CN211205613U

CN211205613U - 一种压力传感器

Info

Publication number: CN211205613U
Application number: CN202021192480.3U
Authority: CN
Inventors: 钱静敏
Original assignee: Guangzhou Tangsi Technology Co ltd
Current assignee: Guangzhou Tangsi Technology Co ltd
Priority date: 2020-06-24
Filing date: 2020-06-24
Publication date: 2020-08-07
Anticipated expiration: 2030-06-24

Abstract

本实用新型公开了一种压力传感器，其PCB板上设置有信号放大电路，包括依次连接的可调稳压电路、DC/DC电压反转电路以及放大电路；所述DC/DC电压反转电路包括电压反转器U3、电容C1、电容C4、电容C6、电容C12和电容C13；本实用新型提供的一种信号放大电路，其电路结构简单，工作可靠性强和稳定，提高传感器产品合格率，极大降低生产成本。

Description

一种压力传感器

技术领域

本实用新型涉及压力传感器的技术领域，具体地说，是一种压力传感器。

背景技术

压力测量对实时监测和安全生产具有重要的意义。在工业生产中，为了高效、安全生产，必须有效控制生产过程中的诸如压力、流量、温度等主要参数。由于压力控制在生产过程中起着决定性的安全作用，因此有必要准确测量压力。现有的电路中的压力传感器信号采集放大电路形形色色种类繁多，但大多结构复杂，功能复杂，而在一些只需要功能单一的应用场合下，往往是采用复杂电路结构的驱动电路来完成单一功能的信息采集功能，这样一方面成本会有所提高，另外一方面，电路结构一旦复杂化后，其背后的不稳定因素也在增加，如此便在无形之中降低了产品合格率。

实用新型内容

为了克服上述技术缺陷，本实用新型提供一种压力传感器，该压力传感器上设置的信号放大电路的结构简单，使用方便，实现成本低。

为了解决上述问题，本实用新型按以下技术方案予以实现的：

本实用新型所述一种压力传感器，包括：

接头壳体，其内部中空具有一阶梯状内壁，使该接头壳体的内部具有第一容腔、阶梯平台和第二容腔；

金属芯体，其置于第二容腔中；所述金属芯体具有抵触阶梯平台的测压端面；

硅胶膜套，其匹配贴附所述金属芯体的测压端面，所述阶梯平台和金属芯体夹设挤压所述硅胶膜套；

压紧套，其螺纹连接第二容腔的内壁；所述压紧套抵顶压固金属芯体；

PCB板，其设置于第二容器内并与金属芯体连接；所述PCB板上设置有信号放大电路，信号放大电路包括依次连接的可调稳压电路、DC/DC电压反转电路以及放大电路；所述DC/DC电压反转电路包括电压反转器U3、电容C1、电容C4、电容C6、电容C12和电容C13；

其中，所述电压反转器U3具有输入端VDD、输出端VOUT；所述输入端VDD分别与电容C4和可调稳压电路连接；所述电容C4的另一端接地；所述输出端VOUT连接放大电路；所述电容C6的一端连接电压反转器U3的输出端VOUT，电容C6的另一端接地；所述电容C12的一端连接电压反转器U3的输出端VOUT，电容C12的另一端接地；所述电容C18的一端连接电压反转器U3的输入端VOUT，电容C18的另一端接地；所述电容C1的一端连接电压反转器U3的输入端VOUT，电容C2的另一端接放大电路。

优选地，所述第一容腔的外腔壁为螺纹状，以使接头壳体的一端为螺纹接头。

优选地，压力传感器还包括呈C型的卡簧；所述第二容腔的内壁开设有匹配所述卡簧的环槽；所述卡簧抵顶限位压紧套。

优选地，压力传感器还包括环状的橡胶垫圈，其设置在压紧套和金属芯体之间。

优选地，所述接头壳体和压紧套均采用ABS塑料制成。

优选地，所述放大电路包括同相放大部分和差分放大部分；所述同相放大部分包括接口J21、运算放大器U1-A、运算放大器U1-D、电容C7、电容C8、电容C9、电阻R8、电阻R9、电阻R14、电阻R14、可调电阻VR1和可调电阻VR2；

其中，所述运算放大器U1-A的同相输入端3连接电阻R14的一端，电阻R14的另一端分别连接接口J21和电容C9的一端，电容C9的另一端接地；所述运算放大器U1-A的+VDD端和-VDD端分别与DC/DC反转电路连接；所述电阻R8的一端连接运算放大器U1-A的反相输入端2，电阻R8的另一端连接运算放大器U1-A的输出端1；

所述运算放大器U1-D的同相输入端12连接电阻R16的一端，电阻R16的另一端分别连接接口J21、电容C9、电阻R5和可调电阻VR2的一端，所述电容C8的另一端接地，所述电阻R15的另一端接地，所述可调电阻VR2的另一端接电压反转电路；所述电阻R9的一端连接运算放大器U1-D的反相输入端13，电阻R9的另一端连接运算放大器U1-D的输出端14；

所述可调电阻VR1的一端连接运算放大器U1-A的反相输入端，可调电阻VR1的另一端运算放大器U1-D的反相输入端13；所述电容C7的一端连接电阻R14，电容C7的另一端连接电容R16；

所述运算放大器U1-A的+VDD端和-VDD端分别与DC/DC反转电路连接；所述电阻R8的一端连接运算放大器U1-A的反相输入端2，电阻R8的另一端连接运算放大器U1-A的输出端1；所述运算放大器U1-A的输出端1和运算放大器U1-D的输出端14分别连接差分放大部分。

优选地，所述差分放大部分包括运算放大器U1-B、电阻R3、电阻R5、电阻R6和电阻R7；

所述运算放大器U1-B的同相输入端6与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端连接运算放大器U1-A的输出端1；所述运算放大器U1-B的同相输入端5与电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端连接运算放大器U1-D的输出端14；所述电阻R3的一端连接运算放大器U1-B的反向输入端6，电阻R3的另一端连接运算放大器U1-B的输出端7；所述运算放大器U1-B的输出端7与外部连接。

优选地，所述电压反转器U3为TP7660电压反转器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的压力传感器，其所采用的信号放大电路具有结构简单，工作可靠性强和稳定，提高传感器产品合格率，极大降低生产成本。

2、本申请创新的采用硅胶膜套，硅胶膜套贴附在金属芯体上，并不影响测压精度，待测液体或气体的压力透过硅胶膜套传递到金属芯体上；另一方面，硅胶膜套具有的耐腐蚀等自身性能极大的保护了金属芯体，以提高金属芯体的使用寿命。同时，环边的气密性越优越于现有的密封圈密封，压力传感器的工作可靠性强。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1是本实用新型的一种压力传感器的信号放大电路的DC/DC电压反转电路；

图2是本实用新型的一种压力传感器的信号放大电路的放大电路；

图3是本实用新型的一种压力传感器的信号放大电路的可调稳压电路；

图4是本实用新型的一种压力传感器的结构示意图；

图中：1-接头壳体、11-第一容腔、12-接头平台、13-第二容腔、2-金属芯体、3-硅胶膜套、4-压紧套、5-橡胶垫圈、6-卡簧、7-PCB板。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1～图4所示，本实用新型所述的一种压力传感器、以及其PCB板7上的信号放大电路。所述压力传感器包括接头壳体1、金属芯体2、压紧套4和PCB板7。所述PCB板7上集成有与金属芯体2连接的信号放大电路。所述信号放大电路包括依次连接的可调稳压电路、DC/DC电压反转电路以及放大电路。

如图1所示，所述DC/DC电压反转电路包括电压反转器U3、电容C1、电容C4、电容C6、电容C12和电容C13。所述电压反转器U3为TP7660电压反转器，其具有输入端VDD、输出端VOUT；所述输入端VDD分别与电容C4和可调稳压电路连接；所述电容C4的另一端接地；所述输出端VOUT连接放大电路。所述电容C6的一端连接电压反转器U3的输出端VOUT，电容C6的另一端接地。所述电容C12的一端连接电压反转器U3的输出端VOUT，电容C12的另一端接地。所述电容C18的一端连接电压反转器U3的输入端VOUT，电容C18的另一端接地。所述电容C1的一端连接电压反转器U3的输入端VOUT，电容C2的另一端接放大电路。

如图2所示，所述放大电路包括同相放大部分和差分放大部分；所述同相放大部分包括接口J21、运算放大器U1-A、运算放大器U1-D、电容C7、电容C8、电容C9、电阻R8、电阻R9、电阻R14、电阻R14、可调电阻VR1和可调电阻VR2；

具体地，所述运算放大器U1-A的同相输入端3连接电阻R14的一端，电阻R14的另一端分别连接接口J21和电容C9的一端，电容C9的另一端接地；所述运算放大器U1-A的+VDD端和-VDD端分别与DC/DC反转电路连接；所述电阻R8的一端连接运算放大器U1-A的反相输入端2，电阻R8的另一端连接运算放大器U1-A的输出端1；

具体地，所述差分放大部分包括运算放大器U1-B、所述阻R3、电阻R5、电阻R6和电阻R7；所述运算放大器U1-B的同相输入端6与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端连接运算放大器U1-A的输出端1；所述运算放大器U1-B的同相输入端5与电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端连接运算放大器U1-D的输出端14；所述电阻R3的一端连接运算放大器U1-B的反向输入端6，电阻R3的另一端连接运算放大器U1-B的输出端7；所述运算放大器U1-B的输出端7与外部连接。

本实用新型提供的一种信号放大电路，其电路结构简单，工作可靠性强和稳定，提高传感器产品合格率，极大降低生产成本。

如图4所示，所述接头壳体1具有一接头和容置的金属芯体2的腔室，接头壳体1外接于待测装置或管道中。具体地，所述接头壳体1的腔室上下贯通，内部中空且具有一阶梯状内壁，使腔室具有第一容腔11、阶梯平台12和第二容腔13；第一容腔11和第二容腔13为并列设置的柱状容腔，且第一容腔11的直径小于第二容腔13，两者之间的交界平面形成所述阶梯平台12，阶梯平台12呈一环形面。所述第一容腔11的外腔壁为螺纹状，以使接头壳体具有一螺纹接头，可以直接外接在设备上，安装快速便捷。

所述金属芯体2匹配第二容腔13，其为一短圆柱。金属芯体2的上下两个端面，其中一个端面开设有一内凹的柱状的凹槽，该端面为测压端面，凹槽使得金属芯体2的短圆柱内部中空，金属芯体2的大致结构与现有的陶瓷传感器一致。金属芯体2的另一个端面贴附有检测电路。具体地，所述金属芯体2的测压端面朝向阶梯平台12设置，凹槽与第一容腔11相通以实现测压。

所述硅胶膜套3包括盆体和环边。所述盆体为一薄壁膜，盆体的形状匹配测压端面的凹槽，以紧密贴附在测压端面上。所述环边连接盆体的开口处并朝外延伸，环边与盆体是一体成型的。其中，所述环边的厚度远大于盆体的厚度。所述环边夹设在金属芯体2和阶梯平台之间，以隔绝第一容腔和第二容腔，保证密封性。硅胶膜套3的设置，一方面硅胶膜套3贴附在金属芯体2上，并不影响测压精度，待测液体或气体的压力透过硅胶膜套3传递到金属芯体2上；另一方面，硅胶膜套3具有的耐腐蚀等自身性能极大的保护了金属芯体2，以提高金属芯体2的使用寿命。同时，环边的气密性越优越于现有的密封圈密封，压力传感器的工作可靠性强。

所述压紧套4同为柱状，其外壁设置有外螺纹以螺纹连接第二容腔的内壁，压紧套4与阶梯平面共同压固金属芯体2。压紧套4沿轴向开设有若干通孔，通孔用于装卸压紧套4和供金属芯体2的导线伸出。所述压紧套4的一端面同样设置有一内凹的柱状凹槽，柱状凹槽避免压迫金属芯体2上的检测电路，实现压固限位金属芯体2的同时，压紧套4的主体与检测电路相互错开，避免压迫金属芯体2上的检测电路。

所述接头壳体1和压紧套4均可用ABS塑料制成。现有的接头壳体1多为金属制成，其工艺复杂，成本较高。为此，申请人通过用工程塑料中的ABS塑料代替现有的金属接头壳体1，ABS 塑料是具有耐化学腐蚀、耐热，并有一定的表面硬度；是一种原料易得、综合性能良好、价格便宜、用途广泛的“坚韧、质硬、刚性”材料。其中，ABS塑料具有极好的尺寸稳定性能，配套硅胶膜套3以实现化学气液的检测，适用于大部分化学药品的检测中。该压力传感器的整体生产成本低，功能性强。

本实施例优选地，所述金属芯体2和压紧套4之间还设置有橡胶垫圈5，通过橡胶垫圈5提高装配精度，保证密封。还设置有一限位压紧套4的呈C型的卡簧6，所述第二容腔的内壁开设有匹配所述卡簧6的环槽；通过将卡簧6卡入以抵顶限位压紧套4，避免压紧套4发生移位。

本实施例所述一种压力传感器及其信号放大电路的其它结构参见现有技术。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，故凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims

1.一种压力传感器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于：

所述第一容腔的外腔壁为螺纹状，以使接头壳体的一端为螺纹接头。

3.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，还包括呈C型的卡簧；所述第二容腔的内壁开设有匹配所述卡簧的环槽；所述卡簧抵顶限位压紧套。

4.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，还包括环状的橡胶垫圈，其设置在压紧套和金属芯体之间。

5.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于：

所述接头壳体和压紧套均采用ABS塑料制成。

6.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于：

所述放大电路包括同相放大部分和差分放大部分；所述同相放大部分包括接口J21、运算放大器U1-A、运算放大器U1-D、电容C7、电容C8、电容C9、电阻R8、电阻R9、电阻R14、电阻R14、可调电阻VR1和可调电阻VR2；

7.根据权利要求6所述的压力传感器，其特征在于：

所述差分放大部分包括运算放大器U1-B、电阻R3、电阻R5、电阻R6和电阻R7；

8.根据权利要求6所述的压力传感器，其特征在于：

所述电压反转器U3为TP7660电压反转器。