專(zhuān)利名稱：雙隔離型壓力變送器電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種壓力變送器電路，特別涉及一種雙隔離型壓力變送器電路。
背景技術(shù)：
工業(yè)工程中用于制造化纖、橡膠、塑料等企業(yè)，在生產(chǎn)過(guò)程中需要對(duì)其產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，以控制產(chǎn)品在期望的參數(shù)范圍內(nèi)制造。這就需要壓力變送器連接到生產(chǎn)設(shè)備對(duì)生產(chǎn)過(guò)程變量包括壓力、溫度、流量等進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并將這些數(shù)據(jù)送回到中央控制室， 進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理。而傳感器及儀器儀表在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行所受到的各種干擾是目前所有傳感器都待解決的技術(shù)難題。而傳統(tǒng)壓力傳感器與中央控制室采用非隔離的方式進(jìn)行信號(hào)(電流或電壓)的傳輸，易收到外界干擾。解決的辦法是使用抗干擾電路和保護(hù)電路，抗干擾電路和保護(hù)電路的設(shè)計(jì)過(guò)于復(fù)雜，電路的故障和成本難以控制，調(diào)試和維修難度大，報(bào)廢率較高，使用高昂的測(cè)試設(shè)備，耗費(fèi)大量的人力物力。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種雙隔離型壓力變送器電路，其簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了真正雙隔離、信號(hào)與信號(hào)的線性變換和校準(zhǔn)功能，增加了電路的穩(wěn)定性和抗干擾能力。為解決所述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種雙隔離型壓力變送器電路，其特征在于，其包括應(yīng)變片、電流環(huán)竊電模塊、線性光耦、差動(dòng)放大器、第一 V/I轉(zhuǎn)換模塊、第二 V/ I轉(zhuǎn)換模塊、校準(zhǔn)模塊，應(yīng)變片的輸出端與差動(dòng)放大器的輸入端、校準(zhǔn)模塊相連，差動(dòng)放大器的輸出端與第一 V/I轉(zhuǎn)換模塊的反相輸入端相連，線性光耦的第一輸出端與第一 V/I轉(zhuǎn)換模塊的反相輸入端相連，線性光耦的第二輸出端與第二 V/I轉(zhuǎn)換模塊的反相輸入端相連， 第二 V/I轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與電流環(huán)竊電模塊的輸入端相連，電流環(huán)竊電模塊的輸出端與第一 V/I轉(zhuǎn)換模塊相連，電流環(huán)竊電模塊為第一 V/I轉(zhuǎn)換模塊、差動(dòng)放大器供電。優(yōu)選地，所述應(yīng)變片貼在一個(gè)彈性體上。本實(shí)用新型的積極進(jìn)步效果在于本實(shí)用新型采用電流環(huán)竊電模塊、線性光耦以及差動(dòng)放大器等組合成雙隔離型電路。本實(shí)用新型使用集成模塊，簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了真正雙隔離(電源與電源、信號(hào)與信號(hào)的雙隔離)、信號(hào)與信號(hào)的線性變換和校準(zhǔn)功能，增加了電路的穩(wěn)定性和抗干擾能力，適應(yīng)環(huán)境更強(qiáng)，應(yīng)用領(lǐng)域更廣，同時(shí)電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、故障少、調(diào)試和維修簡(jiǎn)單，減少高昂的測(cè)試設(shè)備和人力物力等。

圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例的原理框圖。
具體實(shí)施方式
下面舉個(gè)較佳實(shí)施例，并結(jié)合附圖來(lái)更清楚完整地說(shuō)明本實(shí)用新型。[0009]如圖1所示，本實(shí)用新型雙隔離型壓力變送器電路包括應(yīng)變片1、電流環(huán)竊電模塊 2、線性光耦3、差動(dòng)放大器4、第一 V/I (電壓/電流)轉(zhuǎn)換模塊5、第二 V/I轉(zhuǎn)換模塊6、校準(zhǔn)模塊7，應(yīng)變片1的輸出端與差動(dòng)放大器4的輸入端、校準(zhǔn)模塊7相連，差動(dòng)放大器4的輸出端與第一 V/I轉(zhuǎn)換模塊5的反相輸入端相連，線性光耦3的第一輸出端與第一 V/I轉(zhuǎn)換模塊5的反相輸入端相連，線性光耦3的第二輸出端與第二 V/I轉(zhuǎn)換模塊6的反相輸入端相連，第二 V/I轉(zhuǎn)換模塊6的輸出端與電流環(huán)竊電模塊2的輸入端相連，電流環(huán)竊電模塊2 的輸出端與第一 V/I轉(zhuǎn)換模塊相連。應(yīng)變片貼在一個(gè)彈性體上。電流環(huán)竊電模塊2為第一 V/I (電壓/電流)轉(zhuǎn)換模塊5、差動(dòng)放大器4供電。電流環(huán)竊電模塊是一種直接從電流環(huán)路上竊取能量形成隔離電源輸出而不影響信號(hào)傳輸?shù)囊环N特殊的電源模塊，自身會(huì)消耗掉環(huán)路一定的電壓但不會(huì)影響信號(hào)大小。線性光耦的隔離原理與普通光耦沒(méi)有差別，只是將普通光耦的單發(fā)單收模式稍加改變，增加一個(gè)用于反饋的光接收電路用于反饋；這樣，雖然兩個(gè)光接收電路都是非線性的，但兩個(gè)光接收電路的非線性特性都是一樣的，這樣，就可以通過(guò)反饋通路的非線性來(lái)抵消直通通路的非線性，從而達(dá)到實(shí)現(xiàn)線性隔離的目的。本實(shí)用新型雙隔離型壓力變送器電路將組成全橋的應(yīng)變片粘貼在彈性體上，測(cè)量時(shí)，彈性體受壓，發(fā)生彈性變形，貼在彈性體上的應(yīng)變片也發(fā)生形變，應(yīng)變電阻隨機(jī)械形變而產(chǎn)生阻值變化的現(xiàn)象，俗稱為電阻應(yīng)變效應(yīng)，并通過(guò)差動(dòng)放大器把電橋輸出電壓信號(hào)進(jìn)行的放大，放大的信號(hào)通過(guò)線性光耦的發(fā)射端轉(zhuǎn)成光信號(hào)，光作用于線性光耦的兩個(gè)接收端，把光信號(hào)轉(zhuǎn)成電壓信號(hào)，一路用于反饋，一路用于V/I 轉(zhuǎn)化輸出標(biāo)準(zhǔn)二線制4-20mA工業(yè)上常用的電流信號(hào)。本實(shí)用新型采用隔離電流環(huán)竊電模塊和線性光耦，具有電源與電源、信號(hào)與信號(hào)的雙隔離功能，穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)、靈敏度高、線性好、體積小、功耗低、易于集成等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型能在達(dá)到較高精度和穩(wěn)定性的前提下，使變送器具有較強(qiáng)的實(shí)用性，可直接與電腦和PLC(可編程序邏輯控制器)等上位機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程組態(tài)控制。本實(shí)用新型采用雙隔離設(shè)計(jì)，使電路有超強(qiáng)的抗干擾能力，能在工業(yè)復(fù)雜的電磁干擾環(huán)境下穩(wěn)定工作，高可靠性使維護(hù)簡(jiǎn)單，節(jié)約耗費(fèi)大量的人力、時(shí)間，大大提高了使用者的生產(chǎn)效率。本實(shí)用新型雙隔離型壓力變送器電路的工作原理如下當(dāng)被測(cè)流動(dòng)的流體的壓強(qiáng)作用于彈性體時(shí)，彈性體發(fā)生形變，貼在彈性體上的應(yīng)變片發(fā)生電阻應(yīng)變效應(yīng)?；诨⒖硕桑趶椥韵薅葍?nèi)，物體的形變跟引起形變的外力成正比的原理將壓力通過(guò)彈性體上的應(yīng)變片轉(zhuǎn)換成線性的電信號(hào)，即在壓力作用下，彈性體產(chǎn)生微量變形，其上端的應(yīng)變片感受其形變后，產(chǎn)生電阻效應(yīng)并輸出與作用壓力大小成正比電壓信號(hào)，在經(jīng)由應(yīng)變片電性連接的雙隔離型壓力變送器電路對(duì)該電壓信號(hào)進(jìn)行放大，放大的電壓信號(hào)經(jīng)第一 V/I轉(zhuǎn)換模塊變換后輸出給線性光耦的發(fā)射極把電流轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，光信號(hào)作用于線性光耦的兩個(gè)接收端，光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，線性光耦的第一輸出端的電壓信號(hào)反饋回第一 V/I轉(zhuǎn)換模塊， 線性光耦的第二輸出端的電壓經(jīng)第二 V/I轉(zhuǎn)換模塊變換直接輸出標(biāo)準(zhǔn)二線制4-20mA電流信號(hào)于工業(yè)設(shè)備或PLC (可編程序邏輯控制器)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)傳過(guò)程。雖然以上描述了本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解， 這些僅是舉例說(shuō)明，在不背離本實(shí)用新型的原理和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對(duì)這些實(shí)施方式做出多種變更或修改。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍由所附權(quán)利要求書(shū)限定。
權(quán)利要求1.一種雙隔離型壓力變送器電路，其特征在于，其包括應(yīng)變片、電流環(huán)竊電模塊、線性光耦、差動(dòng)放大器、第一 V/I轉(zhuǎn)換模塊、第二 V/I轉(zhuǎn)換模塊、校準(zhǔn)模塊，應(yīng)變片的輸出端與差動(dòng)放大器的輸入端、校準(zhǔn)模塊相連，差動(dòng)放大器的輸出端與第一 V/I轉(zhuǎn)換模塊的反相輸入端相連，線性光耦的第一輸出端與第一 V/I轉(zhuǎn)換模塊的反相輸入端相連，線性光耦的第二輸出端與第二 V/I轉(zhuǎn)換模塊的反相輸入端相連，第二 V/I轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與電流環(huán)竊電模塊的輸入端相連，電流環(huán)竊電模塊的輸出端與第一 V/I轉(zhuǎn)換模塊相連，電流環(huán)竊電模塊為第一 V/I轉(zhuǎn)換模塊、差動(dòng)放大器供電。
2.如權(quán)利要求1所述的雙隔離型壓力變送器電路，其特征在于，所述應(yīng)變片貼在一個(gè)彈性體上。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種雙隔離型壓力變送器電路，其包括應(yīng)變片、電流環(huán)竊電模塊、線性光耦、差動(dòng)放大器等元件，應(yīng)變片的輸出端與差動(dòng)放大器的輸入端、校準(zhǔn)模塊相連，差動(dòng)放大器的輸出端與第一V/I轉(zhuǎn)換模塊的反相輸入端相連，線性光耦的第一輸出端與第一V/I轉(zhuǎn)換模塊的反相輸入端相連，線性光耦的第二輸出端與第二V/I轉(zhuǎn)換模塊的反相輸入端相連，第二V/I轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與電流環(huán)竊電模塊的輸入端相連，電流環(huán)竊電模塊的輸出端與第一V/I轉(zhuǎn)換模塊相連，電流環(huán)竊電模塊為第一V/I轉(zhuǎn)換模塊、差動(dòng)放大器供電。本實(shí)用新型簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了真正雙隔離、信號(hào)與信號(hào)的線性變換和校準(zhǔn)功能，增加了電路的穩(wěn)定性和抗干擾能力。
文檔編號(hào)G08C19/36GK202182794SQ20112029615
公開(kāi)日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2011年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月15日
發(fā)明者伍正輝, 李慧, 龍霞 申請(qǐng)人:上海朝輝壓力儀器有限公司