CN2800253Y - 总线式压力变送器 - Google Patents
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Abstract
总线式压力变送器,其特征在于温度传感器与电路板固定在壳体内;电路板上电路的连接关系是:压力传感器、温度传感器分别连接各自的程控放大器、A/D转换器并接入微处理器,微处理器有多个引脚分别接程控放大器和A/D转换器以及恒流源,构成转换电路;微处理器的数字信号发送端、接收端、协议处理芯片、调制解调芯片与总线串接。该总线式变送器不仅可以通过软件补偿非线性,还可以通过温度传感器对压力传感器进行温度补偿,补偿后精度最高可达0.05级,宽温区为0.2级。采用多种数字滤波方法还能防止现场可能出现的高频干扰。可根据用户的技术要求编写软件、能与已有的压力变送器产品实现功能互换。
Description
技术领域
本实用新型涉及物理量测量仪表,一种数字传输的总线式压力变送器。
背景技术
模拟式压力变送器通常包括传感器和电路放大、电压电流信号转换两部分,见图2,采用4-20mA电流传输单一测量压力值,信号传输是单向的,只能从变送器传给显示单元或其它模拟数字转换卡。对检测到的压力值经过热敏电阻网络进行温度补偿,补偿效果有限。使用过程中存在许多不便:
1、模拟式压力变送器精度普遍较低,最高在0.2级;若考虑宽温区,由于压力传感器温度曲线的离散性很大,补偿困难,精度普遍在1%FS左右。
2、对压力值经过热敏电阻网络进行温度补偿局限性大;
3、模拟式压力变送器与计算机控制部分无法直接连接,需经过模拟数字卡转换为数字量。组网时布线多且乱,成本高且维护困难。
随着大规模集成电路和网络技术的逐渐成熟,数字式压力变送器代替模拟式压力变送器成为产品发展的必然。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种总线式压力变送器,将压力信号转变为数字信号,利用现场总线控制***,实现网络化信号传送、监控和管理。
总线式压力变送器,所用的电子元件集中在电路板上,其特征在于电路板上电路的连接关系是:压力传感器、温度传感器分别连接各自的程控放大器、A/D转换器并接入微处理器,微处理器有多个引脚分别接程控放大器和A/D转换器以及恒流源,构成转换电路;微处理器的数字信号发送端、接收端、协议处理芯片、调制解调芯片与总线串接。
总线式变送器由于采用微处理器进行处理,灵活性大大增强,不仅可以通过软件补偿非线性,还可以通过温度传感器对压力传感器进行温度补偿。补偿后压力变送器精度,最高可达0.05级,宽温区为0.2级。采用多种数字滤波方法还能防止现场可能出现的高频干扰。本设计可根据用户的技术要求,按各个行业的厂家规定编写相应的软件,能与传统结构的压力变送器产品在功能上实现互换,便于用户选择应用。通过编写特定的功能块软件,还能针对特定的传感器实现特殊的功能,如本总线压力变送器的压力、温度等多参数输出等。本设计的变送器信号传输是双向的,计算机可以控制变送器的输出,实现远程标定调整等功能。
附图说明
图1是本设计总线式压力变送器的电路框图;
图2是已有技术压力变送器的模拟电路框图;
具体实施方式
总线式压力变送器,利用模拟式压力变送器壳体,其特征在于温度传感器固定在压力传感器附近,与电路板一并置于壳体内,见图1;电路板上电路的连接关系是:总线经调制解调芯片处理后产生电压源,分别引出连接除传感器外的所有电子元件,提供给200μA的两路恒流源11及其余电子元件所需的工作电压;压力传感器1连接其程控放大器3、A/D转换器5、接入微处理器7;温度传感器2连接其程控放大器4、A/D转换器6、接入微处理器7;微处理器7有多个引脚分别接程控放大器3、4和A/D转换器5、6,以及恒流源11,构成转换电路。微处理器7的数字信号发送、接收端连接协议处理芯片8、协议处理芯片8连接调制解调芯片9、调制解调芯片9连接总线10,可实现信号的双向传输。
上述微处理器7是总线压力变送器的中央处理单元,它的工作流程是:上电后初始化、恒流源切换、A/D转换、线性化、温度补偿、按用户规定处理功能块软件、数据传给dpc31芯片。同时还执行相应的软件程序,控制恒流源11、程控放大器3、4和16位A/D转换器5、6及协议处理芯片8的运行。协议处理芯片8电路对数字化的微处理器7处理的测量值,按总线数据链路层进行数据包处理,调制解调芯片9电路将协议处理芯片8电路输出数据调制为电流型号后,利用原有的一对儿供电总线10实时传输给总线计算机控制***,既节省电缆、又抗干扰。协议处理电路8采用dpc31芯片,它完成PROFIBUS总线数据链路层的服务和协议规范,包括介质存取方式和传输协议,传输步骤、循环和***响应时间、出错控制步骤、帧结构、帧格式等。调制解调电路9采用通用的SIM1芯片,它将数字信号调制成±9mA电流脉冲叠加到电源环路总线10上。
Claims (2)
1、总线式压力变送器,所用的电子元件集中在电路板上,其特征在于电路板上电路的连接关系是:压力传感器、温度传感器分别连接各自的程控放大器、A/D转换器并接入微处理器,微处理器有多个引脚分别接程控放大器和A/D转换器以及恒流源,构成转换电路;微处理器的数字信号发送端、接收端、协议处理芯片、调制解调芯片与总线串接。
2、根据权利要求1所述的总线式压力变送器,其特征在于:温度传感器固定在压力传感器附近,与电路板一并置于壳体内。
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CN101236113B (zh) * | 2007-02-01 | 2011-03-16 | 上海飞恩微电子有限公司 | 全桥型压阻式压力传感器的数字式信号调理芯片 |
CN104949797A (zh) * | 2015-05-27 | 2015-09-30 | 重庆川仪自动化股份有限公司 | 压力/差压型传感器温压补偿方法 |
CN104977116A (zh) * | 2015-07-10 | 2015-10-14 | 四川奇胜科技有限公司 | 微差压变送器 |
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