[发明专利]一种基于工业微压U型压力计传感器

说明书

技术领域

本发明涉及工业测量领域，具体地说是一种基于工业微压U型压力计传感器。

背景技术

随着我国工业测量测控事业的蓬勃发展，使用的传感器种类及数量也大大增加。尤其是工业测控系统的完善，逐步增加了各种类型的传感器设备。

然而在大量的压力传感器设备中小型的微压传感器几乎没有，现场原有微压传感设备仍采用较为传统的U型管压力计进行微压的测量。此U型压力计只能人工巡检查看压力数据，并且无上下线告警功能，当监控设备压力出现异常时不能及时上传数据或发出报警极易发生危险。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于工业微压的U型压力计传感器。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种基于工业微压U型压力计传感器，包括两组相同的电压缓冲器、恒流源和传感器，其中：

第一传感器与第一恒流源、第一电压缓冲器、接口电路顺次连接，采集到电压值通过第一电压缓冲器后发送到接口电路进行输出；

第二传感器与第二恒流源、第二电压缓冲器、接口电路顺次连接，采集到电压值通过第二电压缓冲器后发送到接口电路进行输出；

电压参考源分别连接两个恒流源，向恒流源提供基准电压；

供电电路连接接口电路、电压参考源以及两个电压缓冲器，为其供电。

所述恒流源包括：

运算放大器U1的同相输入端连接外部参考分压电阻R165和R166，其中电阻R165、R166组成分压电路，分压电路R165一端与所述电压参考源电路相连； C2和C3并联在电阻R166两端，组成分压电路的滤波电容，用于提供稳定的直流电压；

运算放大器U1的反相输入端连接至电阻R164、R163的一端，电阻R163、R164的另一端接地；

运算放大器U1的输出端连接传感器，对传感器进行驱动。

所述传感器包括若干个相互串联的电阻，每两个电阻之间设置一个干簧管。

所述电压参考源包括电压基准芯片U2的Vin脚连接退耦电容C7和供电电路；

电压基准芯片U2的Vref脚连接至恒流源；

电压基准芯片U2的EN脚通过电阻R167连接至供电电路。

本发明具有以下有益效果及优点：

1.本发明方法为小型化设计，体积小能够方便安装，量程可随意设计。

2.本发明解决了基于U型压力计微压传感器的空白。

3.本发明使用干簧管作为传感器载体，大大减少开发成本。

4.本发明可对工业U型压力计进行升级加入采集功能后即可成为有线或无线仪表设备。

5.本发明内部使用恒流源进行供电，且横流电流仅为20uA。

6.本发明预留了供电接口，电压采集输出接口，方便产品开发。

7.本发明需使用磁性浮子及U型管进行配套使用。

8.本发明可继承原有U型压力计的使用方法，保留原有U型压力计的读数功能。

9.本发明传感器整体功耗控制在100uA以内，可用于低功耗的电池供电仪表设备使用。

附图说明

图1为本发明的硬件原理框图；

图2为本发明的接口电路原理图；

图3为本发明的供电电路原理图；

图4为本发明的第一电压缓冲器L电路原理图；

图5为本发明的第一恒流源L电路原理图；

图6为本发明的电压参考源电路原理图；

图7为本发明的第一传感器电路L原理图；

图8为本发明的第二电压缓冲器电路R原理图；

图9为本发明的第二恒流源电路R原理图；

图10为本发明的第二传感器R电路原理图；

图11为本发明的整体缩略图；

图12为本发明的局部缩略图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1所示为本发明的硬件原理框图，主要将U型压力计传感器分为9部分。其中包括：接口电路、供电电路、电压缓冲器L、恒流源L、电压参考源、传感器L、电压缓冲器R、恒流源R、传感器R等。其中传感器L与传感器R恒流源L、恒流源R共同组成U型压力计的传感器并完成流压转换功能。

如图2所示为本发明的接口电路原理图，其中P1为U型压力计传感器电路的对外接口，便于外部二次开发。进入接口电源处放置C5 10uF、C4 100nF的电容做电源滤波防止电源线上的传导干扰。