CN201247121Y - 低直流电压供电的压力变送器 - Google Patents

Abstract

低直流电压供电的压力变送器，包括一芯片基座1，与之相配置的外壳4，芯片基座1上开有与其腔体相通的压力孔3，芯片基座1的腔体内配置有敏感元件5及与敏感元件5电连接的电路板8，所说的电路板8包括一直流升压模块11，直流升压模块11的输出端给敏感元件5和仪表放大器13或集成电路15提供工作电压，敏感元件5的信号输出端与仪表放大器13或集成电路15的信号输入端电连接。本实用新型适应于在无市电情况下的野外测量作业，用一块5V的蓄电池就可以做精确的管道压力、河道及水库液位深度变化量的检测。

Description

低直流电压供电的压力变送器

技术领域

本实用新型涉及一种压力变送器，特别涉及一种低直流电压供电的压力变送器。

背景技术

目前，无论是国内还是国外一般压力变送器供电大都是在12V～30V直流电压激励下工作，产生4～20mA、0～10mA电流信号或0～5V、0～10V电压信号，而低于12V时一般都不能正常工作。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提出了一种低直流电压供电的压力变送器，采用压阻式压力传感器为敏感元件，经过信号放大或V/I电信号转化，达到按照标准信号输出的要求，具有耐高温，抗干扰性能好，测量灵敏度高，线性好的优点。

本实用新型的技术方案是这样实现的：低直流电压供电的压力变送器，包括一芯片基座1，与芯片基座1相配置的外壳4，芯片基座1上开有与其腔体相通的压力孔3，芯片基座1的腔体内配置有敏感元件5及与敏感元件5电连接的电路板8，所说的电路板8包括一直流升压模块11，直流升压模块11的输出端给敏感元件5和仪表放大器13或集成电路15提供工作电压，敏感元件5的信号输出端与仪表放大器13或集成电路15的信号输入端电连接。

本实用新型适应于在无市电情况下的野外测量作业，用一块5V的蓄电池就可以做精确的管道压力、河道及水库液位深度变化量的检测。

附图说明

图1是本实用新型的结构装配示意图。

图2是本实用新型的电路结构原理的一个实施例。

图3是本实用新型的电路结构原理的另一个实施例。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作详细说明。

参见图1，对本实用新型包括一芯片基座1，芯片基座1上开有与其腔体相通的压力孔3，芯片基座1的腔体内配置敏感元件5，敏感元件5的顶部由压环2靠螺纹将敏感元件5锁紧，在压环2的顶部由螺钉7将电路板8固定，外壳4靠螺纹并通过密封圈6与芯片基座1紧密结合，锁紧件10通过密封圈9与外壳4紧密结合。

本实用新型的工作原理是，外界流体或气体压力通过芯片基座1的压力孔3将压力直接作用在敏感元件5上，并产生一个与压力成正比的电压信号(mV)，经过电路板8再进行放大处理，产生一个标准的电压信号，可直接与电脑连接，这标准信号可以是0～5V、0～10V、4～20mA、0～20mA。

参见图2，该实施例的标准电压信号输出分为0～5V和0～10V，其内部电路即电路板8包括一直流升压模块11，直流升压模块11再给恒流源12、直流电压反向器14及仪表放大器13提供12V直流电源，直流电压反向器14同时也向仪表放大器13提供负电压，并由恒流源12产生一个1.5mA的电流向敏感元件5提供工作电流，然后再由敏感元件5向仪表放大器13提供mV级压力信号。仪表放大器13为INA126。

该实施例的工作原理是：由直流升压模块11将5V直流电压升压到12V直流电压，并通过恒流源12电路为压阻式压力传感器供电，然后再经过仪表放大器13放大成标准信号进行输出。仪表放大器INA126的特点是一种高增益、直流耦合放大器，具有差分输入、单端输出、高输入阻抗和高共模抑制比的特点。差分放大器和仪表放大器所采用的基础部件即运算放大器基本相同，在性能上与标准运算放大器有很大的不同。标准运算放大器是单端器件，其传输函数主要由反馈网络决定；而差分放大器和仪表放大器在有共模信号条件下能够放大很微弱的差分信号，因而具有很高的共模抑制比(CMR)，通常不需要外部反馈网络。仪表放大器是一种具有差分输入和其输出相对于参考端为单端输出的闭环增益单元。输入阻抗呈现为对称阻抗且具有大的数值，通常为109或更大。与由接在反向输入端和输出端之间的外部电阻决定的闭环增益运算放大器不同，仪表放大器使用了一个与其信号输入端隔离的内部反馈电阻网络。利用加到两个差分输入端的输入信号，增益或是从内部预置，或是通过也与信号输入端隔离的内部或外部增益电阻器由用户设置。典型仪表放大器的增益设置范围为1～1000。

参见图3，该实施例的内部电路即电路板8包括一直流升压模块11，为集成电路15提供工作电压，集成电路15再为敏感元件5提供激励电压，敏感元件5向集成电路15提供mV级压力信号，同时随着压力的变化集成电路15再输出一个4～20mA或0～20mA的标准电流信号。集成电路15为AM402。

该实施例的工作原理是：除了直流升压块11将5V直流电压升压到12V直流电压外，还采用了一只德国生产的AM402集成电路15，其内部具有高精度基准电源、仪表放大器及V/I转换器，可以将压力信号变成标准的三线制4～20或0～10mA电流信号输出。集成电路AM402是一个用于处理差分电桥信号的电压电流输出转换接口集成电路，这种集成电路应用在信号变化范围较大的传感器上是十分理想的，比如：压力传感器、热敏电阻探测器(RTD)等。它可以用二线方式输出(4…20mA)或者三线方式(0/4…20mA)输出。它是由一个用于差分输入信号放大的高度精度仪表放大器，一个可调的高度稳定的参考电压(4.5至10V)以及一个由电压控制的电流输出级组成。此接口电路的电流输出范围和偏置调零以及增益系数可以通过外接电阻在较宽的范围内进行调整。用少量的外接元件就可以使集成电路AM402成为一个用途广泛的电压电流转换接口电路。集成电路AM402是一个用于处理差分电桥信号的电压电流输出转换接口集成电路，这种电路应用在信号变化范围较大的传感器上是十分理想的，比如：压力传感器、热敏电阻探测器(RTD)等。它可以用二线方式输出(4…20mA)或者三线方式(0/4…20mA)输出。它是由一个用于差分输入信号放大的高度精度仪表放大器，一个可调的高度稳定的参考电压(4.5至10V)以及一个由电压控制的电流输出级组成。此接口电路的电流输出范围和偏置调零以及增益系数可以通过外接电阻在较宽的范围内进行调整。用少量的外接元件就可以使AM402成为一个用途广泛的电压电流转换接口电路。

Claims (5)

1、低直流电压供电的压力变送器，包括一芯片基座(1)，与芯片基座(1)相配置的外壳(4)，其特征在于，芯片基座(1)上开有与其腔体相通的压力孔(3)，芯片基座(1)的腔体内配置有敏感元件(5)及与敏感元件(5)电连接的电路板(8)，所说的电路板(8)包括一直流升压模块(11)，直流升压模块(11)的输出端给敏感元件(5)和仪表放大器(13)或集成电路(15)提供工作电压，敏感元件(5)的信号输出端与仪表放大器(13)或集成电路(15)的信号输入端电连接。

2、根据权利要求1所说的压力变送器，其特征在于，所说的电路板(8)包括一直流升压模块(11)，直流升压模块(11)再给恒流源(12)、直流电压反向器(14)及仪表放大器(13)提供12V直流电源，直流电压反向器(14)同时也向仪表放大器(13)提供负电压，并由恒流源(12)产生一个1.5mA的电流向敏感元件(5)提供工作电流，然后再由敏感元件(5)向仪表放大器(13)提供mV级压力信号。

3、根据权利要求1所说的压力变送器，其特征在于，所说的电路板(8)包括一直流升压模块(11)，为集成电路(15)提供工作电压，集成电路(15)再为敏感元件(5)提供激励电压，敏感元件(5)向集成电路(15)提供mV级压力信号，同时随着压力的变化集成电路(15)再输出一个4～20mA或0～20mA的标准电流信号。

4、根据权利要求1或2所说的压力变送器，其特征在于，所说的仪表放大器(13)为INA126。

5、根据权利要求1或3所说的压力变送器，其特征在于，所说的集成电路(15)为AM402。

Images