CN205317377U - 一种基于线性光耦的压力传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种基于线性光耦的压力传感器，包括线性光耦U3、第一运算放大器U1、第二运算放大器U2、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，所述线性光耦U3包括发光二极管LED、第一光敏二极管PD1和第二光敏二极管PD2。一种基于线性光耦的压力传感器，通过电路设计，能精确地传送模拟信号，输入信号与输出信号隔离，输入地端与输出地端相互隔离，线性光耦输出信号随输入信号变化而成比例变化，使信号输出端的输出电压具有稳定性和线性，其增益可以通过调整第一电阻R1和第三电阻R3的值实现，它为模拟信号传输中隔离电路的简单化、高精度化带来了方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及传感器领域，尤其涉及一种基于线性光耦的压力传感器。
背景技术
现有微机处理器接收压力信号时一般会在压力输入信号与输出信号之间进行保持隔离，常采用隔离放大器。隔离放大器的使用，会使整个设备成本提高，同时使整个电路变得更为复杂。
发明内容
本实用新型要解决以上技术问题，提供一种基于线性光耦的压力传感器。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种基于线性光耦的压力传感器，包括线性光耦U3、第一运算放大器U1、第二运算放大器U2、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，所述线性光耦U3包括发光二极管LED、第一光敏二极管PD1和第二光敏二极管PD2，所述第一运算放大器U1的1管脚为正向输入端，所述第一运算放大器U1的3管脚为负向输入端，所述第一运算放大器U1的4管脚为输出端，所述线性光耦U3的1管脚为所述发光二极管LED的阴极，所述线性光耦U3的2管脚为所述发光二极管LED的阳极，所述线性光耦U3的3管脚为所述第一光敏二极管PD1的阴极，所述线性光耦U3的4管脚为所述第一光敏二极管PD1的阳极，所述线性光耦U3的5管脚为所述第二光敏二极管PD2的阳极，所述线性光耦U3的6管脚为所述第二光敏二极管PD2的阴极，所述第二运算放大器U2的1管脚为正向输入端，所述第二运算放大器U2的3管脚为负向输入端，所述第二运算放大器U2的4管脚为输出端，
所述第一电阻R1的一端为信号输入端，所述第一电阻R1的另一端分别连接所述第一电容C1的一端、所述第一运算放大器U1的3管脚和所述线性光耦U3的3管脚，所述第一电容C1的另一端分别连接所述第一运算放大器U1的4管脚和所述第二电阻R2的一端，所述第二电阻R2的另一端连接所述线性光耦U3的1管脚，所述线性光耦U3的6管脚分别连接所述第二电容C2的一端、所述第三电阻R3的一端和所述第二运算放大器U2的3管脚，所述线性光耦U3的5管脚与所述第二运算放大器U2的1管脚相连，所述第二电容C2的另一端和所述第三电阻R3的另一端均连接所述第二运算放大器U2的4管脚，所述第一运算放大器U1的1管脚、2管脚均接输入地端，所述第一运算放大器U1的5管脚接输入电源端，所述线性光耦U3的2管脚接输入电源，所述线性光耦U3的4管脚接输入地端，所述第二运算放大器U2的1管脚、2管脚接输出地端，所述第二运算放大器U2的5管脚接输出电源，所述第二运算放大器U2的4管脚为信号输出端。
所述线性光耦U3采用HCNR201芯片。
所述第一运算放大器U1、所述第二运算放大器U2均采用LMV321芯片。
本实用新型具有的优点和积极效果是：一种基于线性光耦的压力传感器，通过电路设计，能精确地传送模拟信号，输入信号与输出信号隔离，输入地端与输出地端相互隔离，线性光耦输出信号随输入信号变化而成比例变化，使信号输出端的输出电压具有稳定性和线性，其增益可以通过调整第一电阻R1和第三电阻R3的值实现，它为模拟信号传输中隔离电路的简单化、高精度化带来了方便。
附图说明
图1是一种基于线性光耦的压力传感器的电路连接图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细说明。
如图1所示，一种基于线性光耦的压力传感器，包括线性光耦U3、第一运算放大器U1、第二运算放大器U2、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，所述线性光耦U3包括发光二极管LED、第一光敏二极管PD1和第二光敏二极管PD2，所述第一运算放大器U1的1管脚为正向输入端，所述第一运算放大器U1的3管脚为负向输入端，所述第一运算放大器U1的4管脚为输出端，所述线性光耦U3的1管脚为所述发光二极管LED的阴极，所述线性光耦U3的2管脚为所述发光二极管LED的阳极，所述线性光耦U3的3管脚为所述第一光敏二极管PD1的阴极，所述线性光耦U3的4管脚为所述第一光敏二极管PD1的阳极，所述线性光耦U3的5管脚为所述第二光敏二极管PD2的阳极，所述线性光耦U3的6管脚为所述第二光敏二极管PD2的阴极，所述第二运算放大器U2的1管脚为正向输入端，所述第二运算放大器U2的3管脚为负向输入端，所述第二运算放大器U2的4管脚为输出端，
所述第一电阻R1的一端为信号输入端，所述第一电阻R1的另一端分别连接所述第一电容C1的一端、所述第一运算放大器U1的3管脚和所述线性光耦U3的3管脚，所述第一电容C1的另一端分别连接所述第一运算放大器U1的4管脚和所述第二电阻R2的一端，所述第二电阻R2的另一端连接所述线性光耦U3的1管脚，所述线性光耦U3的6管脚分别连接所述第二电容C2的一端、所述第三电阻R3的一端和所述第二运算放大器U2的3管脚，所述线性光耦U3的5管脚与所述第二运算放大器U2的1管脚相连，所述第二电容C2的另一端和所述第三电阻R3的另一端均连接所述第二运算放大器U2的4管脚，所述第一运算放大器U1的1管脚、2管脚均接输入地端，所述第一运算放大器U1的5管脚接输入电源端，所述线性光耦U3的2管脚接输入电源，所述线性光耦U3的4管脚接输入地端，所述第二运算放大器U2的1管脚、2管脚接输出地端，所述第二运算放大器U2的5管脚接输出电源，所述第二运算放大器U2的4管脚为信号输出端。
所述线性光耦U3采用HCNR201芯片。
所述第一运算放大器U1、所述第二运算放大器U2均采用LMV321芯片。
一种基于线性光耦的压力传感器的工作原理：当有压力传感器电压VIN输入时，第一运算放大器U1的输出使发光二极管LED上有电流if流过，且输入电压的变化体现在电流if上，并驱动发光二极管LED发光把电信号转变成光信号。发光二极管LED发出的光被第一光敏二极管PD1探测到并产生光电流ipd1。同时，输入电压VIN也会产生电流流过第一电阻R1。假定第一运算放大器U1是理想运放，则没有电流流入第一运算放大器U1的输入端，流过第一电阻R1的电流将会流过第一光敏二极管PD1到地，因此，ipd1＝VIN/R1。ipd1只取决于输入电压VIN和R1的值，与发光二极管LED的光输出特性无关。又因发光二极管LED发出的光同时照射在两个光敏二极管上，且第一光敏二极管PD1和第二光敏二极管PD2完全相同的，理想情况下ipd2应该等于ipd1。定义一个系数k，有ipd1＝k*ipd2，k约为1±5％。第二运算放大器U2和第三电阻R3把ipd2转变成输出电压VOUT，有VOUT＝ipd2*R3，组合上面的3个方程得到输出电压和输入电压关系：VOUT/VIN＝K*R2/R1，因此，输出电压VOUT具有稳定性和线性，其增益可通过调整R3与R1的值来实现，通常取R1和R3的值相同。
一种基于线性光耦的压力传感器，通过电路设计，能精确地传送模拟信号，输入信号与输出信号隔离，输入地端与输出地端相互隔离，线性光耦输出信号随输入信号变化而成比例变化，使信号输出端的输出电压具有稳定性和线性，其增益可以通过调整第一电阻R1和第三电阻R3的值实现，它为模拟信号传输中隔离电路的简单化、高精度化带来了方便。
以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本实用新型范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。
Claims (3)
1.一种基于线性光耦的压力传感器，其特征在于：包括线性光耦U3、第一运算放大器U1、第二运算放大器U2、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，所述线性光耦U3包括发光二极管LED、第一光敏二极管PD1和第二光敏二极管PD2，所述第一运算放大器U1的1管脚为正向输入端，所述第一运算放大器U1的3管脚为负向输入端，所述第一运算放大器U1的4管脚为输出端，所述线性光耦U3的1管脚为所述发光二极管LED的阴极，所述线性光耦U3的2管脚为所述发光二极管LED的阳极，所述线性光耦U3的3管脚为所述第一光敏二极管PD1的阴极，所述线性光耦U3的4管脚为所述第一光敏二极管PD1的阳极，所述线性光耦U3的5管脚为所述第二光敏二极管PD2的阳极，所述线性光耦U3的6管脚为所述第二光敏二极管PD2的阴极，所述第二运算放大器U2的1管脚为正向输入端，所述第二运算放大器U2的3管脚为负向输入端，所述第二运算放大器U2的4管脚为输出端，
所述第一电阻R1的一端为信号输入端，所述第一电阻R1的另一端分别连接所述第一电容C1的一端、所述第一运算放大器U1的3管脚和所述线性光耦U3的3管脚，所述第一电容C1的另一端分别连接所述第一运算放大器U1的4管脚和所述第二电阻R2的一端，所述第二电阻R2的另一端连接所述线性光耦U3的1管脚，所述线性光耦U3的6管脚分别连接所述第二电容C2的一端、所述第三电阻R3的一端和所述第二运算放大器U2的3管脚，所述线性光耦U3的5管脚与所述第二运算放大器U2的1管脚相连，所述第二电容C2的另一端和所述第三电阻R3的另一端均连接所述第二运算放大器U2的4管脚，所述第一运算放大器U1的1管脚、2管脚均接输入地端，所述第一运算放大器U1的5管脚接输入电源端，所述线性光耦U3的2管脚接输入电源，所述线性光耦U3的4管脚接输入地端，所述第二运算放大器U2的1管脚、2管脚接输出地端，所述第二运算放大器U2的5管脚接输出电源，所述第二运算放大器U2的4管脚为信号输出端。
2.根据权利要求1所述的一种基于线性光耦的压力传感器，其特征在于：所述线性光耦U3采用HCNR201芯片。
3.根据权利要求1所述的一种基于线性光耦的压力传感器，其特征在于：所述第一运算放大器U1、所述第二运算放大器U2均采用LMV321芯片。
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| CN109330863A (zh) * | 2018-11-27 | 2019-02-15 | 苏州尚领医疗科技有限公司 | 一种心肺复苏按压指导反馈记录系统 |
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