專利名稱：二線制光照強(qiáng)度變送器電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及變送器領(lǐng)域，更具體的說(shuō)是涉及一種二線制光照強(qiáng)度變送器電路。
背景技術(shù)：
變送器是一種將物理測(cè)量信號(hào)或普通電信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)輸出或能夠以通訊協(xié)議方式輸出的設(shè)備。按照物理測(cè)量信號(hào)的不同，變送器可分為溫度/濕度變送器、壓力變送器、液位變送器、電流變送器、流量變送器等，其中，由于電流信號(hào)抗干擾能力強(qiáng)，所以電流變送器被廣泛應(yīng)用。目前，物理測(cè)量信號(hào)為溫度或濕度的變送器較為常見(jiàn)，而物理測(cè)量信號(hào)為光照強(qiáng)度的變送器相對(duì)較少，而 且二線制溫度變送器的原理僅適用于溫度，并不適用于光照強(qiáng)度。綜上，針對(duì)光照強(qiáng)度的二線制變送器電路較少，且變送器的精度低，性能也不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種二線制光照強(qiáng)度變送器電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)光照強(qiáng)度的變送且精度高、性能穩(wěn)定。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:一種二線制光照強(qiáng)度變送器電路，包括:穩(wěn)壓電路、光照強(qiáng)度轉(zhuǎn)換電路、電壓轉(zhuǎn)換電路和電流轉(zhuǎn)換電路；所述穩(wěn)壓電路與外接電源相連，為所述光照強(qiáng)度轉(zhuǎn)換電路和所述電壓轉(zhuǎn)換電路提供穩(wěn)定電壓；所述光照強(qiáng)度轉(zhuǎn)換電路將光照強(qiáng)度轉(zhuǎn)化為電流，并運(yùn)算得出與所述光照強(qiáng)度成正比的第一輸出電壓；所述電壓轉(zhuǎn)換電路與所述光照強(qiáng)度轉(zhuǎn)換電路相連，將所述第一輸出電壓轉(zhuǎn)換成第二輸出電壓；所述電流轉(zhuǎn)換電路與所述電壓轉(zhuǎn)換電路相連，將所述第二輸出電壓轉(zhuǎn)換成電流值。優(yōu)選的，所述光照強(qiáng)度轉(zhuǎn)換電路包括:硅光電池，運(yùn)算放大器UC1、UC2和電阻R1、R2、R3，所述運(yùn)算放大器UCl的同相輸入端與所述硅光電池的正極相連并且接地，所述運(yùn)算放大器UCl的反相輸入端分別與所述硅光電池的負(fù)極和所述電阻Rl的第一端相連，所述運(yùn)算放大器UCl的輸出端分別與所述運(yùn)算放大器UC2的同相輸入端和所述電阻Rl的第二端相連，所述運(yùn)算放大器UC2的反相輸入端分別與電阻R2的第一端和電阻R3的第一端相連，所述電阻R2的第二端接地，所述運(yùn)算放大器UC2的輸出端與所述電阻R3的第二端相連，并將所述運(yùn)算放大器UC2的輸出端與所述電阻R3的第二端的節(jié)點(diǎn)作為所述光照強(qiáng)度轉(zhuǎn)換電路的第一電壓輸出端。優(yōu)選的，所述電壓轉(zhuǎn)換電路包括:運(yùn)算放大器UC3、UC4，電阻1 4、1 5、1 6、1 7、1 8、1 9、R10、R11、R12、R13和可調(diào)電阻W1，所述運(yùn)算放大器UC3的同相輸入端分別與所述電阻R4的第一端和所述電阻R6的第一端相連，所述電阻R4的第二端與所述第一電壓輸出端相連，所述運(yùn)算放大器UC3的反相輸入端分別與電阻R5的第一端和電阻R7的第一端相連，所述運(yùn)算放大器UC3的輸出端分別與所述電阻R7的第二端和所述電阻R9的第一端相連，所述運(yùn)算放大器UC4的同相輸入端分別與所述電阻R9的第二端、所述電阻RlO的第一端和所述電阻Rll的第一端相連，所述電阻RlO的第二端接可調(diào)電位器Wl的可滑動(dòng)端，所述可調(diào)電位器Wl的第一端與電阻R8的第一端相連，所述運(yùn)算放大器UC4的反相輸入端分別與所述電阻R12的第一端和所述電阻R13的第一端相連，所述電阻R5、R6、R11、R12的第二端和所述可調(diào)電位器Wl的第二端均接地、所述電阻R13的第二端與所述運(yùn)算放大器UC4的輸出端相連，并將所述運(yùn)算放大器UC4的輸出端與所述電阻R13的第二端的節(jié)點(diǎn)作為所述電壓轉(zhuǎn)換電路的第二電壓輸出端。優(yōu)選的，所述電流轉(zhuǎn)換電路包括:運(yùn)算放大器UD1，三極管Q1，電阻R14、R15、R16、R17、R18、R19，所述運(yùn)算放大器UDl的同相輸入端分別與所述電阻R14的第一端和所述電阻R15的第一端相連，所述電阻R15的第二端與所述電阻R19的第一端相連，所述電阻R14的第二端與所述第二電壓輸出端相連，所述運(yùn)算放大器UDl的反相輸入端與所述電阻R16的第一端相連，所述運(yùn)算放大器UDl的輸出端與所述電阻R17的第一端相連，所述電阻R17的第二端與所述三極管Ql的基極相連，所述三極管Ql的發(fā)射極與所述電阻R18的第一端相連，所述三極管Ql的集電極接所述外接電源的正極，所述電阻R16、R18、R19的第二端接地，所述電阻R19的第一端接外接電源的負(fù)極。優(yōu)選的，所述穩(wěn)壓電路包括運(yùn)算放大器UD2，電流源D3，穩(wěn)壓二極管Dl，二極管D2，電阻1 20、1 21、1 22、1 23，所述運(yùn)算放大器UD2的正相輸入端分別與所述二極管D2的陰極、所述穩(wěn)壓二極管Dl的陰極和所述電阻R22的第一端相連，所述二極管D2的陽(yáng)極分別與所述電阻R23的第一端和所述電流源D3的負(fù)端相連，所述電流源D3的參考電壓端分別與所述電阻R22的第二端和所述電阻R23的第二端相連，所述運(yùn)算放大器UD2的反相輸入端分別與所述電阻R20的第一端和所述電阻R21的第一端相連，所述電阻R20的第二端與所述運(yùn)算放大器UD2的輸出端相連，所述運(yùn)算放大器UD2的供電電源正輸入端和所述電流源的正端均與外接電源的正極相連。經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種二線制光照強(qiáng)度變送器電路，包括外接電源、穩(wěn)壓電路、光照強(qiáng)度轉(zhuǎn)換電路、電壓轉(zhuǎn)換電路和電流轉(zhuǎn)換電路。通過(guò)硅光電池將光照強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為電壓值，再經(jīng)過(guò)電壓轉(zhuǎn)換電路和電流轉(zhuǎn)換電路的運(yùn)算得到所需電流值，變送精度高，線性度好， 成本低。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種二線制光照強(qiáng)度變送器電路的連接關(guān)系圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的光照強(qiáng)度轉(zhuǎn)換電路的電路原理圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的電壓轉(zhuǎn)換電路的電路原理圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的電流轉(zhuǎn)換電路的電路原理圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的穩(wěn)壓電路的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。實(shí)施例一一種二線制光照強(qiáng)度變送器電路，包括:穩(wěn)壓電路、光照強(qiáng)度轉(zhuǎn)換電路、電壓轉(zhuǎn)換電路和電流轉(zhuǎn)換電路；所述穩(wěn)壓電路與外接電源相連，為所述光照強(qiáng)度轉(zhuǎn)換電路和所述電壓轉(zhuǎn)換電路提供穩(wěn)定電壓；所述光照強(qiáng)度轉(zhuǎn)換電路將光照強(qiáng)度轉(zhuǎn)化為電流，并運(yùn)算得出與所述光照強(qiáng)度成正比的第一輸出電壓；所述電壓轉(zhuǎn)換電路與所述光照強(qiáng)度轉(zhuǎn)換電路相連，將所述第一輸出電壓轉(zhuǎn)換成用于所述電流轉(zhuǎn)換電路工作的第二輸出電壓；所述電流轉(zhuǎn)換電路與所述電壓轉(zhuǎn)換電路相連，將所述第二輸出電壓轉(zhuǎn)換成電流值。通過(guò)硅光電池將光照 強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為電壓值，再經(jīng)過(guò)電壓轉(zhuǎn)換電路和電流轉(zhuǎn)換電路的運(yùn)算得到所需電流值，變送精度高，線性度好，成本低。圖2示出了一種具體的光照強(qiáng)度轉(zhuǎn)換電路，包括:硅光電池，運(yùn)算放大器UC1、UC2和電阻Rl、R2、R3，所述運(yùn)算放大器UCl的同相輸入端與所述硅光電池的正極相連并且接地，所述運(yùn)算放大器UCl的反相輸入端分別與所述硅光電池的負(fù)極和所述電阻Rl的第一端相連，所述運(yùn)算放大器UCl的輸出端分別與所述運(yùn)算放大器UC2的同相輸入端和所述電阻Rl的第二端相連，所述運(yùn)算放大器UC2的反相輸入端分別與電阻R2的第一端和電阻R3的第一端相連，所述電阻R2的第二端接地，所述運(yùn)算放大器UC2的輸出端與所述電阻R3的第二端相連，并將所述運(yùn)算放大器UC2的輸出端與所述電阻R3的第二端的節(jié)點(diǎn)作為所述光照強(qiáng)度轉(zhuǎn)換電路的第一電壓輸出端。其中，硅光電池將光照強(qiáng)度轉(zhuǎn)化為電流，由于運(yùn)算放大器UCl中同相輸入端與反相輸入端是虛斷，所以硅光電池產(chǎn)生的電流主要流經(jīng)反饋電阻R1，這樣就在運(yùn)算放大器UCl輸出端形成輸出電壓,且該輸出電壓經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大器UC2后放大輸出，將該放大輸出的電壓稱為電壓VI，所述電壓Vl與光照強(qiáng)度成正比。通過(guò)調(diào)整電阻R1、R2、R3阻值可以將所述電壓Vl的值調(diào)整為0-5V。下面是所述光照強(qiáng)度轉(zhuǎn)換電路中公式的詳細(xì)推導(dǎo):由運(yùn)放的虛短虛斷可知，VO = I.Rl 從而
權(quán)利要求
1.一種二線制光照強(qiáng)度變送器電路，其特征在于，包括:穩(wěn)壓電路、光照強(qiáng)度轉(zhuǎn)換電路、電壓轉(zhuǎn)換電路和電流轉(zhuǎn)換電路； 所述穩(wěn)壓電路與外接電源相連，為所述光照強(qiáng)度轉(zhuǎn)換電路和所述電壓轉(zhuǎn)換電路提供穩(wěn)定電壓； 所述光照強(qiáng)度轉(zhuǎn)換電路將光照強(qiáng)度轉(zhuǎn)化為電流，并運(yùn)算得出與所述光照強(qiáng)度成正比的第一輸出電壓； 所述電壓轉(zhuǎn)換電路與所述光照強(qiáng)度轉(zhuǎn)換電路相連，將所述第一輸出電壓轉(zhuǎn)換成用于所述電流轉(zhuǎn)換電路工作的第二輸出電壓； 所述電流轉(zhuǎn)換電路與所述電壓轉(zhuǎn)換電路相連，將所述第二輸出電壓轉(zhuǎn)換成電流值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二線制光照強(qiáng)度變送器電路，其特征在于，所述光照強(qiáng)度轉(zhuǎn)換電路包括:硅光電池，運(yùn)算放大器UC1、UC2和電阻R1、R2、R3，所述運(yùn)算放大器UCl的同相輸入端與所述硅光電池的正極相連并且接地，所述運(yùn)算放大器UCl的反相輸入端分別與所述硅光電池的負(fù)極和所述電阻Rl的第一端相連，所述運(yùn)算放大器UCl的輸出端分別與所述運(yùn)算放大器UC2的同相輸入端和所述電阻Rl的第二端相連，所述運(yùn)算放大器UC2的反相輸入端分別與電阻R2的第一端和電阻R3的第一端相連，所述電阻R2的第二端接地，所述運(yùn)算放大器UC2的輸出端與所述電阻R3的第二端相連，并將所述運(yùn)算放大器UC2的輸出端與所述電阻R3的第二端的節(jié)點(diǎn)作為所述光照強(qiáng)度轉(zhuǎn)換電路的第一電壓輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二線制光照強(qiáng)度變送器電路，其特征在于，所述電壓轉(zhuǎn)換電路包括:運(yùn)算放大器UC3、UC4，電阻R4、R5、R6、R7、R8、R9、RIO、Rll、R12、R13和可調(diào)電阻W1，所述運(yùn)算放大器UC3的同相輸入端分別與所述電阻R4的第一端和所述電阻R6的第一端相連，所述電阻R4的第二端與所述第一電壓輸出端相連，所述運(yùn)算放大器UC3的反相輸入端分別與電阻R5的第一端和電阻R7的第一端相連，所述運(yùn)算放大器UC3的輸出端分別與所述電阻R7的第二端和所述電阻R9的第一端相連，所述運(yùn)算放大器UC4的同相輸入端分別與所述電阻R9的第二端、所述電阻RlO的第一端和所述電阻Rll的第一端相連，所述電阻RlO的第二端接可調(diào)電位器Wl的可滑動(dòng)端，所述可調(diào)電位器Wl的第一端與電阻R8的第一端相連，所述運(yùn)算放大器UC4的反相輸入端分別與所述電阻R12的第一端和所述電阻R13的第一端相連，所述電阻R5、R6、R11、R12的第二端和所述可調(diào)電位器Wl的第二端均接地、所述電阻R13的第二端與所述運(yùn)算放大器UC4的輸出端相連，并將所述運(yùn)算放大器UC4的輸出端與所述電阻R13的第二端的節(jié)點(diǎn)作為所述電壓轉(zhuǎn)換電路的第二電壓輸出端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二線制光照強(qiáng)度變送器電路，其特征在于，所述電流轉(zhuǎn)換電路包括:運(yùn)算放大器UD1，三極管Q1，電阻R14、R15、R16、R17、R18、R19，所述運(yùn)算放大器UDl的同相輸入端分別與所述電阻R14的第一端和所述電阻R15的第一端相連，所述電阻R15的第二端與所述電阻R19的第一端相連，所述電阻R14的第二端與所述第二電壓輸出端相連，所述運(yùn)算放大器UDl的反相輸入端與所述電阻R16的第一端相連，所述運(yùn)算放大器UDl的輸出端與所述電阻R17的第一端相連，所述電阻R17的第二端與所述三極管Ql的基極相連，所述三極管Ql的發(fā)射極與所述電阻R18的第一端相連，所述三極管Ql的集電極接所述外接電源的正極，所述電阻R16、R18、R19的第二端接地，所述電阻R19的第一端接外接電源的負(fù)極。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二線制光照強(qiáng)度變送器電路， 其特征在于，所述穩(wěn)壓電路包括運(yùn)算放大器m)2，電流源D3，穩(wěn)壓二極管Dl，二極管D2，電阻R20、R21、R22、R23，所述運(yùn)算放大器UD2的正相輸入端分別與所述二極管D2的陰極、所述穩(wěn)壓二極管Dl的陰極和所述電阻R22的第一端相連，所述二極管D2的陽(yáng)極分別與所述電阻R23的第一端和所述電流源D3的負(fù)端相連，所述電流源D3的參考電壓端分別與所述電阻R22的第二端和所述電阻R23的第二端相連，所述運(yùn)算放大器UD2的反相輸入端分別與所述電阻R20的第一端和所述電阻R21的第一端相連，所述電阻R20的第二端與所述運(yùn)算放大器UD2的輸出端相連，所述運(yùn)算放大器UD2的供電電源正輸入端 和所述電流源的正端均與外接電源的正極相連。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種二線制光照強(qiáng)度變送器電路，包括穩(wěn)壓電路、光照強(qiáng)度轉(zhuǎn)換電路、電壓轉(zhuǎn)換電路和電流轉(zhuǎn)換電路。通過(guò)硅光電池將光照強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為電壓值，再經(jīng)過(guò)電壓轉(zhuǎn)換電路和電流轉(zhuǎn)換電路的運(yùn)算得到所需電流值，變送精度高，線性度好。
文檔編號(hào)G01J1/42GK103090968SQ201110343090
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月3日
發(fā)明者安勇, 李洋, 牟榮增, 閻躍鵬 申請(qǐng)人:昆山市工業(yè)技術(shù)研究院有限責(zé)任公司, 蘇州摩多物聯(lián)科技有限公司