CN2148955Y

CN2148955Y - 应变式压力变送器

Info

Publication number: CN2148955Y
Application number: CN 92244562
Authority: CN
Inventors: 林树森; 袁绍民
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-12-12
Filing date: 1992-12-12
Publication date: 1993-12-08
Anticipated expiration: 2002-12-12

Abstract

本实用新型涉及一种应变式压力变送器，它是在 YSF应变式压力传感器的基础上改进而成的，主要改进点是：第一、增设调零及温度补偿电路，它控制全桥圆形应变花的零压输出调整和温度补偿。第二、增加三端稳压器电路，以便向压力传感器的全桥电路和调零及温度补偿电路提供稳压电源。第三、配装毫安表，使显示直观。本实用新型的优点是测量精度高，范围宽，稳定性好，体积小，安装维护简便，它可广泛应用于石化、冶金、医药、轻纺等领域，对-0.1— 100MPa范围的液体、气体介质进行连续测量，是一种较理想的应变式压力变送器。

Description

本实用新型涉及一种应变式压力变送器，属于压力测量仪表。

西安航联自动化研究所研制的“YSF系列相对压力传感器”，它主要由压力传感器和运算放大器及输出放大级组成。压力传感器由压敏元件整体式圆平膜片和构成全桥的圆形应变花组成。它的主要缺点如下：第一，全桥电路无温度补偿电路，当环境温度发生较大变化时，导致仪表示值误差。第二，供电电源±12V，使用五线制，不便与系统仪表配套使用。第三，无输出信号显示装置。第四，结构欠合理，维修调试不便，且防湿、防爆性能差。

本实用新型的目的是针对上述现有技术的缺点，而提供一种性能稳定可靠，测量精度高和测量范围宽，体积小，安装维护简便的应变式压力变送器。

本发明的目的是这样实现的：

它是在“YSF系列相对压力传感器”的基础上改进而成的，它的主要改进点为：第一，增设调零及温度补偿电路。第二，增加三端稳压器电路。第三配装毫安表。调零及温度补偿电路控制全桥圆形应变花的零压输出调整和温度补偿。三端稳压器电路向压力传感器和调零及温度补偿电路提供稳压电源。毫安表串接在输出放大级的输出电路中，可单独显示被测对象示值，亦可与系统仪表配套使用。

下面将结合附图和实施例对本实用新型作进一步详述。

图1为本实用新型的原理框图。

图2为本实用新型的结构示意图。

图3为实施例1的电路原理图。

图4为实施例2的电路原理图。

在图1和图3所示的实施例1中，压力传感器的全桥电路由R1、R2、R3、R4组成，运算放大器由IC1及外接元件R7、R8、R9、R10、R14组成。输出放大级由T1、R12、R13、W2组成，R12与W2串联后再与R13并联之后接入T1的发射极，W2为量程调整电位器。毫安表串接在T1的集电极。

调零及温度补偿电路由R5、R6、Rt、W1组成，R6与W1串联后并联在由R1、R2、R3、R4组成的全桥电路的输入端，R5与Rt串联后一端接W1的动接头，另一端接全桥电路的一个输出端B，即R3与R4的节点。

调零及温度补偿电路的工作原理如下：

理想状态下，在不加试压力时，R1＝R2＝R3＝R4，两个输出端A、B间的电压Uos＝0，但是，由于在制造装配过程中，R1＝R2＝R3＝R4很难保证，尤其是应变片与弹性片粘贴时，会对力敏电阻产生应力影响，以及弹性件本身状态的应力都会使传感器受到压前输出电压不为零，这就是零位输出电压或称零位失调电压Vos。图3中，Vos测量以A端为基准，B端电压高于A点时Vos为正，反之为负。通电后经R4流向R3的电流有一部分将通过R5流向W1，R3中电流减小，使B端电位降低。只要调整W1的动端，改变接触点的电位，就改变了分流I3的大小，也就改变了B点的电位VB，即Vos的大小。为确保达到规定的可调范围（△Vos＝±5mV），确定R5、R6尤为重要，R5、R6阻值固定后，在全范围内调节W1就能使Vos在－5mV至＋5mV的范围内变化。

在接上调零及温度补偿电路后，对测后是正温系数的传感器可用一只负温度系数的热敏电阻Rt与固定电阻R5相串联，代替原来的R5，由于常温的R5＋Rt＝R5，故不影响调零范围；在温度升高时，Rt阻值将减小，分流支路总电阻R5＝R5＋Rt就减小，这就起到了降低R5的作用，抑制了Vos正向温漂的现象，达到了温度补偿的目的。

三端稳压器电路由三端固定负稳压器AN7910T、C1、C2、D2、R11组成，AN7901T的输出端3分别接运算放大器IC1的4脚和全桥R2与R3的节点，AN7910T的1脚分别接IC1的7脚和全桥R1与R4的节点。

三端固定负稳压电路向运算放大器IC1的4脚、7脚以及全桥的输入端提供稳定的10V电压。D2、R11串接在AN7910T的2脚与地之间。D2、R11组成过电压及反向保护电路。

图3所示实施例1的工作原理如下：当被测介质压力进入压力传感器测量室时，压力传感器圆形力敏应变片在压力作用下产生变形，此时粘贴在弹性片上的桥路应变花电阻值相应发生变化，从而桥路失去平衡输出一个对应的电压信号，此电压信号经运算放大器IC1放大后，再经T1放大后至毫安表显示。或输出到常规仪表及微机系统进行显示，记录、打印或调节。

图3所示实施例例1为三线制线路，单独使用时，毫安表的输出端直接接地即可。与系统仪表配套使用时，毫安表的输出端接二次表输入端正，二次表输入端负接地。

图4所示实施例2为二线制线路，它与实施例1的主要区别在于，它的三端稳压器电路是由三端可调整稳压器LM317、T4、R10、R15、R16、D2、D3、D4组成的恒流源，D4、D2、D3串接后接T4的集电极，稳压管D2与二极管D3串联后的端电压供运算放大器IC2的7脚和4脚，LM317的3脚接全桥R2与R3的节点，LM317的2脚经R16接T4的基极，LM317的1脚接T4的基极，T4的发射极经R10接毫安表，T4的基极经D6、R15接毫安表。它与实施例1的另一点区别是用复合三极管T2、T3代替T1。它单独使用时，毫安表输出端接电源负极即可。与系统仪表配套使用时，毫安表的输出接二次表输入正端，二次表输入负端接电源负极。

图2为本实用新型的结构示意图，图中各件分别上压盖1、毫安表2、主壳体3、测量室4、压力测量连接头5、压力传感器6、电路板7、指针8、接线压紧螺母9、接线板10、接线柱11、调零电位器12、调量程电位器13、螺纹联接处14 O型橡胶垫圈。

主壳体3与上压盖1、压力测量连接夹5及接电压紧螺母9均为螺纹联接，便于调试和维修。O型橡胶密封垫圈15使整个传感器密封良好，可达到防潮、防爆之目的。由于设计了接线板10，使线缆检查、更换简便。

本实用新型的测量精度可达0.2％F.S。测量范围为－0.1－100MPa。信号输出为0－10mA D.C，4－20mA D.C，1－5V.D.C。安全防爆：标志（ia）ⅡBT6。外形尺寸为：高140mm，宽100mm。

本实用新型的优点是测量精度高、范围宽、稳定性好、体积小、安装维护简便。它可广泛应用于石油、化工、冶金、医药、轻纺等领域，对－0.1－＋100MPa范围的液体，气体及腐蚀性介质进行连续测量，是一种较理想的应变式压力传感器。

Claims

1、一种应变式压力变送器，它包括有压力传感器，运算放大器和输出放大级，压力传感器由压力敏感元件整体式圆平膜片和构成全桥的圆形应变花组成，其特征在于它还包括有调零及温度补偿电路，三端稳压器电路和毫安表，调零及温度补偿电路控制全桥圆形应变花的零压输出调整和温度补偿，三端稳压器电路向压力传感器和调零及温度补偿电路提供稳压电源，毫安表串接在输出放大级的输出电路中。

2、根据权利要求1所述的变送器，其特征在于调零及温度补偿电路由R5、R6、Rt、W1组成，R6与W1串联后并联在由R1、R2、R3、R4组成的全桥电路的输入端，R5与Rt串联后一端接W1的动接头，另一端接全桥电路的一个输出端B，即R3与R4的节点。

3、根据权利要求2所述的变送器，其特征在于毫安表串接在输出放大器的集电极电路中。

4、根据权利要求3所述的变送器，其特征在于三端稳压器电路由三端固定负稳压器AN7910T、C1、C2、D2、R11组成，AN7901T的输出端3分别接运算放大器IC1的4脚和全桥R2与R3的节点，AN7910T的1脚分别接IC1的7脚和全桥R1与R4的节点。

5、根据权利要求3所述的变送器，其特征在于三端稳压器电路是由三端可调整稳压器LM317、T4、R10、R15、R16、D2、D3、D4组成的恒流源，D4、D2、D3串接后接T4的集电极，稳压管D2与二极管D3串联后的端电压供运算放大器IC2的7脚和4脚，LM317的3脚接全桥R2与R3的节点，LM317的2脚经R16接T4的基极，LM317的1脚接T4的基极，T4的发射极经R10接毫安表，T4的基极经D6、R15接毫安表。