将这些数据送回到中央控制室，进行数据分析处理。而传感器及仪器仪表在现场运行所受到的各种干扰是目前所有传感器都待解决的技术难题。而传统压力传感器与中央控制室采用非隔离的方式进行信号(电流或电压)的传输，易收到外界干扰。解决的办法是使用抗干扰电路和保护电路，抗干扰电路和保护电路的设计过于复杂，电路的故障和成本难以控制，调试和维修难度大，报废率较高，使用高昂的测试设备，耗费大量的人力物力。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种双隔离型压力变送器电路，其简化了电路设计，实现了真正双隔离、信号与信号的线性变换和校准功能，增加了电路的稳定性和抗干扰能力。
为解决所述技术问题，本发明提供了一种双隔离型压力变送器电路，其特征在于，其包括应变片、电流环窃电模块、线性光耦、差动放大器、第一V/I转换模块、第二V/I转换模块、校准模块，应变片的输出端与差动放大器的输入端、校准模块相连，差动放大器的输出端与第一V/I转换模块的反相输入端相连，线性光耦的第一输出端与第一V/I转换模块的反相输入端相连，线性光耦的第二输出端与第二V/I转换模块的反相输入端相连，第二V/I转换模块的输出端与电流环窃电模块的输入端相连，电流环窃电模块的输出端与第一V/I转换模块相连，电流环窃电模块为第一V/I转换模块、差动放大器供电。
优选地，所述应变片贴在一个弹性体上。
本发明的积极进步效果在于：本发明采用电流环窃电模块、线性光耦以及差动放大器等组合成双隔离型电路。本发明使用集成模块，简化了电路设计，实现了真正双隔离(电源与电源、信号与信号的双隔离)、信号与信号的线性变换和校准功能，增加了电路的稳定性和抗干扰能力，适应环境更强，应用领域更广，同时电路设计简单、故障少、调试和维修简单，减少高昂的测试设备和人力物力等。
附图说明
图1为本发明一实施例的原理框图。
具体实施方式
下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本发明。
如图1所示，本发明双隔离型压力变送器电路包括应变片1、电流环窃电模块2、线性光耦3、差动放大器4、第一V/I(电压/电流)转换模块5、第二V/I转换模块6、校准模块7，应变片1的输出端与差动放大器4的输入端、校准模块7相连，差动放大器4的输出端与第一V/I转换模块5的反相输入端相连，线性光耦3的第一输出端与第一V/I转换模块5的反相输入端相连，线性光耦3的第二输出端与第二V/I转换模块6的反相输入端相连，第二V/I转换模块6的输出端与电流环窃电模块2的输入端相连，电流环窃电模块2的输出端与第一V/I转换模块相连。应变片贴在一个弹性体上。电流环窃电模块2为第一V/I(电压/电流)转换模块5、差动放大器4供电。
电流环窃电模块是一种直接从电流环路上窃取能量形成隔离电源输出而不影响信号传输的一种特殊的电源模块，自身会消耗掉环路一定的电压但不会影响信号大小。线性光耦的隔离原理与普通光耦没有差别，只是将普通光耦的单发单收模式稍加改变，增加一个用于反馈的光接收电路用于反馈；这样，虽然两个光接收电路都是非线性的，但两个光接收电路的非线性特性都是一样的，这样，就可以通过反馈通路的非线性来抵消直通通路的非线性，从而达到实现线性隔离的目的。本发明双隔离型压力变送器电路将组成全桥的应变片粘贴在弹性体上，测量时，弹性体受压，发生弹性变形，贴在弹性体上的应变片也发生形变，应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象，俗称为电阻应变效应，并通过差动放大器把电桥输出电压信号进行的放大，放大的信号通过线性光耦的发射端转成光信号，光作用于线性光耦的两个接收端，把光信号转成电压信号，一路用于反馈，一路用于V/I转化输出标准二线制4-20mA工业上常用的电流信号。本发明采用隔离电流环窃电模块和线性光耦，具有电源与电源、信号与信号的双隔离功能，稳定性好、抗干扰能力强、灵敏度高、线性好、体积小、功耗低、易于集成等优点。本发明能在达到较高精度和稳定性的前提下，使变送器具有较强的实用性，可直接与电脑和PLC(可编程序逻辑控制器)等上位机进行远程组态控制。本发明采用双隔离设计，使电路有超强的抗干扰能力，能在工业复杂的电磁干扰环境下稳定工作，高可靠性使维护简单，节约耗费大量的人力、时间，大大提高了使用者的生产效率。
本发明双隔离型压力变送器电路的工作原理如下：当被测流动的流体的压强作用于弹性体时，弹性体发生形变，贴在弹性体上的应变片发生电阻应变效应。基于虎克定律，在弹性限度内，物体的形变跟引起形变的外力成正比的原理将压力通过弹性体上的应变片转换成线性的电信号，即在压力作用下，弹性体产生微量变形，其上端的应变片感受其形变后，产生电阻效应并输出与作用压力大小成正比电压信号，在经由应变片电性连接的双隔离型压力变送器电路对该电压信号进行放大，放大的电压信号经第一V/I转换模块变换后输出给线性光耦的发射极把电流转换成光信号，光信号作用于线性光耦的两个接收端，光信号转换成电压信号，线性光耦的第一输出端的电压信号反馈回第一V/I转换模块，线性光耦的第二输出端的电压经第二V/I转换模块变换直接输出标准二线制4-20mA电流信号于工业设备或PLC(可编程序逻辑控制器)系统进行远传过程。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改。因此，本发明的保护范围由所附权利要求书限定。
Claims (2)
1.一种双隔离型压力变送器电路，其特征在于，其包括应变片、电流环窃电模块、线性光耦、差动放大器、第一V/I转换模块、第二V/I转换模块、校准模块，应变片的输出端与差动放大器的输入端、校准模块相连，差动放大器的输出端与第一V/I转换模块的反相输入端相连，线性光耦的第一输出端与第一V/I转换模块的反相输入端相连，线性光耦的第二输出端与第二V/I转换模块的反相输入端相连，第二V/I转换模块的输出端与电流环窃电模块的输入端相连，电流环窃电模块的输出端与第一V/I转换模块相连，电流环窃电模块为第一V/I转换模块、差动放大器供电。
2.如权利要求1所述的双隔离型压力变送器电路，其特征在于，所述应变片贴在一个弹性体上。
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|---|---|---|---|
| CN201110233399.4A CN102937499B (zh) | 2011-08-15 | 2011-08-15 | 双隔离型压力变送器电路 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201110233399.4A CN102937499B (zh) | 2011-08-15 | 2011-08-15 | 双隔离型压力变送器电路 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| CN102937499A CN102937499A (zh) | 2013-02-20 |
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Family
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
| Country | Link |
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2011
- 2011-08-15 CN CN201110233399.4A patent/CN102937499B/zh active Active
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