CN203011602U - 一种电流型压力变送器 - Google Patents

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CN 201220663640
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Inventor
刘石勇
孙强
周维
彭平
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CHANGSHA NANCHE ELECTRIC Co Ltd
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CHANGSHA NANCHE ELECTRIC Co Ltd
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Abstract

本实用新型公开了一种电流型压力变送器，包括压力变送器芯体、数字调理芯片和电流环芯片；所述的压力变送器芯体的输出接口与数字调理芯片的输入接口相连，数字调理芯片的输出端接电流环芯片的输入端，电流环芯片的电流信号输出端为所述电流型压力变送器的输出端；所述的数字调理芯片中集成有放大器。所述的电流型压力变送器还包括温度检测电路，温度检测电路的输出端接数字调理芯片的温度输入端口。该电流型压力变送器检测精度高、稳定性好、能适应较宽的温度范围。

Description

一种电流型压力变送器
技术领域
本实用新型涉及一种电流型压力变送器，尤其适合作为铁路机车车辆用低压型压力变送器，亦可用于汽车、轮船、工程机械车辆等需要检测压力的场合。
背景技术
压力变送器主要用于内燃机车等设备能耗监测统计分析系统，比如用来检测内燃机车油箱中柴油压力，从而结合机车对应的油箱模型，计算油箱油量。
但是，由于内燃机车的柴油机工作时，未能完全燃烧且温度较高的柴油回流至油箱，使得油箱内柴油温度维持在一个较高的温度；此外，我国幅员辽阔，各地气候迥异，环境温度也不尽相同，而现有的压力变送器在不同的温度场合，准确度受到严重影响，因而需要设计一种需要压力变送器能够在较宽的温度范围内保持较高的精度。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种电流型压力变送器，该电流型压力变送器检测精度高、稳定性好、能适应较宽的温度范围。
实用新型的技术解决方案如下：
一种电流型压力变送器，包括压力变送器芯体、数字调理芯片和电流环芯片；所述的压力变送器芯体的输出接口与数字调理芯片的输入接口相连，数字调理芯片的输出端接电流环芯片的输入端，电流环芯片的电流信号输出端为所述电流型压力变送器的输出端；所述的数字调理芯片中集成有放大器。
所述的电流型压力变送器还包括温度检测电路，温度检测电路的输出端接数字调理芯片的温度输入端口。
所述的数字调理芯片为PGA309芯片，所述的电流环芯片为XTR117芯片；温度检测电路包括一个热敏电阻，压力变送器芯体为含有压敏电阻的感应桥；
PGA309芯片的VEXC端接感应桥的正供电端，感应桥的负供电端经热敏电阻接地；感应桥的负供电端还与PGA309芯片的温度输入端口(TEMP IN端)相接；感应桥的2个输出端分别接PGA309芯片的2个信号输入端(VIN1端和VIN2端)。
有益效果：
本实用新型的电流型压力变送器，由于采用电流型的变送器，相比电压型的变送器，更不容易受到干扰，因而准确度高。
另外，由于该电流型压力变送器集成了温度补偿电路，因而可以在不同的温度下进行校准，准确度高，适应温度范围宽。
附图说明
图1为电流型压力变送器的电路原理图。
图2为分压电路原理图。
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明：
实施例1：
如图1所示，一种电流型压力变送器，包括压力变送器芯体、数字调理芯片和电流环芯片；所述的压力变送器芯体的输出接口与数字调理芯片的输入接口相连，数字调理芯片的输出端接电流环芯片的输入端，电流环芯片的电流信号输出端为所述电流型压力变送器的输出端；所述的数字调理芯片中集成有放大器。
所述的电流型压力变送器还包括温度检测电路，温度检测电路的输出端接数字调理芯片的温度输入端口。
所述的数字调理芯片为PGA309芯片，所述的电流环芯片为XTR117芯片；温度检测电路包括一个热敏电阻，压力变送器芯体为含有压敏电阻的感应桥；
PGA309芯片的VEXC端接感应桥的正供电端，感应桥的负供电端经热敏电阻接地；感应桥的负供电端还与PGA309芯片的温度输入端口(TEMP IN端)相接；感应桥的2个输出端分别接PGA309芯片的2个信号输入端(VIN1端和VIN2端)。图中的虚线框为压力传感器芯体。
产品的工作原理：机车油箱柴油压力通过油路作用到传感器芯体检测面上，传感器芯体将压力信号转换为电压信号送给PGA309芯片(为半智能芯片)，该电路对输入小信号进行放大、校零处理后输出，通过XTR117电流环芯片转化为4～20mA的电流信号。
产品的调试过程：分别在-25℃、25℃、70℃下，对传感器芯体进行零点系数和增益系数调整，获取此三个温度点下传感器芯体的零点系数和增益系数，通过分段插值算法计算生成17个温度点的温度补偿系数表。
产品的工作过程：上电后，PGA309读取配置信息，随后进行一次温度采集与转化，获取当前传感器芯体的温度值，根据该温度值检索调试标定好的温度补偿系数表，查询并计算当前温度下的增益系数和零点系数，根据该系数对输入信号进行校零点、放大输出。以后的每一次信号放大处理都是从温度转换开始(采集温度——查表——确定补偿系数——输出)。
产品温度补偿原理：在传感器芯体供电回路中串一个低温漂(25ppm)100欧姆的小电阻(RTEMP)，利用传感器芯体本身阻抗的温度系数较大(3000ppm)来检测传感器芯体温度。温度变化时，传感器芯体的阻抗随温度变化大，而相对传感器芯体来说，电阻RTEMP的阻值变化基本可忽略(视为恒定)。PGA309的VEXC脚为桥接传感器激励电压，该激励电压在传感器芯体和电阻RTEMP上进行分压。如图2，R为压力传感器芯体等效阻抗，温度系数为3000ppm，而RTEMP阻抗可看作不随温度变化，TEMPIN脚检测电阻RTEMP上的电压，即反应出了传感器芯体的温度变化。由于传感器芯体的阻抗为正温度系数，则TEMPIN脚检测的电压值越大，温度越低；电压值越小，温度越高。
采用标准压力表对传感器校准标定，确定各温度点的温度补偿系数。鉴于传感器芯体线性度较好，故只需通过校准获取其在-25℃、25℃、70℃三个温度点下的温度补偿系数，再通过分段插值算法计算生成17个温度点(-25℃至70℃分为17段)的温度补偿系数表。实际使用时，根据温度检测脚检测到的当前温度值，查表判断在哪个温度区间，即采用该温度区间的温度补偿系数。)
该产品技术参数有：
1)工作电压：12VDC～30VDC
2)测量范围：0～10kPa；
3)输出电流：4～20mA；
4)测量精度(参比-25℃～70℃)：±0.5％FS；
5)温漂(-25℃～70℃)：±0.5％FS；
6)长期稳定性：≤±0.2％FS/年；
7)源效应(电源供电变化)：±0.05％FS；
8)过压范围：不小于两倍量程；
9)负载电阻：Rmax＝200Ω。

Claims (3)

1.一种电流型压力变送器，其特征在于，包括压力变送器芯体、数字调理芯片和电流环芯片；所述的压力变送器芯体的输出接口与数字调理芯片的输入接口相连，数字调理芯片的输出端接电流环芯片的输入端，电流环芯片的电流信号输出端为所述电流型压力变送器的输出端；所述的数字调理芯片中集成有放大器。
2.根据权利要求1所述的电流型压力变送器，其特征在于，还包括温度检测电路，温度检测电路的输出端接数字调理芯片的温度输入端口。
3.根据权利要求1或2所述的电流型压力变送器，其特征在于，所述的数字调理芯片为PGA309芯片，所述的电流环芯片为XTR117芯片；温度检测电路包括一个热敏电阻，压力变送器芯体为含有压敏电阻的感应桥；
PGA309芯片的VEXC端接感应桥的正供电端，感应桥的负供电端经热敏电阻接地；感应桥的负供电端还与PGA309芯片的温度输入端口相接；感应桥的2个输出端分别接PGA309芯片的2个信号输入端。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104143964A (zh) * 2014-07-23 2014-11-12 博益(天津)气动技术研究所有限公司 一种实现真零点输出的电桥式传感器的放大电路

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