專利名稱：雙隔離型壓力變送器電路的制作方法
技術領域：
本發明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：
工業工程中用于制造化纖、橡膠、塑料等企業，在生產過程中需要對其產品生產過程進行監控，以控制產品在期望的參數范圍內制造。這就需要壓力變送器連接到生產設備對生產過程變量包括壓力、溫度、流量等進行數據采集，并將這些數據送回到中央控制室， 進行數據分析處理。而傳感器及儀器儀表在現場運行所受到的各種干擾是目前所有傳感器都待解決的技術難題。而傳統壓力傳感器與中央控制室采用非隔離的方式進行信號(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電路，抗干擾電路和保護電路的設計過于復雜，電路的故障和成本難以控制，調試和維修難度大，報廢率較高，使用高昂的測試設備，耗費大量的人力物力。發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種雙隔離型壓力變送器電路，其簡化了電路設計，實現了真正雙隔離、信號與信號的線性變換和校準功能，增加了電路的穩定性和抗干擾能力。
為解決所述技術問題，本發明提供了一種雙隔離型壓力變送器電路，其特征在于， 其包括應變片、電流環竊電模塊、線性光耦、差動放大器、第一 V/I轉換模塊、第二 V/I轉換模塊、校準模塊，應變片的輸出端與差動放大器的輸入端、校準模塊相連，差動放大器的輸出端與第一 V/I轉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轉換模塊的反相輸入端相連，第二 V/I轉換模塊的輸出端與電流環竊電模塊的輸入端相連，電流環竊電模塊的輸出端與第一 V/I轉換模塊相連，電流環竊電模塊為第一 V/I轉換模塊、差動放大器供電。
優選地，所述應變片貼在一個彈性體上。
本發明的積極進步效果在于本發明采用電流環竊電模塊、線性光耦以及差動放大器等組合成雙隔離型電路。本發明使用集成模塊，簡化了電路設計，實現了真正雙隔離 (電源與電源、信號與信號的雙隔離)、信號與信號的線性變換和校準功能，增加了電路的穩定性和抗干擾能力，適應環境更強，應用領域更廣，同時電路設計簡單、故障少、調試和維修簡單，減少高昂的測試設備和人力物力等。
圖I為本發明一實施例的原理框圖。
具體實施方式
下面舉個較佳實施例，并結合附圖來更清楚完整地說明本發明。
如圖I所示，本發明雙隔離型壓力變送器電路包括應變片I、電流環竊電模塊2、線性光耦3、差動放大器4、第一 V/I (電壓/電流)轉換模塊5、第二 V/I轉換模塊6、校準模塊7,應變片I的輸出端與差動放大器4的輸入端、校準模塊7相連，差動放大器4的輸出端與第一 V/I轉換模塊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轉換模塊 5的反相輸入端相連，線性光稱3的第二輸出端與第二 V/I轉換模塊6的反相輸入端相連， 第二 V/ι轉換模塊6的輸出端與電流環竊電模塊2的輸入端相連，電流環竊電模塊2的輸出端與第一 V/I轉換模塊相連。應變片貼在一個彈性體上。電流環竊電模塊2為第一 V/ I (電壓/電流)轉換模塊5、差動放大器4供電。
電流環竊電模塊是一種直接從電流環路上竊取能量形成隔離電源輸出而不影響信號傳輸的一種特殊的電源模塊，自身會消耗掉環路一定的電壓但不會影響信號大小。線性光耦的隔離原理與普通光耦沒有差別，只是將普通光耦的單發單收模式稍加改變，增加一個用于反饋的光接收電路用于反饋；這樣，雖然兩個光接收電路都是非線性的，但兩個光接收電路的非線性特性都是一樣的，這樣，就可以通過反饋通路的非線性來抵消直通通路的非線性，從而達到實現線性隔離的目的。本發明雙隔離型壓力變送器電路將組成全橋的應變片粘貼在彈性體上，測量時，彈性體受壓，發生彈性變形，貼在彈性體上的應變片也發生形變，應變電阻隨機械形變而產生阻值變化的現象，俗稱為電阻應變效應，并通過差動放大器把電橋輸出電壓信號進行的放大，放大的信號通過線性光耦的發射端轉成光信號，光作用于線性光耦的兩個接收端，把光信號轉成電壓信號，一路用于反饋，一路用于V/I轉化輸出標準二線制4-20mA工業上常用的電流信號。本發明采用隔離電流環竊電模塊和線性光耦，具有電源與電源、信號與信號的雙隔離功能，穩定性好、抗干擾能力強、靈敏度高、線性好、體積小、功耗低、易于集成等優點。本發明能在達到較高精度和穩定性的前提下，使變送器具有較強的實用性，可直接與電腦和PLC (可編程序邏輯控制器)等上位機進行遠程組態控制。本發明采用雙隔離設計，使電路有超強的抗干擾能力，能在工業復雜的電磁干擾環境下穩定工作，高可靠性使維護簡單，節約耗費大量的人力、時間，大大提高了使用者的生產效率。
本發明雙隔離型壓力變送器電路的工作原理如下當被測流動的流體的壓強作用于彈性體時，彈性體發生形變，貼在彈性體上的應變片發生電阻應變效應。基于虎克定律， 在彈性限度內，物體的形變跟引起形變的外力成正比的原理將壓力通過彈性體上的應變片轉換成線性的電信號，即在壓力作用下，彈性體產生微量變形，其上端的應變片感受其形變后，產生電阻效應并輸出與作用壓力大小成正比電壓信號，在經由應變片電性連接的雙隔離型壓力變送器電路對該電壓信號進行放大，放大的電壓信號經第一 V/I轉換模塊變換后輸出給線性光耦的發射極把電流轉換成光信號，光信號作用于線性光耦的兩個接收端，光信號轉換成電壓信號，線性光耦的第一輸出端的電壓信號反饋回第一 V/I轉換模塊，線性光耦的第二輸出端的電壓經第二 V/ι轉換模塊變換直接輸出標準二線制4-20mA電流信號于工業設備或PLC (可編程序邏輯控制器)系統進行遠傳過程。
雖然以上描述了本發明的具體實施方式
，但是本領域的技術人員應當理解，這些僅是舉例說明，在不背離本發明的原理和實質的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改。因此，本發明的保護范圍由所附權利要求書限定。
權利要求
1.一種雙隔離型壓力變送器電路，其特征在于，其包括應變片、電流環竊電模塊、線性光耦、差動放大器、第一 V/I轉換模塊、第二 V/I轉換模塊、校準模塊，應變片的輸出端與差動放大器的輸入端、校準模塊相連，差動放大器的輸出端與第一 V/I轉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轉換模塊的反相輸入端相連，第二 V/I轉換模塊的輸出端與電流環竊電模塊的輸入端相連，電流環竊電模塊的輸出端與第一 v/ι轉換模塊相連，電流環竊電模塊為第一 V/I轉換模塊、差動放大器供電。
2.如權利要求I所述的雙隔離型壓力變送器電路，其特征在于，所述應變片貼在一個彈性體上。
全文摘要
本發明公開了一種雙隔離型壓力變送器電路，其包括應變片、電流環竊電模塊、線性光耦、差動放大器等元件，應變片的輸出端與差動放大器的輸入端、校準模塊相連，差動放大器的輸出端與第一V/I轉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轉換模塊的反相輸入端相連，第二V/I轉換模塊的輸出端與電流環竊電模塊的輸入端相連，電流環竊電模塊的輸出端與第一V/I轉換模塊相連，電流環竊電模塊為第一V/I轉換模塊、差動放大器供電。本發明簡化了電路設計，實現了真正雙隔離、信號與信號的線性變換和校準功能，增加了電路的穩定性和抗干擾能力。
文檔編號G08C19/36GK102937499SQ201110233399
公開日2013年2月20日 申請日期2011年8月15日 優先權日2011年8月15日
發明者伍正輝, 龍霞, 李慧 申請人:上海朝輝壓力儀器有限公司