智能壓力變送器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種智能壓力變送器。
【背景技術(shù)】
[0002]智能壓力變送器是以微處理器為核心的壓力測(cè)量?jī)x表，通過采集壓力芯體(擴(kuò)散娃)的差分電壓信號(hào)，輸出對(duì)應(yīng)的兩線4-20mA電流信號(hào)。被測(cè)介質(zhì)的壓力直接作用于傳感器的膜片上(不銹鋼或陶瓷)，使膜片產(chǎn)生與擴(kuò)散硅無腔壓力傳感器介質(zhì)壓力成正比的微位移，使傳感器的電阻值發(fā)生變化，和用電子線路檢測(cè)這一變化，并轉(zhuǎn)換輸出一個(gè)對(duì)應(yīng)于這一壓力的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量信號(hào)。
[0003]智能壓力變送器廣泛用于石油、天然氣、化工、冶金、航空、汽車、醫(yī)療設(shè)備、電力、紙漿、造紙、城市煤氣、鋼鐵、機(jī)械、造船等工業(yè)領(lǐng)域。
[0004]目前，市面上的智能壓力變送器大多電路復(fù)雜，集成度較低，不帶溫度補(bǔ)償功能，不帶恒壓/恒流驅(qū)動(dòng)選擇電路，不帶HART通訊功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種集成度高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的智能壓力變送器。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
智能壓力變送器，包括MCU計(jì)算處理中心、恒流/恒壓驅(qū)動(dòng)裝置、壓力數(shù)據(jù)采集裝置、溫度數(shù)據(jù)采集裝置、人機(jī)交互裝置、HART通訊裝置和兩線電流DAC裝置，MCU計(jì)算處理中心與恒流/恒壓驅(qū)動(dòng)裝置電連接，MCU計(jì)算處理中心還與溫度數(shù)據(jù)采集裝置電連接，恒流/恒壓驅(qū)動(dòng)裝置與壓力數(shù)據(jù)采集裝置電連接，壓力數(shù)據(jù)采集裝置與MCU計(jì)算處理中心電連接，兩線電流DAC裝置、HART通訊裝置和人機(jī)交互裝置均與MCU計(jì)算處理中心雙向電連接。
[0007]進(jìn)一步，所述人機(jī)交互裝置包括驅(qū)動(dòng)器、按鍵電路、顯示器和電源濾波電路，人機(jī)交互裝置通過驅(qū)動(dòng)器與MCU計(jì)算處理中心相連，按鍵電路、顯示器和電源濾波電路均與驅(qū)動(dòng)器電連接。
[0008]進(jìn)一步，所述顯示器選用筆段式液晶顯示器，型號(hào)為⑶46532，用于顯示壓力數(shù)據(jù)及設(shè)置菜單。驅(qū)動(dòng)器選用驅(qū)動(dòng)芯片HT1621B，成本低廉、性能穩(wěn)定可靠。按鍵電路包括輕觸小按鍵S1、輕觸小按鍵S2和輕觸小按鍵S3，輕觸小按鍵SI與濾波電容Cl并聯(lián)后再與上拉電阻Rl串聯(lián)，輕觸小按鍵S2與濾波電容C2并聯(lián)后再與上拉電阻R2串聯(lián)，輕觸小按鍵S3與濾波電容C3并聯(lián)后再與上拉電阻R3串聯(lián)。電源濾波電路包括去耦電容C4、去耦電容C5和去耦電容C8，去耦電容C4、去耦電容C5和去耦電容C8相互并聯(lián)。
[0009]輕觸小按鍵S1、輕觸小按鍵S2和輕觸小按鍵S3，用于設(shè)置壓力變送器的各種參數(shù)。濾波電容Cl、濾波電容C2和濾波電容C3用于按鍵防抖。去耦電容C4、去耦電容C5和去耦電容C8用于電源濾波。
[0010]進(jìn)一步，所述HART通訊裝置采用ADI公司的HART通信芯片，型號(hào)為AD5700。AD5700的XTAL_EN接地，使能外部晶振。
[0011]進(jìn)一步，所述MCU計(jì)算處理中心采用ADI公司的ADUCM361BCPZ128，ADUCM361BCPZ128內(nèi)置溫度傳感器、單核多路復(fù)用24位ADC、片內(nèi)基準(zhǔn)電壓源、SPI接口、UART通訊接口等。
[0012]進(jìn)一步，所述兩線電流DAC裝置采用ADI公司的DAC芯片，型號(hào)為AD5421BREZ，用于輸出壓力變送器的4-20mA電流信號(hào)。
[0013]進(jìn)一步，所述恒流/恒壓驅(qū)動(dòng)裝置由MCU計(jì)算處理中心的ADUCM361BCPZ128和兩線電流DAC裝置的AD5421BREZ組成。恒流/恒壓驅(qū)動(dòng)裝置即可給壓力變送器提供恒流驅(qū)動(dòng)，也可以提供恒壓驅(qū)動(dòng)。當(dāng)需要提供恒流驅(qū)動(dòng)時(shí)，其驅(qū)動(dòng)由ADUCM361BCPZ128激勵(lì)電流源提供。當(dāng)需要提供恒壓驅(qū)動(dòng)時(shí)，其驅(qū)動(dòng)由AD5421BREZ的REGOUT引腳提供。
[0014]進(jìn)一步，所述溫度數(shù)據(jù)采集裝置由ADUCM361BCPZ128自帶的單核多路復(fù)用24位ADC、片內(nèi)基準(zhǔn)電壓源和溫度傳感器組成。
進(jìn)一步，所述壓力數(shù)據(jù)采集裝置包括濾波電容C26、濾波電容C27和濾波電容C28。濾波電容C26 —端接地，濾波電容C26另一端與ADUCM361BCPZ128的AIN8引腳相連。濾波電容C28 —端接地，濾波電容C28另一端與ADUCM361BCPZ128的AIN9引腳相連。濾波電容C27 一端與 ADUCM361BCPZ128 的 AIN8 引腳相連，濾波電容 C27 另一端與 ADUCM361BCPZ128的AIN9引腳相連。濾波電容C26和濾波電容C28用于壓力信號(hào)的共模電壓濾波，濾波電容C27用于壓力信號(hào)的差分電壓濾波。ADUCM361BCPZ128的AIN8引腳通過電阻R35與插接件P5的接口 S+相連，ADUCM361BCPZ128的AIN9引腳通過電阻R24與插接件P5的接口 S-相連。電阻R20—端與插接件P5的接口 E+相連，電阻R20另一端與ADUCM361BCPZ128的AVDD引腳相連。電阻R21 —端與插接件P5的接口 E+相連，電阻R21另一端與ADUCM361BCPZ128的IEXCO引腳相連。電阻R25 —端與插接件P5的接口 E-相連，R25另一端與電阻R6 —端相連，電阻R6另一端與電容C17相連，電阻R6另一端還與ADUCM361BCPZ128的AINlO引腳相連。電阻R25用于恒流源的補(bǔ)償。電阻R20和電阻R21用于恒流/恒壓驅(qū)動(dòng)的選擇，當(dāng)電阻R20短接，電阻R21不連接時(shí)，此時(shí)為恒壓驅(qū)動(dòng)；當(dāng)電阻R20不連接，電阻R21短接時(shí)，此時(shí)為恒流驅(qū)動(dòng)。
[0015]進(jìn)一步，所述MCU還可采用單片機(jī)MSP430，恒流/恒壓驅(qū)動(dòng)裝置和兩線電流DAC裝置還可用運(yùn)放搭建，溫度傳感器采用NTC或者PTC等。
[0016]本發(fā)明電路集成度高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能優(yōu)良，具有溫度補(bǔ)償功能，恒壓/恒流驅(qū)動(dòng)可選擇功能和HART通訊功能，綜合性能優(yōu)良。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明智能壓力變送器的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2 Ca)為圖1所示智能壓力變送器的人機(jī)交互裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2 (b)為圖2所示人機(jī)交互裝置的按鍵電路圖；
圖2 (C)為圖2所示人機(jī)交互裝置的電源濾波電路圖；
圖3為HART通訊裝置采用AD5700芯片的引腳圖；
圖4為MCU計(jì)算處理中心采用ADUCM361BCPZ128芯片的引腳圖；
圖5為兩線電流DAC裝置采用AD542IBREZ芯片的引腳圖； 圖6為壓力數(shù)據(jù)采集裝置的電路圖。
[0018]圖中:1一一MCU計(jì)算處理中心；2---〖亙流/恒壓驅(qū)動(dòng)裝置；3—一壓力數(shù)據(jù)采集裝置；4一一溫度數(shù)據(jù)采集裝置；5—一人機(jī)交互裝置；5-1—一驅(qū)動(dòng)器；5-2—一按鍵電路；5~3 顯不器；5_4 電源濾波電路；6 HART通訊裝置；7 兩線電流DAC裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0020]參照?qǐng)D1，智能壓力變送器，包括MCU計(jì)算處理中心1、恒流/恒壓驅(qū)動(dòng)裝置2、壓力數(shù)據(jù)采集裝置3、溫度數(shù)據(jù)采集裝置4、人機(jī)交互裝置5、HART通訊裝置6和兩線電流DAC裝置7，MCU計(jì)算處理中心I與恒流/恒壓驅(qū)動(dòng)裝置2電連接，MCU計(jì)算處理中心I還與溫度數(shù)據(jù)采集裝置4電連接，恒流/恒壓驅(qū)動(dòng)裝置2與壓力數(shù)據(jù)采集裝置3電連接，壓力數(shù)據(jù)采集裝置3與MCU計(jì)算處理中心I電連接，兩線電流DAC裝置7、HART通訊裝置6和人機(jī)交互裝置5均與MCU計(jì)算處理中心I雙向電連接。
[0021]參照?qǐng)D2(a)，所述人機(jī)交互裝置5包括驅(qū)動(dòng)器5_1、按鍵電路5_2、顯示器5_3和電源濾波電路5-4，人機(jī)交互裝置5通過驅(qū)動(dòng)器5-1與MCU計(jì)算處理中心I相連，按鍵電路5-2、顯示器5-3和電源濾波電路5-4均與驅(qū)動(dòng)器5-1電連接。
[0022]所述顯示器選用筆段式液晶顯示器，型號(hào)為⑶46532，用于顯示壓力數(shù)據(jù)及設(shè)置菜單。驅(qū)動(dòng)器選用驅(qū)動(dòng)芯片HT1621B，成本低廉、性能穩(wěn)定可靠。參照?qǐng)D2(b)，按鍵電路包括輕觸小按鍵S1、輕觸小按鍵S2和輕觸小按鍵S3，輕觸小按鍵SI與濾波電容Cl并聯(lián)后再與上拉電阻Rl串聯(lián)，輕觸小按鍵S2與濾波電容C2并聯(lián)后再與上拉電阻R2串聯(lián)，輕觸小按鍵S3與濾波電容C3并聯(lián)后再與上拉電阻R3串聯(lián)。參照?qǐng)D2 (c)，電源濾波電路包括去耦電容C4、去耦電容C5和去耦電容C8，去耦電容C4、去耦電容C5和去耦電容C8相互并聯(lián)。
[0023]輕觸小按鍵S1、輕觸小按鍵S2和輕觸小按鍵S3，用于設(shè)置壓力變送器的各種參數(shù)。濾波電容Cl、濾波電容C2和濾波電容C3用于按鍵防抖。去耦電容C4、去耦電容C5和去耦電容C8用于電源濾波。
[0024]參照?qǐng)D3，所述HART通訊裝置采用ADI公司的HART通信芯片，型號(hào)為AD5700。AD5700的XTAL_EN接地，使能外部晶振。AD5700的XTALl與電容C30 —端相連，電容C30另一端接地。AD5700的XTAL2與電容C31 —端相連，電容C31另一端接地。電容C30、電容C31之間接有晶振Y2。AD5700的REF_EN外接電阻R8。AD5700的REG_CAP通過電容C22接地，AD5700的ADC_IP通過電阻1?11、電容023接地，電阻R11、電容C23串聯(lián)。AD5700的VREF通