一種帶防雷擊浪涌保護(hù)的二線制壓力變送器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種帶防雷擊浪涌保護(hù)的二線制壓力變送器，包括壓力傳感器，零點(diǎn)調(diào)整、滿度調(diào)整電路，專用集成塊芯片和防雷保護(hù)裝置，所述防雷保護(hù)裝置包括陶瓷氣體放電管保護(hù)、自恢復(fù)保險絲保護(hù)、對稱差模保護(hù)、半導(dǎo)體過壓保護(hù)、阻容吸收保護(hù)電路，所述壓力傳感器與所述專用集成塊芯片連接，外接零點(diǎn)調(diào)整電路和滿度調(diào)整電路，再與所述防雷保護(hù)裝置連接。本實用新型具有防雷擊浪涌保護(hù)，抗干擾能力強(qiáng)，特別是抗變頻器的干擾，輸出信號穩(wěn)定，產(chǎn)品精度高，體積小、結(jié)構(gòu)簡單，具有本安防爆電路設(shè)計，寬電源電壓供電，溫漂小，調(diào)試方便，成本低等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場需要壓力采集和信號傳送的時現(xiàn)場環(huán)境比較惡劣，干擾比較嚴(yán)重特別是要求戶外安裝的場合。
【專利說明】一種帶防雷擊浪涌保護(hù)的二線制壓力變送器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種壓力變送器，尤其涉及一種帶防雷擊浪涌保護(hù)的二線制壓力變送器。

【背景技術(shù)】
[0002]壓力變送器的設(shè)計和開發(fā)已經(jīng)有很多類型和款式，但是目前市場上現(xiàn)有的壓力變送器往往只具備其中部分功能，特別是防雷擊浪涌保護(hù)的壓力變送器幾乎很少見。壓力變送器如果需要安裝在工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境比較惡劣的戶外，經(jīng)常有雷擊損壞設(shè)備事件發(fā)生；周圍的電機(jī)、變頻器也會產(chǎn)生比較嚴(yán)重的干擾，特別是變頻恒壓供水行業(yè)，啟動變頻器時壓力變送器就無法正常工作，輸出信號不穩(wěn)定，跳動大，大功率變頻器影響更大；另外如果靠近對講機(jī)，也會使壓力變送器信號輸出不穩(wěn)定。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種既能防雷擊浪涌保護(hù)，又能抗變頻干擾、抗無線電射頻干擾且具備本安防爆功能的帶防雷擊浪涌保護(hù)的二線制壓力變送器。
[0004]浪涌電壓一般直接從電源信號線傳入壓力變送器，而浪涌電壓信號的主要來源是雷擊感應(yīng)，電磁干擾、無線電射頻干擾和靜電干擾等，雷擊感應(yīng)往往來源于幾百公里外的雷擊，雷擊浪涌信號通過電網(wǎng)光速傳輸經(jīng)過變電站等衰減到達(dá)壓力變送器的工作電源時可能仍然有成百上千伏電壓；電磁干擾主要來源于電動機(jī)的勵磁線圈引起的電機(jī)干擾、或變頻器的變頻干擾、或電磁閥的電磁線圈干擾；無線電射頻干擾的主要來源是對講機(jī)系統(tǒng)、移動通訊系統(tǒng)、或其就近的機(jī)站設(shè)備干擾等。
[0005]為解決上述技術(shù)問題的本實用新型提供了一種技術(shù)方案:一種帶防雷擊浪涌保護(hù)的二線制壓力變送器，其特征在于，所述帶防雷擊浪涌保護(hù)的二線制壓力變送器包括壓力傳感器，零點(diǎn)調(diào)整、滿度調(diào)整電路，專用集成塊芯片和防雷保護(hù)裝置，所述防雷保護(hù)裝置包括陶瓷氣體放電管保護(hù)、自恢復(fù)保險絲保護(hù)、對稱差模保護(hù)、半導(dǎo)體過壓保護(hù)、阻容吸收保護(hù)電路，所述壓力傳感器與所述專用集成塊芯片連接，外接零點(diǎn)調(diào)整電路和滿度調(diào)整電路，再與所述防雷保護(hù)裝置連接。
[0006]所述壓力傳感器為壓阻式壓力傳感器，輸入端由恒流源供電，輸出端與所述專用集成塊芯片相連。
[0007]所述零點(diǎn)調(diào)整電路是在所述壓力傳感器的輸入端并聯(lián)電阻，串聯(lián)調(diào)零電位器。
[0008]所述滿度調(diào)整電路是在所述專用集成塊芯片的Rg兩端接電位器。
[0009]所述對稱差模保護(hù)電路采用電感，一端與所述半導(dǎo)體過壓保護(hù)電路連接，一端通過反向保護(hù)二極管和外接輸出三極管與所述專用集成塊芯片連接。
[0010]所述半導(dǎo)體過壓保護(hù)電路采用瞬態(tài)抑制二極管和反向安裝的二極管并聯(lián)再與所述自恢復(fù)保險絲保護(hù)電路連接。
[0011]所述阻容吸收保護(hù)電路采用電阻電容串聯(lián)，之后接入壓力變送器輸出端。
[0012]所述陶瓷氣體放電管保護(hù)電路采用陶瓷氣體放電管并與所述阻容吸收保護(hù)電路連接。
[0013]所述自恢復(fù)保險絲保護(hù)電路采用過流電子保護(hù)元件并與所述陶瓷氣體放電管保護(hù)電路一端連接。
[0014]本實用新型的有益效果是:防雷擊浪涌保護(hù)，抗干擾能力強(qiáng)，特別是抗變頻器的干擾，輸出信號穩(wěn)定，產(chǎn)品精度高，體積小、結(jié)構(gòu)簡單，具有本安防爆電路設(shè)計，寬電源電壓供電，溫漂小，調(diào)試方便，成本低等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場需要壓力采集和信號傳送的時現(xiàn)場環(huán)境比較惡劣，干擾比較嚴(yán)重特別是要求戶外安裝的場合。
[0015]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，為了使輸出信號穩(wěn)定、溫度漂移影響小，電位器調(diào)整更方便，進(jìn)一步將所述調(diào)零電位器前、后串接電阻；更進(jìn)一步，在所述滿度調(diào)整電路的電位器旁邊并聯(lián)電阻。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型實施例所述的一種帶防雷擊浪涌保護(hù)的二線制壓力變送器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為本實用新型實施例所述的一種帶防雷擊浪涌保護(hù)的二線制壓力變送器的電路結(jié)構(gòu)圖。

【具體實施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖對本實用新型的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實例只用于解釋本實用新型，并非用于限定本實用新型的范圍。
[0019]如圖1、圖2所示，本實用新型包括壓力傳感器，零點(diǎn)調(diào)整、滿度調(diào)整電路，專用集成塊芯片和防雷保護(hù)裝置，所述防雷保護(hù)裝置包括陶瓷氣體放電管保護(hù)、自恢復(fù)保險絲保護(hù)、對稱差模保護(hù)、半導(dǎo)體過壓保護(hù)、阻容吸收保護(hù)電路，所述壓力傳感器與所述專用集成塊芯片連接，外接零點(diǎn)調(diào)整電路和滿度調(diào)整電路，再與所述防雷保護(hù)裝置連接。所述壓力傳感器為壓阻式壓力傳感器，輸入端由恒流源供電，輸出端與所述專用集成塊芯片相連。所述零點(diǎn)調(diào)整電路是在所述壓力傳感器的輸入端并聯(lián)電阻，串聯(lián)調(diào)零電位器。所述滿度調(diào)整電路是在所述專用集成塊芯片的Rg兩端接電位器。所述對稱差模保護(hù)電路采用電感，一端與所述半導(dǎo)體過壓保護(hù)電路連接，一端通過反向保護(hù)二極管和外接輸出三極管與所述專用集成塊芯片連接。所述半導(dǎo)體過壓保護(hù)電路采用瞬態(tài)抑制二極管和反向安裝的二極管并聯(lián)再與所述自恢復(fù)保險絲保護(hù)電路連接。所述阻容吸收保護(hù)電路采用電阻電容串聯(lián)，之后接入壓力變送器輸出端。所述陶瓷氣體放電管保護(hù)電路采用陶瓷氣體放電管并與所述阻容吸收保護(hù)電路連接。所述自恢復(fù)保險絲保護(hù)電路采用過流電子保護(hù)元件并與所述陶瓷氣體放電管保護(hù)電路一端連接。
[0020]本電路抗雷擊浪涌保護(hù)的元器件G1，采用陶瓷氣體放電管2R230，直流擊穿電壓230V左右，沖擊擊穿電壓小于800V左右，耐沖擊的電流能力達(dá)到10KA，8?20us，10次。
[0021]自恢復(fù)保險絲RVl是一種過流電子保護(hù)元件、在正常工作時輸出信號只有DC4?20mA，根據(jù)Ul專用集成塊的特點(diǎn)，壓力傳感器出現(xiàn)異常損壞的時候，輸出信號最大不超過30mA、所以最大過載電流可以選擇500mA，正常工作時，自恢復(fù)保險絲不影響壓力變送器正常運(yùn)行，只有當(dāng)高的浪涌電壓沖擊電流比較大時就切斷保護(hù)。
[0022]半導(dǎo)體過壓保護(hù)元器件TVSl和Zl，其中TVSl采用瞬態(tài)抑制二極管P6KE200A，過電壓保護(hù)200V左右，因為壓力變送器是直流供電，所以Zl直接反向安裝，正常工作不會擊穿。
[0023]對稱差模保護(hù)，直接采用電感LI和L2，電感量在10uH左右。
[0024]RC阻容吸收電路，直接采用電子元器件R6、C6、R7、C7，主要是抗無線電射頻干擾電磁干擾等，一般是選擇R6、R7為47歐，1/2W左右，C6、C7為0.0luF、1000V左右，因為還要考慮產(chǎn)品本身的絕緣強(qiáng)度參數(shù)(DC500V1分鐘)、所以選擇電容必須大于500V。
[0025]Dl 二極管一般是反向保護(hù)，當(dāng)電源DC24V電源極性接反時，沒有輸出信號，保護(hù)壓力變送器。
[0026]芯片Ul采用XTR105芯片，它具有2路獨(dú)立800uA恒流源信號輸出，IR1、IR2具有很寬的電源電壓，DC7.5 ?36V ;信號輸出 1ut = (0.1mA+Vin/ffs) X40 = 4mA+40Vin/Rg。
[0027]恒流源信號直接跟壓阻式壓力傳感器(相當(dāng)于惠斯通電橋)供電，將已經(jīng)進(jìn)行了溫度補(bǔ)償?shù)膲毫鞲衅餍盘栔苯铀偷捷斎攵?，在壓力傳感器的輸入端并?lián)大阻抗的電阻，串接調(diào)零電位器WZ，可以實現(xiàn)壓力傳感器的精細(xì)調(diào)零。
[0028]在Rg兩端接電位器WS，則可以實現(xiàn)滿度信號輸出的調(diào)整。
[0029]把壓力傳感器輸出的mV信號經(jīng)過放大再經(jīng)過Ul自身的V/I轉(zhuǎn)換，直接輸出信號DC4 ?20mA。
[0030]Ql是外接輸出三極管。
[0031 ] Ul本身的轉(zhuǎn)換精度0.05% FS,所以產(chǎn)品的精度主要決定于壓力傳感器的精度。采用質(zhì)量比較好的壓力傳感器基本可以做到產(chǎn)品的精度優(yōu)于0.2% FS，可到0.1% FS0
[0032]為了使產(chǎn)品輸出信號穩(wěn)定，溫度漂移影響小，電位器調(diào)整方便進(jìn)一步采取了下列措施:
[0033]因為壓力傳感器本身的輸入阻抗在3?5K左右，所以在調(diào)零電位器WZ前后串接的R2、R3電阻均為200K，WZ為5K電位器，同時R4的電阻也為100K，這樣一來，WZ電位器動半圈，輸出電流的變化也不到0.02mA。
[0034]在滿度電位器WS旁邊并上電阻R9的方式，根據(jù)壓力傳感器的量程范圍和輸出mV信號值，由公式計算確定Rg電阻，選擇R9比Rg大，再選擇多圈的可調(diào)電位器，使?jié)M量程輸出時電位器調(diào)整輸出變化小。
[0035]防雷擊浪涌保護(hù)的兀器件，完全依賴于原材料生產(chǎn)廠家的技術(shù)參數(shù)、確定型號和種類。
[0036]在實際應(yīng)用中，改善抗變頻器干擾電機(jī)的電磁干擾和射頻干擾方面效果很明顯，也能有效地防雷擊浪涌。
[0037]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種帶防雷擊浪涌保護(hù)的二線制壓力變送器，其特征在于，所述帶防雷擊浪涌保護(hù)的二線制壓力變送器包括壓力傳感器，零點(diǎn)調(diào)整、滿度調(diào)整電路，專用集成塊芯片和防雷保護(hù)裝置，所述防雷保護(hù)裝置包括陶瓷氣體放電管保護(hù)、自恢復(fù)保險絲保護(hù)、對稱差模保護(hù)、半導(dǎo)體過壓保護(hù)、阻容吸收保護(hù)電路，所述壓力傳感器與所述專用集成塊芯片連接，外接零點(diǎn)調(diào)整電路和滿度調(diào)整電路，再與所述防雷保護(hù)裝置連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶防雷擊浪涌保護(hù)的二線制壓力變送器，其特征在于，所述壓力傳感器為壓阻式壓力傳感器，輸入端由恒流源供電，輸出端與所述專用集成塊芯片相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶防雷擊浪涌保護(hù)的二線制壓力變送器，其特征在于，所述零點(diǎn)調(diào)整電路是在所述壓力傳感器的輸入端并聯(lián)電阻，串聯(lián)調(diào)零電位器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶防雷擊浪涌保護(hù)的二線制壓力變送器，其特征在于，所述滿度調(diào)整電路是在所述專用集成塊芯片的Rg兩端接電位器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶防雷擊浪涌保護(hù)的二線制壓力變送器，其特征在于，所述對稱差模保護(hù)電路采用電感，一端與所述半導(dǎo)體過壓保護(hù)電路連接，一端通過反向保護(hù)二極管和外接輸出三極管與所述專用集成塊芯片連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述帶防雷擊浪涌保護(hù)的二線制壓力變送器，其特征在于，所述半導(dǎo)體過壓保護(hù)電路采用瞬態(tài)抑制二極管和反向安裝的二極管并聯(lián)再與所述自恢復(fù)保險絲保護(hù)電路連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述帶防雷擊浪涌保護(hù)的二線制壓力變送器，其特征在于，所述自恢復(fù)保險絲保護(hù)電路采用過流電子保護(hù)元件并與所述陶瓷氣體放電管保護(hù)電路一端連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述帶防雷擊浪涌保護(hù)的二線制壓力變送器，其特征在于，所述陶瓷氣體放電管保護(hù)電路采用陶瓷氣體放電管并與所述阻容吸收保護(hù)電路連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述帶防雷擊浪涌保護(hù)的二線制壓力變送器，其特征在于，所述阻容吸收保護(hù)電路采用電阻電容串聯(lián)，之后接入壓力變送器輸出端。
【文檔編號】G01L1/00GK204103471SQ201420428733
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月31日
【發(fā)明者】陳龍軍, 李梓固 申請人:武漢松野智能儀表有限公司