CN220230539U - 传感器信号输出装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种传感器信号输出装置，包括：传感器、单片机、电流控制电路与信号输出电路；传感器与单片机电连接；传感器适用于输出温度信号与压力信号；电流控制电路包括：DAC控制模块与电源模块；单片机与DAC控制模块电连接，DAC控制模块与电源模块电连接；单片机与信号输出电路的输入端电连接；信号输出电路的输出端与采集设备的输入端电连接。本申请只采用两条线芯：电流控制电路与信号输出电路；不需要旁路输出，改变为回路输出。使用一个回路同时输出液位和温度两种信号。只需要2条芯线即可实现信号输出与供电。大大节省了现场布线时的线缆成本。

Description

传感器信号输出装置

技术领域

本申请涉及传感器技术领域，尤其涉及一种传感器信号输出装置。

背景技术

压力、温度传感器及变速器作为各种流体介质压力、温度测量不可或缺的工具，越来越广泛的应用在军工科研、工业生产、石油化工、交通运输、民众生活设施的各个方面，为所有行业的生产运行过程控制提供技术参数依据。当压力传感器与温度传感器测量到相关数据后，需向采集设备传输数据信号，现有的传输线路为各个传感器元件单独连接线路向外界传输信号，可参考公开号为CN214538134U的基于压阻式压力敏感元件的智能液位传感器，采用4芯线缆输出数据信号，同时电源与传感器之间也单独通过线路进行供电，这种方式会导致传感器连接线路较多、线缆或芯线需求量大，成本较高。

如何减少压力、温度传感器数据传输时的芯线数量成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本申请提出了一种传感器信号输出装置，适用于减少传感器数据传输时的芯线数量。

根据本申请的一方面，提供了一种传感器信号输出装置，其特征在于，包括：传感器、单片机、电流控制电路与信号输出电路；

传感器与单片机电连接；传感器适用于输出温度信号与压力信号；

电流控制电路包括：DAC控制模块与电源模块；

单片机与DAC控制模块电连接，DAC控制模块与电源模块电连接；

单片机与信号输出电路的输入端电连接；信号输出电路的输出端与采集设备的输入端电连接。

在一种可能的实现方式中，还包括：信号放大器与A/D转换模块；

传感器通过信号放大器、A/D转换模块与单片机电连接。

在一种可能的实现方式中，还包括通讯串口；

单片机通过通讯串口与采集设备电连接。

在一种可能的实现方式中，DAC控制模块设有数模转换器；

单片机与数模转换器电连接，数模转换器与电源模块电连接。

在一种可能的实现方式中，还包括三极管；

电源模块与三极管电连接；

数模转换器与三极管电连接。

在一种可能的实现方式中，还包括：稳压模块；

稳压模块与电源模块电连接。

在一种可能的实现方式中，还包括：二极管；

二极管连接在电源模块的正电源端与电源模块的负电源端之间。

在一种可能的实现方式中，还包括标定电路；

标定电路与单片机电连接。

在一种可能的实现方式中，标定电路设有两个。

本申请只采用两条线芯：电流控制电路200与信号输出电路300；不需要旁路输出，改变为回路输出。使用一个回路同时输出液位和温度两种信号。在这种结构下只需要2条芯线即可实现信号输出与供电。大大节省了现场布线时的线缆成本。而且在上位机采集时只需要一个端口即可，因此在节省线缆成本的同时还节省了上位机采集端的端口费用。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本申请的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本申请的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本申请的原理。

图1示出本申请实施例的传感器信号输出装置的主体结构图；

图2示出本申请实施例的传感器信号输出装置的电路图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本申请的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

其中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型或简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本申请，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本申请同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本申请的主旨。

图1示出本申请实施例的传感器信号输出装置的主体结构图；图2示出本申请实施例的传感器信号输出装置的电路图。如图1与图2所示，该传感器信号输出装置包括传感器100、单片机400、电流控制电路200与信号输出电路300；传感器100与单片机400电连接；传感器100适用于输出温度信号与压力信号；电流控制电路200包括：DAC控制模块500与电源模块；传感器100的正极与单片机400电连接，单片机400与DAC控制模块500电连接，DAC控制模块500与电源模块电连接；传感器100的负极与单片机400电连接，单片机400与信号输出电路300的输入端电连接；信号输出电路300的输出端与采集设备的输入端电连接。

此处，需要说明的是，传感器100为液温一体式传感器，可以输出温度与压力信号，单片机400与DAC控制模块500电连接，DAC控制模块500与电源模块电连接；单片机400可以通过DAC控制模块500控制供电回路的电流值，通过控制供电回路的电流在4-20mA之间来变送传输指定的测量参数，输出不同的传感器信号。本申请只采用两条线芯：电流控制电路200与信号输出电路300；不需要旁路输出，改变为回路输出。使用一个回路同时输出液位和温度两种信号。进一步的，电源模块输出为4-20mA的电流信号,当电流信号通过DAC控制模块500控制实时输出为4-12mA时，默认为输出温度信号，当电流信号通过DAC控制模块500控制实时输出为12-20mA时，默认为输出压力信号。在这种结构下只需要2条芯线即可实现信号输出与供电。大大节省了现场布线时的线缆成本。而且在上位机采集时只需要一个端口即可，因此在节省线缆成本的同时还节省了上位机采集端的端口费用。

在一种可能的实现方式中，还包括：信号放大器与A/D转换模块；传感器100通过信号放大器，A/D转换模块与单片机400电连接。此处，需要说明的是，信号放大器适用于将微小信号放大并传输给A/D转换模块，A/D转换模块适用于将传感器100的模拟信号转换成数字信号。进一步的，A/D转换模块转换后的数字信号接入单片机400的P1.6端、P1.7端。

在一种可能的实现方式中，还包括通讯串口；单片机400通过通讯串口、信号输出电路与采集设备电连接。进一步的，单片机400的P3.0端连接通讯串口的Rxd端，单片机400的P3.1端连接通讯串口的Txd端。

在一种可能的实现方式中，DAC控制模块500设有数模转换器，单片机400与数模转换器电连接，数模转换器与电源模块电连接。进一步的，数模转换器的COMA端、COMD端接地；数模转换器的VD端接入3.3V电压；数模转换器的SCLK端连接单片机400的P3.7端；数模转换器的SDI端连接单片机400的P3.6端；数模转换器的CSB端连接单片机400的P3.3端；数模转换器的SDO端连接单片机400的P3.2端；数模转换器的BASE端连接三极管Q1的一端；数模转换器的VA端接入3.3V电压；数模转换器的C1端通过电容CH1接地；数模转换器的C2端通过电容CH2接地；数模转换器的C3端通过电容CH3接地；数模转换器的ERRLVL端接地。

在一种可能的实现方式中，还包括三极管Q1；电源模块与三极管Q1电连接；数模转换器与三极管Q1电连接。进一步的，三极管Q1的一脚连接数模转换器的BASE端；三极管Q1的一脚通过电阻R22接地；三极管Q1的一脚与稳压模块、电源模块电连接。

在一种可能的实现方式中，还包括：稳压模块；稳压模块与电源模块电连接。此处，需要说明的是，稳压模块设有LDO线性稳压器600，相对于传统的线性稳压器而言，输入与输出之间的电压差更小。进一步的，LDO线性稳压器600的第一脚连接三接管Q1；LDO线性稳压器600的第二脚接地；LDO线性稳压器600的第三脚连接有电容cc1、电容cc2、电容cc3、电容cc4；电容cc1、电容cc2、电容cc3、电容cc4并联电连接。

在一种可能的实现方式中，还包括：二极管G1；二极管G1连接在电源模块的正电源端与电源模块的负电源端之间。进一步的，二极管的正极连接电源模块的负电源端；二极管的负极连接电源模块的正电源端。电源模块的正电源端通过电阻Rfb、R0与二极管D1的正极电连接；二极管D1的负极通过电阻Z1连接二极管Q1。

在一种可能的实现方式中，还包括标定电路410；标定电路410与单片机400电连接。此处，需要说明的是，标定电路410适用于标定压力值。进一步的，标定电路410设有两个；两个标定电路410分别与单片机400的P2.2端、P2.3端连接。

以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (9)

1.一种传感器信号输出装置，其特征在于，包括：传感器、单片机、电流控制电路与信号输出电路；

所述传感器与所述单片机电连接；所述传感器适用于输出温度信号与压力信号；

所述电流控制电路包括：DAC控制模块与电源模块；

所述单片机与所述DAC控制模块电连接，所述DAC控制模块与所述电源模块电连接；

所述单片机与所述信号输出电路的输入端电连接；所述信号输出电路的输出端与采集设备的输入端电连接。

2.根据权利要求1所述的传感器信号输出装置，其特征在于，还包括：信号放大器与A/D转换模块；

所述传感器通过所述信号放大器、所述A/D转换模块与所述单片机电连接。

3.根据权利要求1所述的传感器信号输出装置，其特征在于，还包括通讯串口；

所述单片机通过所述通讯串口、所述信号输出电路与所述采集设备电连接。

4.根据权利要求1所述的传感器信号输出装置，其特征在于，所述DAC控制模块设有数模转换器；

所述单片机与所述数模转换器电连接，所述数模转换器与所述电源模块电连接。

5.根据权利要求4所述的传感器信号输出装置，其特征在于，还包括三极管；

所述电源模块与所述三极管电连接；

所述数模转换器与所述三极管电连接。

6.根据权利要求5所述的传感器信号输出装置，其特征在于，还包括：稳压模块；

所述稳压模块与所述电源模块电连接。

7.根据权利要求1所述的传感器信号输出装置，其特征在于，还包括：二极管；

所述二极管连接在所述电源模块的正电源端与所述电源模块的负电源端之间。

8.根据权利要求1所述的传感器信号输出装置，其特征在于，还包括标定电路；

所述标定电路与所述单片机电连接。

9.根据权利要求8所述的传感器信号输出装置，其特征在于，所述标定电路设有两个。