[实用新型]一种电容式压力变送器

说明书

技术领域

本实用新型涉及压力变送器领域，尤其涉及一种电容式压力变送器。

背景技术

压力变送器作为一种工业上常用的电流环路变换器，广泛应用于水利水电、生产自控、电力等领域。电容式压力变送器因其测量精度高、稳定性好、测量量程较大而受到越来越多的应用。请参阅图1，其是现有电容式压力变送器的工作框图。现有单晶硅式压力变送器包括依次串接的压力传感器11、振荡电路12、滤波器13、模数转换器14、微处理器15、数模转换器16和电流环路变换器17。

将电容式压力变送器放置在工作环境中，接通电源，当电容式压力变送器的压力传感器11受到压力后，将产生与压力成正比的电容值并传送到所述振荡电路12；所述振荡电路12将电容值转换成模拟交流电压信号后传送到所述滤波器13；所述滤波器13对所述模拟交流电压信号进行滤波后转换成模拟直流电压信号并传送到所述模数转换器14；所述模数转换器将所述模拟直流电压信号转换成数字电压信号后传送到所述微处理器15；所述微处理器15对该数字电压信号进行线性处理后传送到所述数模转换器16；所述数模转换器16将该数字电压信号转换转成模拟电压信号后，通过所述电流环路变换器17输出电流；同时，在所述电流环路变换器16的输出端串联一电流采样电阻，在电流采样电阻上并联一万用表，读出该万用表的示值，并经过简单计算即可获得电流环路变换器17输出电流的大小。由于，所述压力传感器11受到的压力与电流环路变换器输出的电流是呈一定的线性关系的，通过对获得的电流环路变换器16的输出电流进行一定的计算，即可获得所述压力传感器11受到的压力大小。

但是，现有的电容式压力变送器的数模转换器、微处理器和模数转换器都是相互独立的部件，生产电容式压力变送器时，需要分别单独购买数模转换器、微处理器、模数转换器和电流环路变换器等各个部件，再将这各个单独的部件加工在电路板上。而数模转换器、微处理器、模数转换器和电流环路变换器这些部件的费用都是比较贵的，批量生产时，会增加生产成本。同时，购买的各个部件需要分别进行贴片，也会大大延长生产周期。另外，将各个单独的部件加工在电路板上时，由于各个电子部件的体积比较大，也会占用电路板大量面积面积，增加电路板制作成本。此外，采用振荡电路对传感器传送的电容值进行处理时，为降低系统功耗，无法提高振荡电路的振荡频率，而振荡电路的精度是与振荡频率相关的，这使得电容式压力变送器测得的数据精度不够高。

实用新型内容

本实用新型在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种节省成本、节省贴片时间、使用方便、低功耗高精度的电容式压力变送器。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种电容式压力变送器包括压力传感器、集成芯片和电流环路变换器；所述压力传感器与所述集成芯片连接；所述压力传感器受到压力后产生与所述压力相对应的电容值并传送到所述集成芯片；所述集成芯片包括电容数字转换单元、数字信号处理器、随机存取存储器、脉冲宽度调制单元和总线扩展器；所述电容数字转换单元将输入的电容值转换为数字电压信号，并将该数字电压信号传送到所述数字信号处理器；所述数字信号处理器将该数字电压信号传送到所述随机存取存储器；所述脉冲宽度调制单元从所述随机存取存储器内提取所述数字电压信号，并转换为占空比与压力大小成正比的模拟脉冲宽度调制信号后传送到所述总线扩展器，由总线扩展器输出模拟电压信号到所述电流环路变换器；所述电流环路变换器输出与所述压力传感器受到的压力值相对应的电流；所述电流环路变换器与外界电源电连接，所述电流环路变换器与所述集成芯片的电源输入端连接，由外界电源向所述电流环路变换器和所述集成芯片供电。

相比于现有技术，本实用新型通过对所述集成芯片进行简单的配置即可实现对压力传感器传送的电容值进行处理，并输出与所述压力传感器受到的压力值相对应的电流，操作简单，使用方便；并且相比于现有技术需购买多个部件并将多个部件进行贴片的方式，本实用新型通过集成芯片节省了对各个零部件连接贴片的时间，缩短了生产周期，也大大节省了成本，提高了可靠性。进一步地，所述集成芯片采用超低功耗的设计，既使得电路总体功耗由现有技术的1mA减小到300uA左右，又使测量精度由现有技术的0.1％提高到0.05％，还将测量分辨率从现有技术的两万分之一提高到二十万分之一。

进一步地，还包括信号滤波单元，所述集成芯片输出的模拟电压信号通过该信号滤波单元的滤波后传送到所述电流环路变换器。