專利名稱：一種兩線制變送器及其抗干擾電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于工業(yè)過程控制領(lǐng)域，尤其涉及一種兩線制變送器及其抗干擾電路。
背景技術(shù)：
目前，變送器在工業(yè)過程控制領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛，隨著微電子技術(shù)和傳感技術(shù)的快速發(fā)展，變送器的測量精度和穩(wěn)定性等性能指標(biāo)得到了明顯的提高。然而，工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境的復(fù)雜性是影響變送器性能的主要因素，因此，在變送器的開發(fā)過程中，必須充分考慮各種環(huán)境因素的影響，其中包括常見的雷擊和電源干擾問題雷擊時(shí)電源線上感應(yīng)的電壓浪涌會(huì)直接導(dǎo)致變送器損壞，在雷擊多發(fā)地區(qū)該問題尤為明顯；電源干擾是影響變送器測量精度和穩(wěn)定性的主要原因之一，普遍存在于各種工業(yè)現(xiàn)場。·
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于兩線制變送器的抗干擾電路，旨在提高現(xiàn)有變送器的性能，降低雷擊和電源干擾等問題對變送器性能的影響。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是一種用于兩線制變送器的抗干擾電路，包括連接在所述兩線制變送器的正電源線和負(fù)電源線之間，對雷擊感應(yīng)的電壓浪涌等形成電流回路進(jìn)行保護(hù)的防浪涌模塊；與所述防浪涌模塊的兩個(gè)輸出端相連，對所述防浪涌模塊輸出的信號進(jìn)行濾波處理的第一級濾波器；與所述第一級濾波器的兩個(gè)輸出端相連，抑制所述第一級濾波器輸出信號的交流差模干擾的第二級濾波器；與所述第二級濾波器的兩個(gè)輸出端相連，吸收經(jīng)所述防浪涌模塊處理后殘余的浪涌能量及電源瞬間通斷產(chǎn)生的瞬態(tài)高電壓的過壓保護(hù)模塊。具體地，所述防浪涌模塊包括氣體放電管TU11、氣體放電管TU12、氣體放電管TU13、壓敏電阻VDR11、壓敏電阻VDR12和壓敏電阻VDR13 ;所述壓敏電阻VDRll的第一端接所述兩線制變送器的正電源線，所述壓敏電阻VDRll的第二端接所述氣體放電管TUll的第一端，所述壓敏電阻VDR12的第一端接所述兩線制變送器的負(fù)電源線，所述壓敏電阻VDR12的第二端接所述氣體放電管TU12的第一端，所述氣體放電管TUll的第二端與所述氣體放電管TU12的第二端接地，所述氣體放電管TU13的第一端接所述兩線制變送器的正電源線、作為所述防浪涌模塊的第一輸出端，所述氣體放電管TU13的第二端接所述壓敏電阻VDR13的第一端，所述壓敏電阻VDR13的第二端接所述兩線制變送器的負(fù)電源線、作為所述防浪涌模塊的第二輸出端。具體地，所述第一級濾波器包括電阻R21、電阻R22、電容C21和電容C22 ;所述電阻R21的第一端接所述防浪涌模塊的第一輸出端，所述電阻R21的第二端為所述第一級濾波器的第一輸出端，所述電阻R22的第一端接所述防浪涌模塊的第二輸出端，所述電阻R22的第二端為所述第一級濾波器的第二輸出端，所述電容C21接在所述電阻R21的第二端與地之間，所述電容C22接在所述電阻R22的第二端與地之間。具體地，所述第二級濾波器包括共模電感LCM31、電容C31和電容C32 ;所述共模電感LCM31線圈一的第一端和第二端分別為所述第二級濾波器的第一輸入端和第一輸出端，所述共模電感LCM31線圈二的第一端和第二端分別為所述第二級濾波器的第二輸入端和第二輸出端，所述電容C31連接在所述第二級濾波器的第一輸入端和第二輸入端之間，所述電容C32連接在所述第二級濾波器的第一輸出端和第二輸出端之間。具體地，所述過壓保護(hù)模塊包括一個(gè)雙向瞬態(tài)抑制二極管D41 ;所述雙向瞬態(tài)抑 制二極管D41的第一端和第二端分別與所述第二級濾波器的第一輸出端、第二輸出端相連，所述雙向瞬態(tài)抑制二極管D41的第一端和第二端同時(shí)分別為所述抗干擾電路的正輸出端和負(fù)輸出端。本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種包括了上述抗干擾電路的兩線制變送器，此變送器的種類包括但不限于壓力變送器、溫度變送器、濃度變送器、流量變送器、濕度變送器、氣體變送器和液位變送器等。本實(shí)用新型提供的適用于兩線制變送器的抗干擾電路，包括依次連接的防浪涌模塊、第一級濾波器、第二級濾波器和過壓保護(hù)模塊四部分，具有防雷擊浪涌和抗電源干擾功能，可以顯著提高兩線制變送器的穩(wěn)定性。

圖I是本實(shí)用新型提供的適用于兩線制變送器的抗干擾電路的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的適用于兩線制變送器的抗干擾電路的示例電路圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。本實(shí)用新型提供的適用于兩線制變送器的抗干擾電路，包括依次連接的防浪涌模塊、第一級濾波器、第二級濾波器和過壓保護(hù)模塊四部分，具有防雷擊浪涌和抗電源干擾等功能，可以顯著提高兩線制變送器的穩(wěn)定性。圖I是本實(shí)用新型提供的適用于兩線制變送器的抗干擾電路的結(jié)構(gòu)框圖，為了便于說明，僅示出了與本實(shí)用新型有關(guān)的部分，如圖所示適用于兩線制變送器的抗干擾電路，包括依次連接的防浪涌模塊10、第一級濾波器20、第二級濾波器30和過壓保護(hù)模塊40;其中，防浪涌模塊10連接在兩線制變送器的正電源線和負(fù)電源線之間，對雷擊感應(yīng)的電壓浪涌等形成電流回路以進(jìn)行保護(hù)；第一級濾波器20與防浪涌模塊10的兩個(gè)輸出端相連，對防浪涌模塊10輸出的信號進(jìn)行濾波處理；[0024]第二級濾波器30與第一級濾波器20的兩個(gè)輸出端相連，抑制第一級濾波器輸出信號的交流差模干擾；過壓保護(hù)模塊40與第二級濾波器30的兩個(gè)輸出端相連，吸收經(jīng)防浪涌模塊10處理后殘余的浪涌能量及電源瞬間通斷產(chǎn)生的瞬態(tài)高電壓，保護(hù)后端電路不受損壞。圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的適用于兩線制變送器的抗干擾電路的示例電路圖，為了便于說明，僅示出了與本實(shí)用新型實(shí)施例有關(guān)的部分。參照圖2，對本實(shí)用新型實(shí)施例詳述如下作為本實(shí)用新型的一實(shí)施例，防浪涌模塊10包括氣體放電管TU11、氣體放電管TU12、氣體放電管TU13、壓敏電阻VDR11、壓敏電阻VDR12和壓敏電阻VDR13 ;壓敏電阻VDRll的第一端接兩線制變送器的正電源線，壓敏電阻VDRll的第二端接氣體放電管TUll的第一端，壓敏電阻VDR12的第一端接兩線制變送器的負(fù)電源線，壓敏電阻VDR12的第二 端接氣體放電管TU12的第一端，氣體放電管TUll的第二端與氣體放電管TU12的第二端接地，氣體放電管TU13的第一端接兩線制變送器的正電源線、作為防浪涌模塊10的第一輸出端，氣體放電管TU13的第二端接壓敏電阻VDR13的第一端，壓敏電阻VDR13的第二端接兩線制變送器的負(fù)電源線、作為防浪涌模塊10的第二輸出端。雷擊感應(yīng)的電壓浪涌使氣體放電管兩極電壓達(dá)到其擊穿電壓后導(dǎo)通，隨后與之串聯(lián)的壓敏電阻也導(dǎo)通，形成浪涌電流回路，絕大部分浪涌能量被釋放，從而保護(hù)內(nèi)部電路不受損壞。在本實(shí)施例中，采用氣體放電管和壓敏電阻串聯(lián)的方式是因?yàn)閮删€制變送器除了具備4-20mA的輸出外，部分變送器還支持?jǐn)?shù)字通信，即電源線上存在頻率較高的交流信號；此外，電源線上還可能存在由外部電源引入的高頻干擾，為減小線間交流信號產(chǎn)生的泄漏電流，要求線間的寄生電容必須足夠小，而氣體放電管的寄生電容很小，串聯(lián)后可有效減小線間的寄生電容。另一方面，由于氣體放電管平時(shí)處于開路狀態(tài)，故可選擇較低壓敏電壓的壓敏電阻，而不會(huì)導(dǎo)致漏電流增加，從而降低嵌位電壓。作為本實(shí)用新型的一實(shí)施例，第一級濾波器20包括電阻R21、電阻R22、電容C21和電容C22 ;電阻R21的第一端接防浪涌模塊10的第一輸出端，電阻R21的第二端為第一級濾波器20的第一輸出端，電阻R22的第一端接防浪涌模塊10的第二輸出端，電阻R22的第二端為第一級濾波器20的第二輸出端，電容C21接在電阻R21的第二端與地之間，電容C22接在電阻R22的第二端與地之間。第一級濾波器20實(shí)際是抗共模干擾的RC低通濾波器，根據(jù)不同變送器的實(shí)際需要，選擇不同參數(shù)的電阻和電容，其通帶的截止頻率計(jì)算公式為
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2π RC
O作為本實(shí)用新型的一實(shí)施例，第二級濾波器30包括共模電感LCM31、電容C31和電容C32 ;共模電感LCM31的線圈一的第一端和第二端分別為第二級濾波器30的第一輸入端和第一輸出端，共模電感LCM31線圈二的第一端和第二端分別為第二級濾波器30的第二輸入端和第二輸出端，電容C31連接在第二級濾波器30的第一輸入端和第二輸入端之間，電容C32連接在第二級濾波器30的第一輸出端和第二輸出端之間。第二級濾波器30是具備抗共模干擾和差模干擾的復(fù)合型濾波器，共模電感LCM31可有效抑制電源線上的共模干擾；此外，共模電感LCM31和電容C31、電容C32的組合可看作是兩個(gè)對稱的η型濾波器，每個(gè)η型濾波器由共模電感LCM31的其中一個(gè)線圈和兩個(gè)電容C31、C32組成，對稱的結(jié)構(gòu)也能有效抑制兩條電源線之間的交流差模干擾。作為本實(shí)用新型的一實(shí)施例，過壓保護(hù)模塊40包括一個(gè)雙向瞬態(tài)抑制二極管D41 ;雙向瞬態(tài)抑制二極管D41的第一端和第二端分別與第二級濾波器30的第一輸出端、第二輸出端相連，雙向瞬態(tài)抑制二極管D41的第一端和第二端同時(shí)分別為抗干擾電路的正輸出端和負(fù)輸出端。由雙向瞬態(tài)抑制二極管D41構(gòu)成的過壓保護(hù)模塊40主要用于吸收經(jīng)防浪涌模塊10處理后殘余的浪涌能量及電源瞬間通斷產(chǎn)生的瞬態(tài)高電壓，保護(hù)后端電路不受損壞。本實(shí)用新型提供的適用于兩線制變送器的抗干擾電路，包括依次連接的防浪涌模塊、第一級濾波器、第二級濾波器和過壓保護(hù)模塊四部分，具有在工業(yè)控制現(xiàn)場防雷擊浪涌和抗電源干擾等功能，可以顯著提高兩線制變送器的穩(wěn)定性。本實(shí)用新型實(shí)施例還提供包括了上述抗干擾電路的兩線制變送器，此變送器的種類包括但不限于壓力變送器、溫度變送器、濃度變送器、流量變送器、濕度變送器、氣體變送·器和液位變送器等。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，盡管參照前述實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了較詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改、或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于兩線制變送器的抗干擾電路，其特征在于，所述抗干擾電路包括 連接在所述兩線制變送器的正電源線和負(fù)電源線之間，對雷擊感應(yīng)的電壓浪涌等形成電流回路進(jìn)行保護(hù)的防浪涌模塊； 與所述防浪涌模塊的兩個(gè)輸出端相連，對所述防浪涌模塊輸出的信號進(jìn)行濾波處理的第一級濾波器； 與所述第一級濾波器的兩個(gè)輸出端相連，抑制所述第一級濾波器輸出信號的交流差模干擾的第二級濾波器； 與所述第二級濾波器的兩個(gè)輸出端相連，吸收經(jīng)所述防浪涌模塊處理后殘余的浪涌能量及電源瞬間通斷產(chǎn)生的瞬態(tài)高電壓的過壓保護(hù)模塊。
2.如權(quán)利要求I所述的抗干擾電路，其特征在于，所述防浪涌模塊包括氣體放電管TU11、氣體放電管TU12、氣體放電管TU13、壓敏電阻VDR11、壓敏電阻VDR12和壓敏電阻VDRl3 ； 所述壓敏電阻VDRll的第一端接所述兩線制變送器的正電源線，所述壓敏電阻VDRll的第二端接所述氣體放電管TUll的第一端，所述壓敏電阻VDR12的第一端接所述兩線制變送器的負(fù)電源線，所述壓敏電阻VDR12的第二端接所述氣體放電管TU12的第一端，所述氣體放電管TUll的第二端與所述氣體放電管TU12的第二端接地，所述氣體放電管TU13的第一端接所述兩線制變送器的正電源線、作為所述防浪涌模塊的第一輸出端，所述氣體放電管TU13的第二端接所述壓敏電阻VDR13的第一端，所述壓敏電阻VDR13的第二端接所述兩線制變送器的負(fù)電源線、作為所述防浪涌模塊的第二輸出端。
3.如權(quán)利要求2所述的抗干擾電路，其特征在于，所述第一級濾波器包括電阻R21、電阻R22、電容C21和電容C22 ； 所述電阻R21的第一端接所述防浪涌模塊的第一輸出端，所述電阻R21的第二端為所述第一級濾波器的第一輸出端，所述電阻R22的第一端接所述防浪涌模塊的第二輸出端，所述電阻R22的第二端為所述第一級濾波器的第二輸出端，所述電容C21接在所述電阻R21的第二端與地之間，所述電容C22接在所述電阻R22的第二端與地之間。
4.如權(quán)利要求3所述的抗干擾電路，其特征在于，所述第二級濾波器包括共模電感LCM31、電容C31和電容C32 ; 所述共模電感LCM31線圈一的第一端和第二端分別為所述第二級濾波器的第一輸入端和第一輸出端，所述共模電感LCM31線圈二的第一端和第二端分別為所述第二級濾波器的第二輸入端和第二輸出端，所述電容C31連接在所述第二級濾波器的第一輸入端和第二輸入端之間，所述電容C32連接在所述第二級濾波器的第一輸出端和第二輸出端之間。
5.如權(quán)利要求4所述的抗干擾電路，其特征在于，所述過壓保護(hù)模塊包括一個(gè)雙向瞬態(tài)抑制二極管D41 ； 所述雙向瞬態(tài)抑制二極管D41的第一端和第二端分別與所述第二級濾波器的第一輸出端、第二輸出端相連，所述雙向瞬態(tài)抑制二極管D41的第一端和第二端同時(shí)分別為所述抗干擾電路的正輸出端和負(fù)輸出端。
6.一種兩線制變送器，其特征在于，所述變送器包括如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的抗干擾電路。
7.如權(quán)利要求6所述的兩線制變送器，其特征在于，所述變送器包括但不限于壓力變送器、溫度變送器、濃度變送器、流量變送器、濕度變送器、氣體變送器和液位變送·器。
專利摘要本實(shí)用新型屬于工業(yè)過程控制領(lǐng)域，尤其涉及一種兩線制變送器及其抗干擾電路。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的兩線制變送器及其抗干擾電路，包括依次連接的防浪涌模塊、第一級濾波器、第二級濾波器和過壓保護(hù)模塊四部分，具有在工業(yè)控制現(xiàn)場防雷擊浪涌和抗電源干擾等功能，可以顯著提高兩線制變送器的穩(wěn)定性。
文檔編號G01D3/028GK202693002SQ20122027598
公開日2013年1月23日 申請日期2012年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月12日
發(fā)明者葛逢春, 吳榮杰, 曲桂雙 申請人:深圳市特安電子有限公司