[发明专利]一种智能压力变送器

说明书

技术领域

本发明涉及一种智能压力变送器，属于仪器仪表测量技术领域。

背景技术

压力变送器要求输出工业标准的0~5V电压信号或4~20mA电流信号，要求和被测压力呈线性关系。电压输出型变送器抗干扰能力较差，线路损耗的破坏，谈不上精度有多高，有时输出的直流电压上还叠加有交流成分，使单片机产生误判断，控制出现错误，严重时还会损坏设备，输出0~5V电压信号不能远传，远传后线路压降大，精度大打折扣。因此本发明一种智能压力变送器设计成4~20mA电流输出型。精度是压阻式压力传感器的最主要的指标。传统的扩散硅压阻式压力传感器其输出值不只决定于输入的压力，还受到环境温度变化的影响，因此存在零点漂移及温度漂移的问题。传统的温度补偿方法采用插值法、查表法，编程较为复杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够克服传统压力变送器存在零点漂移的缺点，并能进行很好的零点补偿特性以及良好的抑制时漂特性的一种智能压力变送器。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种智能压力变送器，其中：包括压力传感器、信号放大器、A/D转换模块、微控制器、数字温度传感器、D/A转换模块、V/I变换模块、显示模块、RS485通讯接口及电源管理模块；

所述电源管理模块的输出端与微控制器连接，并经由微控制器向整个智能压力变送器供电；

所述压力传感器的输出端连接信号放大器的输入端，并将采集到的压力数据转化为电压信号输入信号放大器；

所述信号放大器的输出端连接A/D转换模块的输入端，对上述接收到的电压信号进行放大和调理，并将放大和调整后的电压信号传输至A/D转换模块；

所述A/D转换模块的输出端连接微控制器的输入端，对前述接收到的放大和调整后的电压信号进行模数转换，并传输至微控制器；

所述数字温度传感器的输出端连接微控制器的输入端，并将采集到的温度信号传输到微控制器；

所述微控制器分别连接D/A转换模块、RS485通讯接口和显示模块的输入端，所述微控制器对接收到的温度信号与电压信号进行计算，从而得出温度补偿后的压力值，并分别传输至D/A转换模块、RS485通讯接口和显示模块，经由RS485通讯接口送至外接测试仪表，同时由显示模块进行显示；

所述D/A转换模块的输出端与V/I变换模块的输入端连接，将上述温度补偿后的压力值转换为模拟电压信号，并传输至V/I变换模块；

所述V/I变换模块接收上述模拟电压信号，并将前述模拟电压信号变换为4~20mA电流输出信号。

作为本发明的一种优化结构：所述信号放大器采用芯片INA121。

作为本发明的一种优化结构：所述A/D转换模块采用模数转换芯片ADC0804。

作为本发明的一种优化结构：所述数字温度传感器采用DS18B20。

作为本发明的一种优化结构：所述微控制器采用ATMEGA128。

作为本发明的一种优化结构：所述D/A转换模块，采用TLC5615 串行DA 芯片。

作为本发明的一种优化结构：所述RS485通讯接口，选择MAX485专用芯片。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1. 本发明所设计的一种智能压力变送器，克服了传统压力变送器存在零点漂移的缺点，并能进行很好的零点补偿特性以及良好的抑制时漂特性；

2. 本发明所设计的一种智能压力变送器输出标准的4~20mA电流信号，具有精度高、线性度好、有良好的可靠性、稳定性及较宽温度工作范围和较小的温漂，具有较好的应用前景。

附图说明

图1为本发明所设计的一种智能压力变送器的结构框图；     

图2为本发明所设计的一种智能压力变送器和外接测试仪表的实物接线图；

图3为BP神经网络模型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

如图1所示，本发明设计了一种智能压力变送器，其中：包括压力传感器、信号放大器、A/D转换模块、微控制器、数字温度传感器、D/A转换模块、V/I变换模块、显示模块、RS485通讯接口及电源管理模块；

优选的，所述压力传感器采用扩散硅压阻式压力传感器，如麦克公司的MPM280 压力传感器，该传感器能够在-40℃~80℃温度范围内使用；