CN105043644A - 一种能保证输出信号稳定的压力变送器 - Google Patents

Abstract

一种能保证输出信号稳定的压力变送器，包括XTR101集成电路、第一电位器、第二电位器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、NPN三极管以及防反二极管。本发明提供的能保证输出信号稳定的压力变送器，通过两线制电流环传送压力信号，能提高压力信号的抗干扰能力、减小信号损耗、提高信号传输的稳定性。

Description

一种能保证输出信号稳定的压力变送器

技术领域

本发明涉及传感器检测技术领域，特别涉及一种能保证输出信号稳定的压力变送器。

背景技术

压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。压力传感器用于感受液体、气体或蒸汽的压力以产生压力信号，压力信号经压力变送器转变成4～20mA直流信号输出，以供给指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表进行测量、指示和过程调节。压力传感器分电容式压力传感器、扩散硅压力传感器、陶瓷压力传感器以及应变式压力传感器等。

在工业应用中，压力传感器都是安装在测试点附近，而显示设备或者控制设备一般都在控制室或者控制柜上，两者之间距离可能数十米至数百米。而信号在长距离传输过程中很容易受到外界干扰并产生损耗，影响信号传输的稳定性，因此需要提供一种抗干扰能力强、信号损耗小的能保证输出信号稳定的压力变送器。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种能保证输出信号稳定的压力变送器，采用两线制电流环传送压力信号，以提高信号抗干扰能力、减小信号损耗。

为解决上述问题，本发明提供一种能保证输出信号稳定的压力变送器，包括XTR101集成电路、第一电位器、第二电位器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、NPN三极管以及防反二极管；所述XTR101集成电路的引脚1连接所述第一电位器的一个固定触点，所述XTR101集成电路的引脚2连接所述第一电位器的另一个固定触点，所述XTR101集成电路的引脚3连接所述第一电容的一端和压力传感器的负输出端，所述XTR101集成电路的引脚4连接所述第二电容的一端和压力传感器的正输出端，所述XTR101集成电路的引脚5连接所述第二电位器的一个固定触点，所述XTR101集成电路的引脚6连接所述第二电位器的另一个固定触点和所述第二电位器的动触点，所述XTR101集成电路的引脚7连接所述第一电容的另一端、所述第二电容的另一端、所述第三电容的一端、所述第一电阻的一端以及所述第四电容的一端并作为所述能保证输出信号稳定的压力变送器的负输出端，所述XTR101集成电路的引脚8连接所述第三电阻的一端、所述第四电容的另一端和所述防反二极管的负极，所述XTR101集成电路的引脚9连接所述NPN三极管的发射极，所述XTR101集成电路的引脚10连接所述XTR101集成电路的引脚11和压力传感器的电源端，所述XTR101集成电路的引脚12连接所述NPN三极管的基极，所述NPN三极管的集电极连接所述第三电阻的另一端，所述XTR101集成电路的引脚14连接所述第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端连接所述第一电位器的动触点，所述第一电阻的另一端连接所述第三电容的另一端和压力传感器的接地端，所述防反二极管的正极作为所述能保证输出信号稳定的压力变送器的正输出端。

XTR101集成电路内含高精度表放大器、一个电压-电流变换器以及两个相同的1mA精密恒流源，能够将压力传感器的电压信号自动地变换为标准的电流信号进行传输，同时为压力传感器供电，不需要额外为压力传感器提供电源。由于将压力信号转换为两线制直流电流进行传输，传输的电流信号抗干扰能力强且可克服长距离传输使电压下降的缺陷，即减小了信号损耗。并且，所述NPN三极管用于降低由于温度变化所带来的精度误差，进一步提高压力信号传输的稳定性。

可选的，所述第一电位器的最大电阻值为100kΩ，所述第二电位器的最大电阻值为100Ω。

可选的，所述第一电阻的电阻值为2.5kΩ。

可选的，所述第二电阻的电阻值为1MΩ。

可选的，所述第三电阻的电阻值为750Ω。

可选的，所述压力传感器为MPX7200集成电路。

可选的，所述第一电容、所述第二电容、所述第三电容以及所述第四电容的电容值均为0.01μF。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提供的能保证输出信号稳定的压力变送器，通过MPX7200集成电路将压力信号转换为两线制直流电流信号传输，传输的电流信号抗干扰能力强且可克服长距离传输使电压下降的缺陷，即减小了信号损耗。并且，MPX7200集成电路能够通过内置的精密恒流源为压力传感器进行供电，不需要额外为压力传感器提供电源，减小了压力检测的成本。

附图说明

图1是本发明实施例的能保证输出信号稳定的压力变送器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

图1是本发明实施例的能保证输出信号稳定的压力变送器的结构示意图，所述能保证输出信号稳定的压力变送器包括XTR101集成电路、第一电位器W1、第二电位器W1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、NPN三极管Q1以及防反二极管D1。

具体地，所述XTR101集成电路的引脚1连接所述第一电位器W1的一个固定触点，所述XTR101集成电路的引脚2连接所述第一电位器W1的另一个固定触点，所述XTR101集成电路的引脚3连接所述第一电容C1的一端和压力传感器的负输出端，所述XTR101集成电路的引脚4连接所述第二电容C2的一端和压力传感器的正输出端，所述XTR101集成电路的引脚5连接所述第二电位器W2的一个固定触点，所述XTR101集成电路的引脚6连接所述第二电位器W2的另一个固定触点和所述第二电位器W2的动触点，所述XTR101集成电路的引脚7连接所述第一电容C1的另一端、所述第二电容C2的另一端、所述第三电容C3的一端、所述第一电阻R1的一端以及所述第四电容C4的一端并作为所述能保证输出信号稳定的压力变送器的负输出端，所述XTR101集成电路的引脚8连接所述第三电阻R3的一端、所述第四电容C4的另一端和所述防反二极管D1的负极，所述XTR101集成电路的引脚9连接所述NPN三极管Q1的发射极，所述XTR101集成电路的引脚10连接所述XTR101集成电路的引脚11和压力传感器的电源端，所述XTR101集成电路的引脚12连接所述NPN三极管Q1的基极，所述NPN三极管Q1的集电极连接所述第三电阻R3的另一端，所述XTR101集成电路的引脚14连接所述第二电阻R2的一端，所述第二电阻R2的另一端连接所述第一电位器W1的动触点，所述第一电阻R1的另一端连接所述第三电容C3的另一端和压力传感器的接地端，所述防反二极管D1的正极作为所述能保证输出信号稳定的压力变送器的正输出端。所述能保证输出信号稳定的压力变送器的正输出端为环流注入端，即适于连接外部直流电压源的正端；所述能保证输出信号稳定的压力变送器的负输出端为环流输出端，即适于通过外部负载电阻连接外部直流电压源的负端。

所述压力传感器的可根据实际应用进行选择。在本实施例中，以所述压力传感器为X型硅压力传感器MPX7200为例进行说明。压力传感器MPX7200的敏感部件是在硅膜片上排列形成交叉十字形的单片横向压阻式应变计。当电流通过该十字应变计的轴向时，在与其垂直的另一方向上便可产生与压力成正比的输出信号。由于压力传感器MPX7200的信号通道短，因而其抗噪度很高。

当压力传感器MPX7200的压力腔受压时，其正输出端（压力传感器MPX7200的2脚）和负输出端（压力传感器MPX7200的4脚）输出相应的电压信号给所述XTR101集成电路的引脚3和所述XTR101集成电路的引脚4，经所述XTR101集成电路内部电路放大、电压/电流变换和所述NPN三极管Q1放大后，由所述XTR101集成电路的引脚7和所述XTR101集成电路的引脚8向电流环路输出相应的4～20mA电流。

所述XTR101集成电路的引脚1、所述XTR101集成电路的引脚2以及所述XTR101集成电路的引脚14外接所述第一电位器W1和所述第二电阻R2，构成初始调零电路，即调节4mA初始零位；所述XTR101集成电路的引脚5和所述XTR101集成电路的引脚6外接所述第二电位器W2，可以调节输出满幅值；所述XTR101集成电路的引脚10和所述XTR101集成电路的引脚11分别输出1mA恒流，即向压力传感器MPX7200提供2mA的恒流供电。所述能保证输出信号稳定的压力变送器还设置所述第一电容C1为所述XTR101集成电路的引脚3滤波，设置所述第二电容C2为所述XTR101集成电路的引脚4滤波，可以减小输入信号中的干扰，提高压力检测的精度。所述能保证输出信号稳定的压力变送器还设置所述第四电容C4为所述XTR101集成电路的引脚7和引脚8滤波，可以减小输出信号中的干扰。所述第一电阻R1将所述XTR101集成电路提高的恒定电流转换为电压，所述第三电容C3并联于所述第一电阻R1的两端，对所述第一电阻R1两端的压差进行滤波处理。所述NPN三极管Q1用于降低由于温度变化所带来的精度误差，进一步提高压力信号传输的稳定性。所述第三电阻R3连接在所述NPN三极管Q1的集电极，用于保证所述NPN三极管Q1的功率消耗小于管子的额定要求。

在本实施例中，所述第一电位器W1的最大电阻值为100kΩ，所述第二电位器W2的最大电阻值为100Ω，所述第一电阻R1的电阻值为2.5kΩ，所述第二电阻R2的电阻值为1MΩ，所述第三电阻R3的电阻值为750Ω，所述第一电容C1、所述第二电容C2、所述第三电容C3以及所述第四电容C4的电容值均为0.01μF。需要说明的是，上述各器件的参数也可以在电路调试时进行调整。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种能保证输出信号稳定的压力变送器，其特征在于，包括XTR101集成电路、第一电位器、第二电位器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、NPN三极管以及防反二极管；

所述XTR101集成电路的引脚1连接所述第一电位器的一个固定触点，所述XTR101集成电路的引脚2连接所述第一电位器的另一个固定触点，所述XTR101集成电路的引脚3连接所述第一电容的一端和压力传感器的负输出端，所述XTR101集成电路的引脚4连接所述第二电容的一端和压力传感器的正输出端，所述XTR101集成电路的引脚5连接所述第二电位器的一个固定触点，所述XTR101集成电路的引脚6连接所述第二电位器的另一个固定触点和所述第二电位器的动触点，所述XTR101集成电路的引脚7连接所述第一电容的另一端、所述第二电容的另一端、所述第三电容的一端、所述第一电阻的一端以及所述第四电容的一端并作为所述能保证输出信号稳定的压力变送器的负输出端，所述XTR101集成电路的引脚8连接所述第三电阻的一端、所述第四电容的另一端和所述防反二极管的负极，所述XTR101集成电路的引脚9连接所述NPN三极管的发射极，所述XTR101集成电路的引脚10连接所述XTR101集成电路的引脚11和压力传感器的电源端，所述XTR101集成电路的引脚12连接所述NPN三极管的基极，所述NPN三极管的集电极连接所述第三电阻的另一端，所述XTR101集成电路的引脚14连接所述第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端连接所述第一电位器的动触点，所述第一电阻的另一端连接所述第三电容的另一端和压力传感器的接地端，所述防反二极管的正极作为所述能保证输出信号稳定的压力变送器的正输出端。

2.根据权利要求1所述的能保证输出信号稳定的压力变送器，其特征在于，所述第一电位器的最大电阻值为100kΩ，所述第二电位器的最大电阻值为100Ω。

3.根据权利要求1所述的能保证输出信号稳定的压力变送器，其特征在于，所述第一电阻的电阻值为2.5kΩ。

4.根据权利要求1所述的能保证输出信号稳定的压力变送器，其特征在于，所述第二电阻的电阻值为1MΩ。

5.根据权利要求1所述的能保证输出信号稳定的压力变送器，其特征在于，所述第三电阻的电阻值为750Ω。

6.根据权利要求1所述的能保证输出信号稳定的压力变送器，其特征在于，所述压力传感器为MPX7200集成电路。

7.根据权利要求1所述的能保证输出信号稳定的压力变送器，其特征在于，所述第一电容、所述第二电容、所述第三电容以及所述第四电容的电容值均为0.01μF。