本發(fā)明屬于工業(yè)壓力變送器技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種彈簧管智能壓力變送器。

背景技術(shù)：

工業(yè)生產(chǎn)過程中通常使用壓力變送器將檢測的壓力量變換成標(biāo)準(zhǔn)的4～20 mA直流電流信號,以便顯示和控制。現(xiàn)代工業(yè)中廣泛使用的智能壓力變送器采用電容或半導(dǎo)體傳感器,精度和分辨力都很高,但由于制造成本高,在一些場合使用會增加不少的費(fèi)用。

傳統(tǒng)的彈簧管式壓力表指示精度和分辨力都很低,而且只能用作壓力指示,但它性能可靠、價格低,所以得到了廣泛的使用。因而利用傳統(tǒng)的彈簧管式壓力表制造性能可靠、價格低廉的智能壓力變送器具有很好的市場前景。但是，傳統(tǒng)的彈簧管式壓力表的顯示采用機(jī)械傳動的指針機(jī)構(gòu),由于傳動齒輪有間隙,會帶來很大的回滯誤差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明就是針對上述問題，彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種彈簧管智能壓力變送器；本發(fā)明非常適合彈簧管式壓力表的生產(chǎn)廠家提高現(xiàn)有產(chǎn)品的技術(shù)含量，增加產(chǎn)品附加值，具有很好的市場前景。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。

本發(fā)明一種彈簧管智能壓力變送器，包括彈簧管、位移檢測電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、數(shù)據(jù)處理模塊、顯示器、D/A轉(zhuǎn)換電路、電源供電與輸出電路；其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)是：所述彈簧管與位移檢測電路相連，所述彈簧管與位移檢測電路的連接方式為非接觸式感應(yīng)連接；所述位移檢測電路的信號輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換電路的信號輸入端，所述A/D轉(zhuǎn)換電路的信號輸出端連接數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊與顯示器相連；所述數(shù)據(jù)處理模塊的信號輸出端連接D/A轉(zhuǎn)換電路的信號輸入端，所述D/A轉(zhuǎn)換電路的信號輸出端連接電源供電與輸出電路的信號輸入端。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述彈簧管為Ｃ型彈簧管，采用銅合金和不銹鋼合金制成；所述C型彈簧管截面呈橢圓形。

作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述位移檢測電路包括電阻R1、R2、R3、R4，電感H1、H2，電容C1、C2、C3、C4，晶體管T1、T2；所述電感H1與C1并聯(lián)、電感H2與C2并聯(lián)，再串聯(lián)，電感H1、H2之間和電容C1、C2之間引出接Vcc端；所述電阻R1的一端與電容C3、晶體管T2的基極相連，電阻R1的另一端與Vcc端相連；所述電阻R2的一端與電容C4、晶體管T1的基極相連，電阻R2的另一端與Vcc端相連；所述電容C3的另一端與C1的另一端、晶體管T1的集電極相連，電容C4的另一端與C2的另一端、晶體管T2的集電極相連；所述晶體管T1的發(fā)射極與電阻R3的一端相連、晶體管T2的發(fā)射極與電阻R4的一端相連，電阻R3與電阻R4的另一端共同接地。

作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述A/D轉(zhuǎn)化電路采用ADI公司的AD717116轉(zhuǎn)化芯片。

作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述數(shù)據(jù)處理模塊采用MSP413單片機(jī)。

本發(fā)明的有益效果是。

本發(fā)明一種彈簧管智能壓力變送器，采用電子感應(yīng)式非接觸的位移檢測電路將壓力量產(chǎn)生的位移信號轉(zhuǎn)換成為電參量,徹底去除了傳動齒輪間隙帶來的回滯誤差。由于不受傳統(tǒng)彈簧管式壓力表傳動齒輪的齒數(shù)和表盤指示刻度限制,顯示分辨力得到很大提高；本發(fā)明將傳統(tǒng)的彈簧管式壓力表用現(xiàn)代電子技術(shù)進(jìn)行改造,成為一種低成本的智能壓力變送器,非常適合彈簧管式壓力表的生產(chǎn)廠家提高現(xiàn)有產(chǎn)品的技術(shù)含量,增加產(chǎn)品附加值,具有很好的市場前景。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種彈簧管智能壓力變送器的整體原理框圖。

圖2是本發(fā)明一種彈簧管智能壓力變送器的位移檢測電路原理圖。

圖3是本發(fā)明一種彈簧管智能壓力變送器的電源供電與輸出電路原理圖。

圖中標(biāo)記：1為彈簧管、2為位移檢測電路、3為A/D轉(zhuǎn)換電路、4為顯示器、5為數(shù)據(jù)處理模塊、6為D/A轉(zhuǎn)換電路、7為電源供電與輸出電路。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，為本發(fā)明一種彈簧管智能壓力變送器的整體原理框圖。包括彈簧管1、位移檢測電路2、A/D轉(zhuǎn)換電路3、數(shù)據(jù)處理模塊5、顯示器4、D/A轉(zhuǎn)換電路6、電源供電與輸出電路7；其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)是：所述彈簧管1與位移檢測電路2相連，所述彈簧管1與位移檢測電路2的連接方式為非接觸式感應(yīng)連接；所述位移檢測電路2的信號輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換電路3的信號輸入端，所述A/D轉(zhuǎn)換電路3的信號輸出端連接數(shù)據(jù)處理模塊5，數(shù)據(jù)處理模塊5與顯示器4相連；所述數(shù)據(jù)處理模塊5的信號輸出端連接D/A轉(zhuǎn)換電路6的信號輸入端，所述D/A轉(zhuǎn)換電路6的信號輸出端連接電源供電與輸出電路7的信號輸入端。

所述彈簧管1為Ｃ型彈簧管，采用銅合金和不銹鋼合金制成；所述C型彈簧管截面呈橢圓形。彈簧管是一種終端封閉的管狀彈性敏感元件,其在退火狀態(tài)下具有很高的可塑性,經(jīng)冷作硬化及定性處理后獲得很高的彈性和強(qiáng)度。氣體或液體介質(zhì)的壓力量經(jīng)引壓口送入C型彈簧管。測量介質(zhì)的壓力作用在彈簧管的內(nèi)腔中使橢圓截面趨于圓形。彈簧管的微小變形,形成一定的環(huán)應(yīng)力,此環(huán)應(yīng)力會使彈簧管向外延伸。由于彈簧管頭部封閉且沒有固定,就會產(chǎn)生小的變形,向外側(cè)伸展而產(chǎn)生位移,而該位移量與加入到彈簧管內(nèi)部的壓力大小有關(guān),通過檢測位移量就可得到相應(yīng)的壓力量。

如圖2所示，為本發(fā)明一種彈簧管智能壓力變送器的位移檢測電路原理圖。所述位移檢測電路2包括電阻R1、R2、R3、R4，電感H1、H2，電容C1、C2、C3、C4，晶體管T1、T2；所述電感H1與C1并聯(lián)、電感H2與C2并聯(lián)，再串聯(lián)，電感H1、H2之間和電容C1、C2之間引出接Vcc端；所述電阻R1的一端與電容C3、晶體管T2的基極相連，電阻R1的另一端與Vcc端相連；所述電阻R2的一端與電容C4、晶體管T1的基極相連，電阻R2的另一端與Vcc端相連；所述電容C3的另一端與C1的另一端、晶體管T1的集電極相連，電容C4的另一端與C2的另一端、晶體管T2的集電極相連；所述晶體管T1的發(fā)射極與電阻R3的一端相連、晶體管T2的發(fā)射極與電阻R4的一端相連，電阻R3與電阻R4的另一端共同接地。

所述A/D轉(zhuǎn)化電路3采用ADI公司的AD717116轉(zhuǎn)化芯片。所述數(shù)據(jù)處理模塊5采用MSP413單片機(jī)。

所述D/A轉(zhuǎn)換電路6由有源二階低通濾波器構(gòu)成,它接受微處理器PWM信號將其轉(zhuǎn)換為電壓信號送輸出電路。本發(fā)明充分利用了微處理器的PWM輸出功能,做到了低成本、低功耗、高精度、高分辨力。

如圖 3 所示，為本發(fā)明一種彈簧管智能壓力變送器的電源供電與輸出電路原理圖。所述電源供電與輸出電路7和兩線制變送器供電和輸出方式基本相同,由24V電壓供電并接收D/A轉(zhuǎn)換電路的輸出信號產(chǎn)生4～20mA DC電流輸出。本發(fā)明的輸出電路的特點(diǎn)是利用輸出回路的4～20mA DC電流信號在兩個串聯(lián)發(fā)光二級管產(chǎn)生的電壓降供給LDO(低壓差穩(wěn)壓器),產(chǎn)生穩(wěn)定的電壓向位移檢測、A/D、CPU、D/A電路供電。

可以理解的是，以上關(guān)于本發(fā)明的具體描述，僅用于說明本發(fā)明而并非受限于本發(fā)明實(shí)施例所描述的技術(shù)方案，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對本發(fā)明進(jìn)行修改或等同替換，以達(dá)到相同的技術(shù)效果；只要滿足使用需要，都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。