压力变送器及压力变送系统的制作方法

本发明涉及压力变送器领域，特别涉及一种基于max1452芯片的压力变送器及压力变送系统。

背景技术：

基于半导体压阻效应制成的硅压力传感器，在测量过程中要和被测物体接触才能测量结果。由于被测物体的温度变化使传感器的压阻系数产生变化，所以压阻效应的原理本身会引起传感器输出的温度漂移。同时，由于制造工艺所造成的传感器电桥电阻的不对称，桥臂电阻的漏电流以及装配应力等因素还会造成传感器输出信号的非线性，严重影响传感器的灵敏度和测量的准确性。

采用传统方式的补偿方法需要采集和记录大量的数据，存在生产周期长、造价高、成本高以及容易受到破坏等缺点。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中通过采集大量数据补偿压力传感器的灵敏度和准确性的方式存在生产周期长、成本高等的缺陷，提供一种能够实现自动化的传感器线性校准和温度补偿的压力变送器及压力变送系统。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

一种压力变送器，其特点在于，包括惠斯通电桥、max1452芯片、采样电阻、功率三极管以及通讯电路；

所述惠斯通电桥的输出端与所述max1452芯片的差分信号输入端电连接，所述max1452芯片用于为所述惠斯通电桥提供激励源，所述max1452芯片的模拟输出端通过所述max1452芯片的通用放大器与所述功率三极管的基极电连接，所述采样电阻的两端分别与所述通用放大器的方向输入端以及所述功率三极管的发射极电连接，所述通讯电路用于将接收到的调试信号发送至所述功率三极管的集电极。

较佳地，所述惠斯通电桥包括压力传感器的硅应变计。

较佳地，所述压力传感器为玻璃微熔压力传感器。

较佳地，所述激励源包括电压激励源和电流激励源。

较佳地，所述压力变送器还包括电源模块，用于为所述max1452芯片供电。

较佳地，所述电源模块包括mic5233芯片。

本发明还提供一种压力变送系统，其特点在于，包括上位调试电路以及如上所述的压力变送器，所述上位调试电路用于向所述通讯电路发送调试信号。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：与现有技术相比，本发明的压力变送器采用max1452芯片和玻璃微熔压力传感器，并利用采样电阻和接收外部调试信号的功率三极管组成了可控的恒流源，完成了自动化的传感器线性校准和温度补偿，提高了系统的稳定性和生产效率，降低了生产成本，同时使得生产工艺简单，操作过程便捷。

附图说明

图1为本发明实施例的压力变送器的结构框图。

图2为本发明实施例的惠斯通电桥的电路结构图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

本实施例提供一种压力变送器，如图1所示，包括惠斯通电桥、max1452芯片、电源模块、采样电阻、功率三极管以及通讯电路。

其中，max1452芯片是一款高度集成的模拟传感器信号处理器，可用于优化工业和过程控制中采用阻性元件的传感器，具有放大、校准和温度补偿功能，其工作特性可以逼进传感器所固有的可重复指标。其全模拟信号通道在输出信号中无引入量化噪声，并利用集成的16位数模转换器(dac)实现数字化校正。用16位dac对信号的偏移量和跨度校准，赋予了传感器产品真正的可互换性。如图1所示，max1452芯片内部包含桥激励模块、16级可编程增益放大器(pga)、768字节(6144位)内部、eeprom、四个16位dac、一个通用放大器以及内部温度模块。除偏移量和跨度补偿外，max1452芯片还利用偏移温度系数(tc)和跨度温度系数(fsotc)提供独特的温度补偿。

本实施例中的压力传感器采用新型玻璃微熔压力传感器，具体地，采用新型玻璃微熔技术，将17-4ph低碳钢通过高温玻璃粉将硅应变汁烧结在腔体的背面，腔体由17-4ph不锈钢整体车出来，适应高压力过载，能有效抵御瞬间压力冲击。无充油、无隔离膜片，可测带有少量杂质的流体介质；不锈钢整体结构，无“o”型密封圈，绝无泄漏隐患。高压型可测600mpa(6000bar)，产品高精度型可做到0.075％。

硅应变计直接粘接在弹性体的表面，通过补偿板将硅应变计引出，在补偿板上组成惠斯通电桥。其中，惠斯通电桥的电路结构如图2所示，电阻r表示上述玻璃微熔压力传感器中的硅应变计。所述惠斯通电桥的输出端vout与所述max1452芯片的差分信号输入端电连接，所述max1452芯片用于为所述惠斯通电桥提供其所需要的电压激励源和电流激励源，所述电源模块用于为所述max1452芯片供电，所述max1452芯片的模拟输出端通过所述max1452芯片的通用放大器与所述功率三极管的基极电连接，所述通讯电路用于将接收到的调试信号发送至所述功率三极管的集电极，所述采样电阻的一端与所述通用放大器的方向输入端电连接，另一端与所述功率三极管的发射极电连接组成可控的恒流源，以产生4～20ma的电流变化。

max1452芯片需要5v的供电电压，本实施例中，电源模块包括低压差降压芯片mic5233芯片，用于将外部输入的24v电压转成5v电压。

本实施例压力变送器的工作原理如下：当压力使弹性体发生形变时，粘接在弹性体上的硅应变计也发生形变，即产生了硅压阻效应，使得惠斯通电桥的平衡受到了破坏，产生了正比于压力的电压输出，max1452芯片高速地采集惠斯通电桥输出的电压，并结合内部的温度进行数据处理，以输出对应温度的压力值，这个值通过da输出模拟信号，控制恒流电路转换为4～20ma模拟标准的工业信号输出。

本实施例的压力变送器具有频响高、工作温度宽等特点，保证了传感器在工业恶劣环境中使用的长期稳定性。max1452芯片的智能数字温度补偿电路将温度变化划分为若干小区间，每一个小区间的零位和补偿值都被分别写入补偿电路中，在使用中，这些值被写入受温度影响的模拟量输出路径中，每一个温度点都是该变送器的“校准温度”。传感器数字电路针对射频、电磁干扰、浪涌电压的工况进行精心设计，具有抗干扰能力强，供电范围宽、极性保护等特点。

本实施例还提供一种压力变送系统，包括上位调试电路以及上述的压力变送器，所述上位调试电路用于向所述通讯电路发送调试信号。其中，通讯电路接收到调试信号后将其发送至功率三极管的集电极，以将压力变送器输出的电流信号调节至4～20ma。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种压力变送器及压力变送系统，所述压力变送器包括惠斯通电桥、MAX1452芯片、采样电阻、功率三极管以及通讯电路；所述惠斯通电桥的输出端与所述MAX1452芯片的差分信号输入端电连接，所述MAX1452芯片用于为所述惠斯通电桥提供激励源，所述MAX1452芯片的模拟输出端通过通用放大器与所述功率三极管的基极电连接，所述采样电阻的两端分别与所述通用放大器的方向输入端以及所述功率三极管的发射极电连接，所述通讯电路用于将接收到的调试信号发送至所述功率三极管的集电极。与现有技术相比，本发明的压力变送器能够完成自动化的压力传感器线性校准和温度补偿，提高了系统的稳定性和生产效率。

技术研发人员：伍正辉;李慧
受保护的技术使用者：上海朝辉压力仪器有限公司
技术研发日：2016.12.23
技术公布日：2018.07.03