專利名稱：低直流電壓供電的壓力變送器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種壓力變送器，特別涉及一種低直流電壓供電 的壓力變送器。
技術(shù)背景，
目前，無論是國內(nèi)還是國外一般壓力變送器供電大都是在
12V 30V直流電壓激勵(lì)下工作，產(chǎn)生4^20raA、 0 1 OmA電流信號 或0 5 V、 0 1 0 V電壓信號，而低于1 2 V時(shí)一般都不能正常 工作。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提出了一種低 直流電壓供電的壓力變送器，采用壓阻式壓力傳感器為敏感元件，經(jīng) 過信號放大或V/ I電信號轉(zhuǎn)化，達(dá)到按照標(biāo)準(zhǔn)信號輸出的要求，具 有耐高溫Z抗干擾性能好，測量靈敏度高，線性好的優(yōu)點(diǎn)。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:低直流電壓供電的壓力變 送器，包括一芯片基座l，與芯片基座1相配置的外殼4， 芯片基座1上開有與其腔體相通的壓力孔3 ,芯片基座1的腔體內(nèi)配 置有敏感元件5及與敏感元件5電連接的電路板8,所說的電路板8 包括一直流升壓模塊11，直流升壓模塊11的輸出端給敏感元件5和 儀表放大器13或集成電路15提供工作電壓，敏感元件5的信號輸出端與儀表放大器B或集成電路15的信號輸入端電連接。
本實(shí)用新型適應(yīng)于在無市電情況下的野外測量作業(yè)，用一塊5V 的蓄電池就可以做精確的管道壓力、河道及水庫液位深度變化量的檢 測。
附圃說明


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)裝配示意圖。 圖2是本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)原理的一個(gè)實(shí)施例。 圖3是本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)原理的另一個(gè)實(shí)施例。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作詳細(xì)說明。
參見圖l，對本實(shí)用新型包括--芯片基座l，芯片基座l上開有 與其腔體相通的壓力孔3 ,芯片基座1的腔體內(nèi)配置敏感元件5，敏 感元件5的頂部由壓環(huán)2靠螺紋將敏感元件5鎖緊，在壓環(huán)2的頂部 由螺釘7禱電路板8固定，外殼4靠螺紋并通過密封圈6與芯片基座 1緊密結(jié)合，鎖緊件10通過密封圈9與外殼4緊密結(jié)合。
本實(shí)用新型的工作原理是，外界流體或氣體壓力通過芯片基座1 的壓力孔3將壓力直接作用在敏感元件5上，并產(chǎn)生一個(gè)與壓力成正 比的電壓信號(mV),經(jīng)過電路板8再進(jìn)行放大處理，產(chǎn)生一個(gè)標(biāo)準(zhǔn) 的電壓信號，可直接與電腦連接，這標(biāo)準(zhǔn)信號可以是0 5V、 (MOV、 4 20mA、 0~20mAo
參見圖2,該實(shí)施例的標(biāo)準(zhǔn)電壓信號輸出分為0~5V和0-10V， 其內(nèi)部電路即電路板8包括一直流升壓模塊11,直流升壓模塊11再給恒流源12、直流電壓反向器14及儀表放大器13提供12V直流電 源，直流電壓反向器14同時(shí)也向儀表放大器13提供負(fù)電壓，并由恒 流源12產(chǎn)生一個(gè)1.5mA的電流向敏感元件5提供工作電流，然后再 由敏感元件5向儀表放大器13提供mV級壓力信號。儀表放大器13 為腿126。
該實(shí)施例的工作原理是由直流升壓模塊11將5V直流電壓升 壓到12V直流電壓,并通過恒流源12電路為壓阻式壓力傳感器供電， 然后再經(jīng)過儀表放大器13放大成標(biāo)準(zhǔn)信號進(jìn)行輸出。儀表放大器 INA126的特點(diǎn)是一種高增益、直流耦合放大器，具有差分輸入、單 端輸出、嵩輸入阻抗和高共模抑制比的特點(diǎn)。差分放大器和儀表放大 器所采用的基礎(chǔ)部件即運(yùn)算放大器基本相同，在性能上與標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算放 大器有很大的不同。標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)算放大器是單端器件，其傳輸函數(shù)主要由 反饋網(wǎng)絡(luò)決定；而差分放大器和儀表放大器在有共模信號條件下能夠 放大很微弱的差分信號，因而具有很高的共模抑制比(C服)，通常不
需要外部反饋網(wǎng)絡(luò)。儀表放大器是一種具有差分輸入和其輸出相對于 參考端為單端輸出的閉環(huán)增益單元。輸入阻抗呈現(xiàn)為對稱阻抗且具有
大的數(shù)值，通常為109或更大。與由接在反向輸入端和輸出端之間的 外部電阻決定的閉環(huán)增益運(yùn)算放大器不同，儀表放大器使用了一個(gè)與 其信號輸入端隔離的內(nèi)部反饋電阻網(wǎng)絡(luò)。利用加到兩個(gè)差分輸入端的 輸入信號，增益或是從內(nèi)部預(yù)置，或是通過也與信號輸入端隔離的內(nèi) 部或外部增益電阻器由用戶設(shè)置。典型儀表放大器的增益設(shè)置范圍為 1 1000。參見圖3，該實(shí)施例的內(nèi)部電路即電路板8包括一直流升壓模塊 11，為集成電路15提供工作電壓，集成電路15再為敏感元件5提供激 勵(lì)電壓，敏感元件5向集成電路15提供mV級壓力信號，同時(shí)隨著壓力 的變化集成電路15再輸出一個(gè)4^20mA或0^20mA的標(biāo)準(zhǔn)電流信號。集 成電路15為AM402。
該實(shí)施例的工作原理是除了直流升壓塊11將5V直流電壓升壓 到12V直流電壓外，還采用了一只德國生產(chǎn)的AM402集成電路15,其 內(nèi)部具有高精度基準(zhǔn)電源、儀表放大器及V/I轉(zhuǎn)換器，可以將壓力信 號變成標(biāo)準(zhǔn)的三線制4~20或0~1011^電流信號輸出。集成電路扁402 是一個(gè)用f處理差分電橋信號的電壓電流輸出轉(zhuǎn)換接口集成電路， 這種集成電路應(yīng)用在信號變化范圍較大的傳感器上是十分理想的，比 如壓力傳感器、熱敏電阻探測器(RTD)等。它可以用二線方式輸 出(4…20mA)或者三線方式(0/4"'20mA)輸出。它是由一個(gè)用于差 分輸入信號放大的高度精度儀表放大器， 一個(gè)可調(diào)的高度穩(wěn)定的參考 電壓(4.5至1OT)以及一個(gè)由電壓控制的電流輸出級組成。此接口 電路的電流輸出范圍和偏置調(diào)零以及增益系數(shù)可以通過外接電阻在 較寬的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整。用少量的外接元件就可以使集成電路AM402 成為一個(gè)用途廣泛的電壓電流轉(zhuǎn)換接口電路。集成電路扁幼2是一個(gè) 用于處理差分電橋信號的電壓電流輸出轉(zhuǎn)換接口集成電路，這種電 路應(yīng)用在信號變化范圍較大的傳感器上是十分理想的，比如壓力傳 感器、熱敏電P且探測器(RTD)等。它可以用二線方式輸出(4"，20mA) 或者三線方式(0/4'"20niA)輸出。它是由一個(gè)用于差分輸入信號放大的高度精度儀表放大器， 一個(gè)可調(diào)的高度穩(wěn)定的參考電壓(4.5至 10V)以及一個(gè)由電壓控制的電流輸出級組成。此接口電路的電流輸 出范圍和偏置調(diào)零以及增益系數(shù)可以通過外接電阻在較寬的范圍內(nèi) 進(jìn)行調(diào)整。用少量的外接元件就可以使AM幼2成為一個(gè)用途廣泛的電 壓電流轉(zhuǎn)換接口電路。
權(quán)利要求1、低直流電壓供電的壓力變送器，包括一芯片基座(1)，與芯片基座(1)相配置的外殼(4)，其特征在于，芯片基座(1)上開有與其腔體相通的壓力孔(3)，芯片基座(1)的腔體內(nèi)配置有敏感元件(5)及與敏感元件(5)電連接的電路板(8)，所說的電路板(8)包括一直流升壓模塊(11)，直流升壓模塊(11)的輸出端給敏感元件(5)和儀表放大器(13)或集成電路(15)提供工作電壓，敏感元件(5)的信號輸出端與儀表放大器(13)或集成電路(15)的信號輸入端電連接。
2 、根據(jù)權(quán)利要求1所說的壓力變送器，其特征在于，所說的電 路板(8)包括一直流升壓模塊(11)，直流升壓模塊(11)再給恒流 源(12)、直流電壓反向器(14)及儀表放大器(13)提供12V直流 電源，直流電壓反向器(14)同時(shí)也向儀表放大器(13)提供負(fù)電壓， 并由恒流源(12)產(chǎn)生一個(gè)L5mA的電流向敏感元件(5)提供工作 電流，然后再由敏感元件(5)向儀表放大器(13)提供mV級壓力 信號。
3、根據(jù)權(quán)利要求1所說的壓力變送器，其特征在于，所說的電 路板(8)包括一直流升壓模塊(11)，為集成電路(15)提供工作電壓， 集成電路(15)再為敏感元件(5)提供激勵(lì)電壓，敏感元件(5)向 集成電路(15)提供mV級壓力信號，同時(shí)隨著壓力的變化集成電路 (15)再輸出一個(gè)4 20mA或(K20mA的標(biāo)準(zhǔn)電流信號。
4 、根據(jù)權(quán)利要求1或2所說的壓力變送器，其特征在于，所說 的儀表放大器(B)為INA126。
5、根據(jù)權(quán)利要求1或3所說的壓力變送器，其特征在于，所說 的集成電絡(luò)(15)為AM402。
專利摘要低直流電壓供電的壓力變送器，包括一芯片基座1，與之相配置的外殼4，芯片基座1上開有與其腔體相通的壓力孔3，芯片基座1的腔體內(nèi)配置有敏感元件5及與敏感元件5電連接的電路板8，所說的電路板8包括一直流升壓模塊11，直流升壓模塊11的輸出端給敏感元件5和儀表放大器13或集成電路15提供工作電壓，敏感元件5的信號輸出端與儀表放大器13或集成電路15的信號輸入端電連接。本實(shí)用新型適應(yīng)于在無市電情況下的野外測量作業(yè)，用一塊5V的蓄電池就可以做精確的管道壓力、河道及水庫液位深度變化量的檢測。
文檔編號G01F23/14GK201247121SQ200820030020
公開日2009年5月27日 申請日期2008年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月21日
發(fā)明者孫弟娃, 袁展榮, 趙玉龍 申請人:西安維納信息測控有限公司