CN207937106U - 一种压力变送器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种压力变送器，它包括依次相连的传感器激励电路、差分放大电路和电压转电流电路，传感器激励电路包括一个运放及其负载，差分放大电路包括三个运放及其负载，传感器激励电路产生传感器激励电压，经差分放大电路放大后，由电压转电流电路将放大后的激励电压转换成4‑20mA电流输出。本实用新型大大减少了日常维护、标定的工作量，操作简单，能方便调整传感器的灵敏度，增加了变送器的可靠性，并达到方便加工、保证精度且降低加工成本的目的。

Description

一种压力变送器

技术领域

本实用新型属于变送器领域，尤其是一种压力变送器。

背景技术

随着科学技术的迅猛发展，非物理量的测量与控制技术，已越来越广地应用于航天、航空、交通运输、冶金、机械制造、石油、轻工、技术监督与测试等技术领域。

在生产过程中需要采集生产过程中的生产变量包括压力、温度和流量等，此后通过将这些数据传回中央控制进行处理，进而调节生产过程的各个环节来优化整个产品的生产过程。

压力变送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。

压力变送器有电动式和气动式两大类。电动式的统一输出信号为0～10mA、4～20mA或1～5V等直流电信号。气动式的统一输出信号为20～100Pa的气体压力。

压力变送器按不同的转换原理可分为力(力矩)平衡式、电容式、电感式、应变式和频率式等，下面简单介绍几种压力(差压)变送器的原理、结构、使用、检修和校验等知识。

压力变送器的主要作用把压力信号传到电子设备，进而在计算机显示压力其原理大致是：将水压这种压力的力学信号转变成电流(4-20mA)这样的电子信号压力和电压或电流大小成线性关系，一般是正比关系。所以，变送器输出的电压或电流随压力增大而增大由此得出一个压力和电压或电流的关系式压力变送器的被测介质的两种压力通入高、低两压力室，低压室压力采用大气压或真空，作用在δ元(即敏感元件)的两侧隔离膜片上，通过隔离片和元件内的填充液传送到测量膜片两侧。

压力变送器是由测量膜片与两侧绝缘片上的电极各组成一个电容器。当两侧压力不一致时，致使测量膜片产生位移，其位移量和压力差成正比，故两侧电容量就不等，通过振荡和解调环节。

但是零位偏差和漂移是目前所有检测生产过程的非物理量的传感器都待解决的技术难题。尤其是目前常规的压力变送器依旧是采用现场手工调整的方式，但是这种通过调零旋钮等旋钮进行零位或满度重新标定的方式调节极不方便，费时费力，而且旋钮本身也极易损坏。

而且由于目前业界常用的压力变送器在产品安装后必须通过效验设备对产品进行效验，而效验时需要耗费大量的人力、时间以及需要昂贵的效验设备，因而这种重新标定的方式极大的延长了生产线的调试时间，更加不利于提高生产效率。

实用新型内容

本实用新型提供一种压力变送器，实现了自动高效的变送，并达到方便加工、保证精度且降低加工成本的目的。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种压力变送器，它包括依次相连的传感器激励电路(1)、差分放大电路(2)和电压转电流电路(3)，传感器激励电路(1)包括一个运放及其负载，差分放大电路(2)包括三个运放及其负载，传感器激励电路(1)产生传感器激励电压，经差分放大电路(2)放大后，由电压转电流电路(3)将放大后的激励电压转换成4-20mA电流输出。

进一步的，所述传感器激励电路(1)由第一运放U1组成，第一运放U1的同相输入端与第五电阻R5的一端、第五二极管R5的正极、第五电容C5的一端及第四电阻R4的一端相连，第五电阻R5的另一端与第一可变电阻Z的1脚相连，第一可变电阻Z的3脚与第十九电阻R19的一端相连，第十九电阻R19的另一端与第五二极管R5的负极及第五电容C5的另一端相连并接地，第四电阻R4的另一端接电源power，第一运放U1的反相输入端与第六电阻R6的一端及第二接插件J2的2脚相连，第一运放U1的输出端与第二接插件J2的1脚相连，第二接插件J2的3、4脚分别与差分放大电路(2)的两个输入端相连。

进一步的，根据权利要求1所述的压力变送器，其特征在于：所述差分放大电路(2)由第二运放U2、第三运放U3和第四运放U4组成，第二运放U2的4脚接地，第二运放U2的8脚接电源power，第四运放U4的4脚接地，第四运放U4的8脚接电源power，第二运放U2的同相输入端和第三运放U3的同相输入端作为差分放大电路(2)的两个输入端，第二运放U2的同相输入端与地之间串接第六电容C6，第二运放U2的反相输入端与第七电阻R7的一端、第八电阻R8的一端及第八电容C8的一端相连，第八电阻R8的另一端与第八电容C8的另一端、第二运放U2的输出端及第十电阻R10的一端相连，第十电阻R10的另一端与地之间串接第十二电阻R12，第十电阻R10的另一端与第四运放U4的反相输入端，第七电阻R7的另一端与第二可变电阻S的1脚相连，第二可变电阻S的2、3脚与第九电阻R9的一端、第九电容C9的一端及第三运放U3的反相输入端相连，第九电阻R9的另一端与第九电容C9的另一端、第三运放U3的输出端及第十一电阻R11的一端相连，第十一电阻R11的另一端与第四运放U4的同相输入端、第十五电阻R15的一端及第十六电阻R16的一端，第十五电阻R15的另一端与传感器激励电路(1)的第一可变电阻Z的2脚，第十六电阻R16的另一端与电压转电流电路(3)相连，第三运放U3的同相输入端与地之间串接第七电容C7，第四运放U4的输出端与第十七电阻R17相连，第十七电阻R17与电压转电流电路(3)相连。

进一步的，所述电压转电流电路(3)由第二三极管Q2和第三三级管Q3组成，第二三极管Q2的集电极与差分放大电路(2)的第十七电阻R17的一端及第三三级管Q3的基极相连，第二三极管Q2的发射极与差分放大电路(2)的第十六电阻R16的一端、第十八单租R18的一端及第一电容C1的一端相连，第二三极管Q2的基极与第二二极管D2的正极相连，第二二极管D2的负极与第三三级管Q3的发射极及第十八电阻R18的另一端相连并接地，第三三级管Q3的集电极与第一电阻R1的一端相连，第一电阻R1的另一端与第一电容C1的另一端相连。

进一步的，所述电压转电流电路(3)的第一电容C1的一端还与第二电容C2的一端及第一接插件J1的2脚相连，第一电容C1的另一端还与第一二极管D1的负极、第二电阻R2的一端及第三电阻R3的一端相连，第一二极管D1的正极与第二电容C2的另一端及第一接插件J1的1脚相连，第二电阻R2的另一端与第三二极管D3的负极、第三电容C3的一端及第一三极管Q1的基极相连，第三二极管D3的正极与第三电容C3的另一端相连并接地，第三电阻R3的另一端与第一三极管Q1的集电极相连，第一三极管Q1的发射极与电源power相连，电源power与地之间串接第四电容C4。

本实用新型大大减少了日常维护、标定的工作量，操作简单，能方便调整传感器的灵敏度，增加了变送器的可靠性，并达到方便加工、保证精度且降低加工成本的目的。

附图说明

图1是本实用新型的原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1所示，本实施例提出一种压力变送器，它包括依次相连的传感器激励电路1、差分放大电路2和电压转电流电路3，传感器激励电路1包括一个运放及其负载，差分放大电路2包括三个运放及其负载，传感器激励电路1产生传感器激励电压，经差分放大电路2放大后，由电压转电流电路3将放大后的激励电压转换成4-20mA电流输出。

进一步的，所述传感器激励电路1由第一运放U1组成，第一运放U1的同相输入端与第五电阻R5的一端、第五二极管R5的正极、第五电容C5的一端及第四电阻R4的一端相连，第五电阻R5的另一端与第一可变电阻Z的1脚相连，第一可变电阻Z的3脚与第十九电阻R19的一端相连，第十九电阻R19的另一端与第五二极管R5的负极及第五电容C5的另一端相连并接地，第四电阻R4的另一端接电源power，第一运放U1的反相输入端与第六电阻R6的一端及第二接插件J2的2脚相连，第一运放U1的输出端与第二接插件J2的1脚相连，第二接插件J2的3、4脚分别与差分放大电路2的两个输入端相连。

进一步的，根据权利要求1所述的压力变送器，其特征在于：所述差分放大电路2由第二运放U2、第三运放U3和第四运放U4组成，第二运放U2的4脚接地，第二运放U2的8脚接电源power，第四运放U4的4脚接地，第四运放U4的8脚接电源power，第二运放U2的同相输入端和第三运放U3的同相输入端作为差分放大电路2的两个输入端，第二运放U2的同相输入端与地之间串接第六电容C6，第二运放U2的反相输入端与第七电阻R7的一端、第八电阻R8的一端及第八电容C8的一端相连，第八电阻R8的另一端与第八电容C8的另一端、第二运放U2的输出端及第十电阻R10的一端相连，第十电阻R10的另一端与地之间串接第十二电阻R12，第十电阻R10的另一端与第四运放U4的反相输入端，第七电阻R7的另一端与第二可变电阻S的1脚相连，第二可变电阻S的2、3脚与第九电阻R9的一端、第九电容C9的一端及第三运放U3的反相输入端相连，第九电阻R9的另一端与第九电容C9的另一端、第三运放U3的输出端及第十一电阻R11的一端相连，第十一电阻R11的另一端与第四运放U4的同相输入端、第十五电阻R15的一端及第十六电阻R16的一端，第十五电阻R15的另一端与传感器激励电路1的第一可变电阻Z的2脚，第十六电阻R16的另一端与电压转电流电路3相连，第三运放U3的同相输入端与地之间串接第七电容C7，第四运放U4的输出端与第十七电阻R17相连，第十七电阻R17与电压转电流电路3相连。

进一步的，所述电压转电流电路3由第二三极管Q2和第三三级管Q3组成，第二三极管Q2的集电极与差分放大电路2的第十七电阻R17的一端及第三三级管Q3的基极相连，第二三极管Q2的发射极与差分放大电路2的第十六电阻R16的一端、第十八单租R18的一端及第一电容C1的一端相连，第二三极管Q2的基极与第二二极管D2的正极相连，第二二极管D2的负极与第三三级管Q3的发射极及第十八电阻R18的另一端相连并接地，第三三级管Q3的集电极与第一电阻R1的一端相连，第一电阻R1的另一端与第一电容C1的另一端相连。

进一步的，所述电压转电流电路3的第一电容C1的一端还与第二电容C2的一端及第一接插件J1的2脚相连，第一电容C1的另一端还与第一二极管D1的负极、第二电阻R2的一端及第三电阻R3的一端相连，第一二极管D1的正极与第二电容C2的另一端及第一接插件J1的1脚相连，第二电阻R2的另一端与第三二极管D3的负极、第三电容C3的一端及第一三极管Q1的基极相连，第三二极管D3的正极与第三电容C3的另一端相连并接地，第三电阻R3的另一端与第一三极管Q1的集电极相连，第一三极管Q1的发射极与电源power相连，电源power与地之间串接第四电容C4。

本实用新型大大减少了日常维护、标定的工作量，操作简单，能方便调整传感器的灵敏度，增加了变送器的可靠性，并达到方便加工、保证精度且降低加工成本的目的。

对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (5)

1.一种压力变送器，其特征在于：它包括依次相连的传感器激励电路(1)、差分放大电路(2)和电压转电流电路(3)，传感器激励电路(1)包括一个运放及其负载，差分放大电路(2)包括三个运放及其负载，传感器激励电路(1)产生传感器激励电压，经差分放大电路(2)放大后，由电压转电流电路(3)将放大后的激励电压转换成4-20mA电流输出。

2.根据权利要求1所述的压力变送器，其特征在于：所述传感器激励电路(1)由第一运放U1组成，第一运放U1的同相输入端与第五电阻R5的一端、第五二极管R5的正极、第五电容C5的一端及第四电阻R4的一端相连，第五电阻R5的另一端与第一可变电阻Z的1脚相连，第一可变电阻Z的3脚与第十九电阻R19的一端相连，第十九电阻R19的另一端与第五二极管R5的负极及第五电容C5的另一端相连并接地，第四电阻R4的另一端接电源power，第一运放U1的反相输入端与第六电阻R6的一端及第二接插件J2的2脚相连，第一运放U1的输出端与第二接插件J2的1脚相连，第二接插件J2的3、4脚分别与差分放大电路(2)的两个输入端相连。

3.根据权利要求1所述的压力变送器，其特征在于：所述差分放大电路(2)由第二运放U2、第三运放U3和第四运放U4组成，第二运放U2的4脚接地，第二运放U2的8脚接电源power，第四运放U4的4脚接地，第四运放U4的8脚接电源power，第二运放U2的同相输入端和第三运放U3的同相输入端作为差分放大电路(2)的两个输入端，第二运放U2的同相输入端与地之间串接第六电容C6，第二运放U2的反相输入端与第七电阻R7的一端、第八电阻R8的一端及第八电容C8的一端相连，第八电阻R8的另一端与第八电容C8的另一端、第二运放U2的输出端及第十电阻R10的一端相连，第十电阻R10的另一端与地之间串接第十二电阻R12，第十电阻R10的另一端与第四运放U4的反相输入端，第七电阻R7的另一端与第二可变电阻S的1脚相连，第二可变电阻S的2、3脚与第九电阻R9的一端、第九电容C9的一端及第三运放U3的反相输入端相连，第九电阻R9的另一端与第九电容C9的另一端、第三运放U3的输出端及第十一电阻R11的一端相连，第十一电阻R11的另一端与第四运放U4的同相输入端、第十五电阻R15的一端及第十六电阻R16的一端，第十五电阻R15的另一端与传感器激励电路(1)的第一可变电阻Z的2脚，第十六电阻R16的另一端与电压转电流电路(3)相连，第三运放U3的同相输入端与地之间串接第七电容C7，第四运放U4的输出端与第十七电阻R17相连，第十七电阻R17与电压转电流电路(3)相连。

4.根据权利要求1所述的压力变送器，其特征在于：所述电压转电流电路(3)由第二三极管Q2和第三三级管Q3组成，第二三极管Q2的集电极与差分放大电路(2)的第十七电阻R17的一端及第三三级管Q3的基极相连，第二三极管Q2的发射极与差分放大电路(2)的第十六电阻R16的一端、第十八单租R18的一端及第一电容C1的一端相连，第二三极管Q2的基极与第二二极管D2的正极相连，第二二极管D2的负极与第三三级管Q3的发射极及第十八电阻R18的另一端相连并接地，第三三级管Q3的集电极与第一电阻R1的一端相连，第一电阻R1的另一端与第一电容C1的另一端相连。

5.根据权利要求1所述的压力变送器，其特征在于：所述电压转电流电路(3)的第一电容C1的一端还与第二电容C2的一端及第一接插件J1的2脚相连，第一电容C1的另一端还与第一二极管D1的负极、第二电阻R2的一端及第三电阻R3的一端相连，第一二极管D1的正极与第二电容C2的另一端及第一接插件J1的1脚相连，第二电阻R2的另一端与第三二极管D3的负极、第三电容C3的一端及第一三极管Q1的基极相连，第三二极管D3的正极与第三电容C3的另一端相连并接地，第三电阻R3的另一端与第一三极管Q1的集电极相连，第一三极管Q1的发射极与电源power相连，电源power与地之间串接第四电容C4。