[发明专利]用于将压力信号转换成4～20mA电流信号的电路

说明书

技术领域

本发明涉及信号传输领域，尤其涉及一种用于将压力信号转换成4～20mA电流信号的电路。

背景技术

呼吸机中使用的压力传感器主要用来检测气源和气道压力，实现呼吸的压力控制和压力保护，所述压力传感器大部分是应变式传感器，传感器采集信号通常比较微弱，容易受到干扰，通常需要对传感器采集的信号进行放大处理，在一定程度上增强了信号的可靠性。为了避免干扰，呼吸机中气道压力传感器可以集成在采集板上，但是由于气源压力较大，离呼吸机距离较远，气源压力传感器只能就近放置，信号在长距离线缆上传输时，容易引入干扰及噪声，信号在传输过程中抗扰能力比较差，同时加上气源本身固有的波动，需要对信号进行滤波处理，通常使用CPU进行数字滤波，但是占用CPU资源较大，使得信号控制精度低、效率低。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种用于将压力信号转换成4～20mA电流信号的电路，以提高信号传输过程中的抗干扰能力。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种用于将压力信号转换成4～20mA电流信号的电路，所述电路包括依次连接的信号采集转换单元、放大处理单元、低通滤波处理单元和电压电流转换单元，

所述信号采集转换单元用于对压力信号进行采集，并将所述压力信号转换成电压信号输出；

所述放大处理单元用于对所述转换后的电压信号进行放大处理；

所述低通滤波处理单元用于对放大处理后的电压信号进行低通滤波；

所述电压电流转换单元用于将通过滤波处理后的电压信号转换成4～20mA电流信号输出。

进一步地，所述低通滤波处理单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容和运算放大器，其中，所述第一电阻一端与放大处理单元的输出端连接，另一端与第二电阻和第一电容的公共端连接，所述第二电阻的另一端与所述运算放大器的正相输入端连接，所述第一电容的另一端与所述运算放大器的输出端连接，所述第二电阻的另一端还与第二电容的一端连接，所述第二电容的另一端接地，所述运算放大器的输出端与电压电流转换单元的输入端连接，所述第三电阻一端与所述运算放大器的输出端连接，另一端与所述运算放大器的负向输入端连接，所述运算放大器的负向输入端还与第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端接地。

进一步地，通过调节第一电阻、第二电阻、第一电容和第二电容的值能够调节所述低通滤波处理单元的截止频率。

进一步地，所述第一电阻阻值与第二电阻阻值相等，所述第一电容容量值和第二电容容量值相等。

进一步地，所述电压电流转换单元采用4～20mA的电流环芯片。

进一步地，所述4～20mA的电流环芯片能够为信号采集转换单元提供基准电压信号，并能够为运算放大器提供电压信号。

进一步地，所述信号采集转换单元包括传感器，所述传感器由4～20mA的电流环芯片提供基准电压信号，根据所述基准电压信号的压力值计算当前采集到的压力信号的电压信号。

进一步地，所述放大处理单元采用仪用放大器。

进一步地，所述仪用放大器为差分输入仪用放大器。

进一步地，根据下述公式（1）计算所述仪用放大器的放大增益，

G=1+100K/R      （1）

其中，G为放大增益，R为增益设置电阻。

采用本发明的技术方案，通过对传感器采集的信号进行放大、滤波处理，在长距离线缆中传输时，将电压信号转换成4～20mA电流信号的方式进行传输，有效提高了信号传输的抗干扰能力。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明用于将压力信号转换成4～20mA电流信号的电路的结构框图；

图2为本发明第一实施例的用于将压力信号转换成4～20mA电流信号的电路原理图。

具体实施方式

本实施方案的技术原理：针对呼吸机中气源压力较大，传感器就近对压力信号进行采集，以电压信号进行长距离线缆传输时，信号容易受到干扰及信号衰减的问题，本发明将电压信号转换成4～20mA电流信号的方式进行传输，能够有效提高信号传输的抗干扰能力，以保证信号的精确。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明用于将压力信号转换成4～20mA电流信号的电路的结构框图。如图1所示，所述电路包括依次连接的信号采集转换单元101、放大处理单元102、低通滤波处理单元103和电压电流转换单元104，