CN109580074A - 一种高灵敏压力传感器 - Google Patents
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Abstract
一种高灵敏压力传感器，包括：传感器壳体，具有一容置空间；检测电路板，所述检测电路板装配在所述传感器壳体的容置空间内；所述传感器壳体包括中间柱体、上封盖和下封盖，所述上封盖螺纹连接于中间柱体上端，所述下封盖螺纹连接于中间柱体下端；其中，所述上封盖上设有插座、压力检测LED指示灯、灵敏校准装置，所述插座、压力检测LED指示灯及灵敏校准装置均与检测电路板电性连接；所述下封盖上设有负压检测口和正压检测口，以及两个传感器安装固定孔，用于安装压力传感器检测头。本发明检测部分有高灵敏、高精度、稳定性好、受环境温度波动影响小等优点，可以使产品合格率提高的同时材料消耗率大大降低。
Description
技术领域
本发明涉及传感器技术领域，具体涉及一种高灵敏压力传感器。
背景技术
在电气时代的今天，国内自动化行业的自动化程度越来越高，同时对自动化执行机构的高可靠性、高灵敏性以及安全性能都有很高的要求。压力传感器是工业仪器仪表中常用的一种器件，广泛应用于工业监测和控制，涉及生产自控、医疗设备、航空航天、军工、管道、石化、机床等行业。在食品、药品等自动化生产线上，为完成高速运转中的产品检测和废品剔除任务，要用到一种压力传感器。但在实际生产中常常发现这种传感器检测灵敏度和精度不够，并且性能受环境温度影响较大，常会出现失效现象，严重影响产品质量或造成不必要损耗。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种高灵敏压力传感器，经实地安装检验，具有高灵敏、高精度、工作稳定性好、受环境温度波动影响小等特点，可以大大提高生产效率，降低生产损耗。
本发明所要解决的技术问题采用以下方案实现：
一种高灵敏压力传感器，包括：
传感器壳体，具有一容置空间；
检测电路板，所述检测电路板装配在所述传感器壳体的容置空间内；
所述传感器壳体包括中间柱体、上封盖和下封盖，所述上封盖螺纹连接于中间柱体上端，所述下封盖螺纹连接于中间柱体下端；
其中，所述上封盖上设有插座、压力检测LED指示灯、灵敏校准装置，所述插座、压力检测LED指示灯及灵敏校准装置均与检测电路板电性连接；所述下封盖上设有负压检测口和正压检测口，以及
两个传感器安装固定孔，用于安装压力传感器检测头。
其中上封盖有M12圆形四芯插座、压力检测LED指示灯、灵敏校准装置，下封盖体开有两个压力检测口，均采用标准G1/4螺纹接口，底部有两个M5传感器安装固定孔；传感器的上封盖、中间圆柱体、下封盖体和检测电路板装配成一体。
所述检测电路板由Y精确补偿压力传感器检测头、U2精密仪表放大器、Q2、Q3精密基准稳压器、U3比较放大器、U1稳压器、Q1输出放大、LED指示等部分组成。
其中，Y压力传感器3端连接到U2仪表放大器3端，Y压力传感器5端连接到U2仪表放大器2端，Y压力传感器2端连接到U2仪表放大器7端、连接到滤波电容C5一端、连接到电阻R12一端、连接到U1稳压器1端，Y压力传感器4端连接到U2仪表放大器4端、连接到滤波电容C6一端、连接到Q2基准稳压器3端、连接到电阻R11一端、滤波电容C8一端、连接到U1稳压器2端，R9一端连接到U2仪表放大器8端、R9另一端连接到U2仪表放大器1端，U2仪表放大器5端连接到滤波电容C6另一端、连接到R12另一端、连接到Q2基准稳压器2端、连接到R10一端，Q2基准稳压器1端连接到电阻R11另一端、连接到电阻R10另一端，U2仪表放大器6端连接到R16电阻一端、连接到电感L1一端，电感L1另一端连接到滤波电容C8另一端、连接到输出插座2针(Vout)；
其中，U3比较放大器2端连接到电容C10一端、连接到电阻R16另一端，U3比较放大器3端连接到电容C7一端、连接到电阻R15一端、连接到电阻R13一端、连接到Q3基准稳压器2端，U3比较放大器8端连接到电阻R15另一端、连接到滤波电容C9一端、连接到滤波电容C3一端、连接到U1稳压器1端，U3比较放大器,4端连接到电容C7另一端、连接到电阻R14另一端、连接到Q3基准稳压器3端、连接到滤波电容C3另一端、连接到滤波电容C9另一端、连接到U1稳压器2端，U3比较放大器1端连接到电阻R19一端；
其中，电阻R19另一端连接到Q1三极管b端、连接到电阻R20一端，
Q1三极管c端连接到电阻R22一端、连接到输出插座3针(Switch)；
其中，电阻R22另一端连接到LED阳极，LED阴极连接到U3比较放大器4端、连接到滤波电容C1一端、连接到滤波电容C2一端、连接到输出插座4针(0)；
其中，U1稳压器3端连接到电阻R20连接到、连接到Q1三极管e端、连接到滤波电容C1另一端、连接到滤波电容C2另一端、连接到D1二极管阳极端，D1二极管阴极端连接到输出插座1针(+24V)。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本申请对香烟生产线的剔除机构的气压检测部分的压力传感器进行改进，用本发明的“高灵敏压力传感器”取代原传感器，本发明压力传感器灵敏度高、精度高、稳定性好、受环境温度波动影响小等优点。改进后香烟剔除机构的气压检测运行稳定可靠，剔除合格率大大提高，使用效果突出，提高了产品的生产速度和效率，降低了产品的材料消耗。
附图说明
图1为本发明传感器壳体示意图；
图2为本发明检测电路板电路图；
图3为本发明插座后视图；
图中：1.插座；2.压力检测LED指示灯；3.灵敏度校准装置；4.上封盖；5.中间柱体；6.正压检测口；7.负压检测口；8.下封盖。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请中：
U1是三端稳压器
U1引脚功能；
1脚稳压输出端；
2脚为电源地端；
3脚稳压输入端。
U2是高精度仪表放大器,基本特点为精度高、低噪声、增益范围宽，电源范围±2.3V～±18V，耗电量低。
U2引脚功能；
1、8脚为增益设置；
2、3脚为正负输入端；
4脚为电源正端；
5脚为基准；
6脚为输出端；
7脚为电源负端。
U3是一款双通道比较器
U3引脚功能；
1脚为输出端；
2脚为通道A的反相输入端，
3脚为通道A同相输入端，
4脚为电源地端。
8脚为电源正端，
Y是精密补偿压力传感器检测头；基本特点为具有温度补偿、温度范围宽、高准确度高，
用于测量绝对压力，从1PSI差压和表压器件。
Y引脚功能；
2脚是电源正端；
3脚是输出正端；
4脚是电源地端；
5脚是输出负端。
参见图1：一种高灵敏压力传感器，包括：传感器壳体，具有一容置空间；检测电路板(图中未示出)，所述检测电路板装配在所述传感器壳体的容置空间内；所述传感器壳体包括中间柱体5、上封盖4和下封盖8，所述上封盖4螺纹连接于中间柱体5上端，所述下封盖8螺纹连接于中间柱体5下端；其中，所述上封盖4上设有插座1、压力检测LED指示灯2、灵敏校准装置3，所述插座1、压力检测LED指示灯2及灵敏校准装置3均与检测电路板电性连接；所述下封盖8上设有负压检测口7和正压检测口6，以及两个传感器安装固定孔(图中未示出)，用于安装压力传感器检测头。其中，所述的中间柱体5材质为铝质，所述插座1为M12圆形四芯连接插座(如图3)，所述负压检测口7和正压检测口6均采用标准G1/4螺纹接口，所述上封盖4、中间柱体5、下封盖8和检测电路板装配成一体。
如图2所示，优选地，所述检测电路板由Y精确补偿压力传感器检测头、U2精密仪表放大器、Q2基准稳压器、Q3精密基准稳压器、U3比较放大器、U1稳压器、Q1输出放大LED指示等部分组成。
优选地，Y压力传感器3端连接到U2仪表放大器3端，Y压力传感器5端连接到U2仪表放大器2端，Y压力传感器2端连接到U2仪表放大器7端、连接到滤波电容C5一端、连接到电阻R12一端、连接到U1稳压器1端，Y压力传感器4端连接到U2仪表放大器4端、连接到滤波电容C6一端、连接到Q2基准稳压器3端、连接到电阻R11一端、滤波电容C8一端、连接到U1稳压器2端，R9一端连接到U2仪表放大器8端、R9另一端连接到U2仪表放大器1端，U2仪表放大器5端连接到滤波电容C6另一端、连接到R12另一端、连接到Q2基准稳压器2端、连接到R10一端，Q2基准稳压器1端连接到电阻R11另一端、连接到电阻R10另一端，U2仪表放大器6端连接到R16电阻一端、连接到电感L1一端，电感L1另一端连接到滤波电容C8另一端、连接到输出插座2针(Vout)；
优选地，U3比较放大器2端连接到电容C10一端、连接到电阻R16另一端，U3比较放大器3端连接到电容C7一端、连接到电阻R15一端、连接到电阻R13一端、连接到Q3基准稳压器2端，U3比较放大器8端连接到电阻R15另一端、连接到滤波电容C9一端、连接到滤波电容C3一端、连接到U1稳压器1端，U3比较放大器,4端连接到电容C7另一端、连接到电阻R14另一端、连接到Q3基准稳压器3端、连接到滤波电容C3另一端、连接到滤波电容C9另一端、连接到U1稳压器2端，U3比较放大器1端连接到电阻R19一端；
优选地，电阻R19另一端连接到Q1三极管b端、连接到电阻R20一端，Q1三极管c端连接到电阻R22一端、连接到输出插座3针(Switch)；
优选地，电阻R22另一端连接到LED阳极，LED阴极连接到U3比较放大器4端、连接到滤波电容C1一端、连接到滤波电容C2一端、连接到输出插座4针(0)；
优选地，U1稳压器3端连接到电阻R20连接到、连接到Q1三极管e端、连接到滤波电容C1另一端、连接到滤波电容C2另一端、连接到D1二极管阳极端，D1二极管阴极端连接到输出插座1针(+24V)；
优选地，所述圆形M12四芯插座为连接接口。
本发明供电电压为DC24V，输入气压为0～±1PSID，可根据需要从正压口或负压口输入，其输出端(Vout)对应输出模拟量1.000V～5.000V，用外部灵敏度调节可校准输出电压，当压力传感器检测到大于+1/2PSID压力时，开关量输出端(Switch)由低电平变成高电平，同时LED压力指示灯亮。
工作原理：
当气体压力进入压力传感器检测口孔后，由Y压力检测头内部桥产生微弱电信号，由Y压力检测头3、5脚输出微弱电信号至U2的高精度仪表放大器3、2脚输入，经U2高精度仪表放大器进行差分放大，由它的1、8脚增益设定和5脚基准调整后，6脚输出电压信号(-1PSI＝1.000V、0PSI＝3.000V、+1PSI＝5.000V)至连接器座输出。同时，U2的6脚另一路信号输出至U3比较器2脚，与U3的3脚的基准阀值进行比较，当U3比较器2脚的电压大于3脚的电压，它的1脚输出低电平使Q1三极管导通，LED发光灯亮，同时、输出的高电平信号传至连接器座输出。
本高精度压力传感器有二路输出信号，一路±1PSI压力对应检测电压信号1-5V，一路压力对应检测模拟量电平信号。
本发明提供了低成本，有效解决方案需要的高灵敏度，输出精度高，应用温度范围宽，受环境温度影响小等优点。压力传感器内部基准和高精度温度补偿传感头提供了一个精确的和稳定的输出。本发明达到IP65防护等级标准，可以用于非腐蚀性且非离子态气体压力检测。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种高灵敏压力传感器，其特征在于，包括：
传感器壳体，具有一容置空间；
检测电路板，所述检测电路板装配在所述传感器壳体的容置空间内；
所述传感器壳体包括中间柱体、上封盖和下封盖，所述上封盖螺纹连接于中间柱体上端，所述下封盖螺纹连接于中间柱体下端；
其中，所述上封盖上设有插座、压力检测LED指示灯、灵敏校准装置，所述插座、压力检测LED指示灯及灵敏校准装置均与检测电路板电性连接；所述下封盖上设有负压检测口和正压检测口，以及
两个传感器安装固定孔，用于安装压力传感器检测头。
2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述检测电路板包括：Y压力传感器检测头、U2仪表放大器、Q2基准稳压器、Q3基准稳压器、U3比较放大器、U1稳压器及Q1输出放大器；
其中，Y压力传感器3端连接到U2仪表放大器3端，Y压力传感器5端连接到U2仪表放大器2端，Y压力传感器2端连接到U2仪表放大器7端、连接到滤波电容C5一端、连接到电阻R12一端、电阻R15一端、电容C3一端、U3比较放大器8端、电容C9一端及连接到U1稳压器1端；
Y压力传感器4端连接到U2仪表放大器4端、连接到滤波电容C6一端、连接到Q2基准稳压器3端、连接到电阻R11一端、电阻R14一端、Q3基准稳压器一端、滤波电容C7一端、U3比较放大器4端及压力检测LED指示灯一端；
电阻R9一端连接到U2仪表放大器8端、电阻R9另一端连接到U2仪表放大器1端；
U2仪表放大器5端连接到滤波电容C6另一端、连接到电阻R12另一端、连接到Q2基准稳压器2端、连接到电阻R10一端；
Q2基准稳压器1端连接到电阻R11另一端、连接到电阻R10另一端；
U2仪表放大器6端连接到电阻R16一端、连接到电感L1一端，电感L1另一端连接到滤波电容C8另一端、连接到插座Vout端；
U3比较放大器2端连接到电容C10一端、连接到电阻R16另一端，U3比较放大器3端连接到电容C7另一端、连接到电阻R15另一端、连接到电阻R13一端、连接到Q3基准稳压器2端，U3比较放大器8端连接到滤波电容C9一端、连接到滤波电容C3一端、连接到U1稳压器1端，U3比较放大器4端连接到电容C7一端、连接到电阻R14一端、连接到Q3基准稳压器3端，U3比较放大器1端连接到电阻R19一端，其中，电阻R19另一端连接到Q1三极管基极、连接到电阻R20一端，Q1三极管集电极连接到电阻R22一端、连接到插座Switch端；
其中，电阻R22另一端连接到压力检测LED指示灯的阳极，压力检测LED指示灯的阴极连接到U3比较放大器4端、连接到插座0端；
其中，U1稳压器3端连接到电阻R20另一端、连接到Q1三极管发射极、连接到滤波电容C1一端、连接到滤波电容C2一端、连接到D1二极管阳极端，D1二极管阴极端连接到插座+24V端。
3.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述的中间柱体材质为铝质。
4.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述插座为M12圆形四芯连接插座。
5.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述负压检测口和正压检测口均采用标准G1/4螺纹接口。
6.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述上封盖、中间柱体、下封盖和检测电路板装配成一体。
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