专利名称：低直流电压供电的压力变送器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种压力变送器，特别涉及一种低直流电压供电 的压力变送器。
技术背景，
目前，无论是国内还是国外一般压力变送器供电大都是在
12V 30V直流电压激励下工作，产生4^20raA、 0 1 OmA电流信号 或0 5 V、 0 1 0 V电压信号，而低于1 2 V时一般都不能正常 工作。 发明内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提出了一种低 直流电压供电的压力变送器，采用压阻式压力传感器为敏感元件，经 过信号放大或V/ I电信号转化，达到按照标准信号输出的要求，具 有耐高温Z抗干扰性能好，测量灵敏度高，线性好的优点。
本实用新型的技术方案是这样实现的:低直流电压供电的压力变 送器，包括一芯片基座l，与芯片基座1相配置的外壳4， 芯片基座1上开有与其腔体相通的压力孔3 ,芯片基座1的腔体内配 置有敏感元件5及与敏感元件5电连接的电路板8,所说的电路板8 包括一直流升压�？�11，直流升压�？�11的输出端给敏感元件5和 仪表放大器13或集成电路15提供工作电压，敏感元件5的信号输出端与仪表放大器B或集成电路15的信号输入端电连接。
本实用新型适应于在无市电情况下的野外测量作业，用一块5V 的蓄电池就可以做精确的管道压力、河道及水库液位深度变化量的检 测。
附圃说明
图1是本实用新型的结构装配示意图。 图2是本实用新型的电路结构原理的一个实施例。 图3是本实用新型的电路结构原理的另一个实施例。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作详细说明。
参见图l，对本实用新型包括--芯片基座l，芯片基座l上开有 与其腔体相通的压力孔3 ,芯片基座1的腔体内配置敏感元件5，敏 感元件5的顶部由压环2靠螺纹将敏感元件5锁紧，在压环2的顶部 由螺钉7祷电路板8固定，外壳4靠螺纹并通过密封圈6与芯片基座 1紧密结合，锁紧件10通过密封圈9与外壳4紧密结合。
本实用新型的工作原理是，外界流体或气体压力通过芯片基座1 的压力孔3将压力直接作用在敏感元件5上，并产生一个与压力成正 比的电压信号(mV),经过电路板8再进行放大处理，产生一个标准 的电压信号，可直接与电脑连接，这标准信号可以是0 5V、 (MOV、 4 20mA、 0~20mAo
参见图2,该实施例的标准电压信号输出分为0~5V和0-10V， 其内部电路即电路板8包括一直流升压�？�11,直流升压�？�11再给恒流源12、直流电压反向器14及仪表放大器13提供12V直流电 源，直流电压反向器14同时也向仪表放大器13提供负电压，并由恒 流源12产生一个1.5mA的电流向敏感元件5提供工作电流，然后再 由敏感元件5向仪表放大器13提供mV级压力信号。仪表放大器13 为腿126。
该实施例的工作原理是由直流升压�？�11将5V直流电压升 压到12V直流电压,并通过恒流源12电路为压阻式压力传感器供电， 然后再经过仪表放大器13放大成标准信号进行输出。仪表放大器 INA126的特点是一种高增益、直流耦合放大器，具有差分输入、单 端输出、嵩输入阻抗和高共模抑制比的特点。差分放大器和仪表放大 器所采用的基础部件即运算放大器基本相同，在性能上与标准运算放 大器有很大的不同。标准运算放大器是单端器件，其传输函数主要由 反馈网络决定；而差分放大器和仪表放大器在有共模信号条件下能够 放大很微弱的差分信号，因而具有很高的共模抑制比(C服)，通常不
需要外部反馈网络。仪表放大器是一种具有差分输入和其输出相对于 参考端为单端输出的闭环增益单元。输入阻抗呈现为对称阻抗且具有
大的数值，通常为109或更大。与由接在反向输入端和输出端之间的 外部电阻决定的闭环增益运算放大器不同，仪表放大器使用了一个与 其信号输入端隔离的内部反馈电阻网络。利用加到两个差分输入端的 输入信号，增益或是从内部预置，或是通过也与信号输入端隔离的内 部或外部增益电阻器由用户设置。典型仪表放大器的增益设置范围为 1 1000。参见图3，该实施例的内部电路即电路板8包括一直流升压�？� 11，为集成电路15提供工作电压，集成电路15再为敏感元件5提供激 励电压，敏感元件5向集成电路15提供mV级压力信号，同时随着压力 的变化集成电路15再输出一个4^20mA或0^20mA的标准电流信号。集 成电路15为AM402。
该实施例的工作原理是除了直流升压块11将5V直流电压升压 到12V直流电压外，还采用了一只德国生产的AM402集成电路15,其 内部具有高精度基准电源、仪表放大器及V/I转换器，可以将压力信 号变成标准的三线制4~20或0~1011^电流信号输出。集成电路扁402 是一个用f处理差分电桥信号的电压电流输出转换接口集成电路， 这种集成电路应用在信号变化范围较大的传感器上是十分理想的，比 如压力传感器、热敏电阻探测器(RTD)等。它可以用二线方式输 出(4…20mA)或者三线方式(0/4"'20mA)输出。它是由一个用于差 分输入信号放大的高度精度仪表放大器， 一个可调的高度稳定的参考 电压(4.5至1OT)以及一个由电压控制的电流输出级组成。此接口 电路的电流输出范围和偏置调零以及增益系数可以通过外接电阻在 较宽的范围内进行调整。用少量的外接元件就可以使集成电路AM402 成为一个用途广泛的电压电流转换接口电路。集成电路扁幼2是一个 用于处理差分电桥信号的电压电流输出转换接口集成电路，这种电 路应用在信号变化范围较大的传感器上是十分理想的，比如压力传 感器、热敏电P且探测器(RTD)等。它可以用二线方式输出(4"，20mA) 或者三线方式(0/4'"20niA)输出。它是由一个用于差分输入信号放大的高度精度仪表放大器， 一个可调的高度稳定的参考电压(4.5至 10V)以及一个由电压控制的电流输出级组成。此接口电路的电流输 出范围和偏置调零以及增益系数可以通过外接电阻在较宽的范围内 进行调整。用少量的外接元件就可以使AM幼2成为一个用途广泛的电 压电流转换接口电路。
权利要求1、低直流电压供电的压力变送器，包括一芯片基座(1)，与芯片基座(1)相配置的外壳(4)，其特征在于，芯片基座(1)上开有与其腔体相通的压力孔(3)，芯片基座(1)的腔体内配置有敏感元件(5)及与敏感元件(5)电连接的电路板(8)，所说的电路板(8)包括一直流升压�？�(11)，直流升压�？�(11)的输出端给敏感元件(5)和仪表放大器(13)或集成电路(15)提供工作电压，敏感元件(5)的信号输出端与仪表放大器(13)或集成电路(15)的信号输入端电连接。
2 、根据权利要求1所说的压力变送器，其特征在于，所说的电 路板(8)包括一直流升压�？�(11)，直流升压�？�(11)再给恒流 源(12)、直流电压反向器(14)及仪表放大器(13)提供12V直流 电源，直流电压反向器(14)同时也向仪表放大器(13)提供负电压， 并由恒流源(12)产生一个L5mA的电流向敏感元件(5)提供工作 电流，然后再由敏感元件(5)向仪表放大器(13)提供mV级压力 信号。
3、根据权利要求1所说的压力变送器，其特征在于，所说的电 路板(8)包括一直流升压�？�(11)，为集成电路(15)提供工作电压， 集成电路(15)再为敏感元件(5)提供激励电压，敏感元件(5)向 集成电路(15)提供mV级压力信号，同时随着压力的变化集成电路 (15)再输出一个4 20mA或(K20mA的标准电流信号。
4 、根据权利要求1或2所说的压力变送器，其特征在于，所说 的仪表放大器(B)为INA126。
5、根据权利要求1或3所说的压力变送器，其特征在于，所说 的集成电絡(15)为AM402。
专利摘要低直流电压供电的压力变送器，包括一芯片基座1，与之相配置的外壳4，芯片基座1上开有与其腔体相通的压力孔3，芯片基座1的腔体内配置有敏感元件5及与敏感元件5电连接的电路板8，所说的电路板8包括一直流升压�？�11，直流升压�？�11的输出端给敏感元件5和仪表放大器13或集成电路15提供工作电压，敏感元件5的信号输出端与仪表放大器13或集成电路15的信号输入端电连接。本实用新型适应于在无市电情况下的野外测量作业，用一块5V的蓄电池就可以做精确的管道压力、河道及水库液位深度变化量的检测。
文档编号G01F23/14GK201247121SQ200820030020
公开日2009年5月27日 申请日期2008年8月21日 优先权日2008年8月21日
发明者孙弟娃, 袁展荣, 赵玉龙 申请人:西安维纳信息测控有限公司
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