一种非标准信号输出的压力传感器的互换性设计电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于压力传感技术，涉及一种非标准信号输出的压力传感器的互换性设计电路。
【背景技术】
[0002]压力传感器是将需要测量的压力信号转换成为的电信号，并将电信号管理计算机或者采集系统的一种传感器。航空工业的发展，要求压力传感器能够满足系统多点压力监测、冗余备份的需要，并具有结构简单，可靠性高的特点。目前，高精度的稳压电源一般是高精度压力传感器的必要条件，而高精度的稳定电源通常由系统提供或者在压力传感器内部设计高精度稳压电源；这样无疑增加了采集系统和压力传感器的复杂性，尤其是在多点压力监测的条件下，总体电路的复杂性将在很大程度上降低了压力采集系统的可靠性，不能满足航空工业的应用需求。本发明结合压阻式惠斯登压力敏感电桥输入阻抗正温度系数特性和输出信号的负温度系数特性，通过两个或多个串联二极管利用其PN结正向温度特性使压力传感器的工作电压不同温度条件下保持恒定；通过精密电阻网络来实现在恒压条件下对压力敏感电桥输出信号温度误差的补偿；通过并联可调整电阻实现对压力传感器内部阻抗的调整，使压力传感器输出电压与输入压力、供电电压三个参数之间满足预定的函数关系，通过该函数关系可以精度解算出被测压力值。因此无需在在采集系统或者压力传感器中设置高精度稳压电路，简化了压力传感器和压力采集系统的电路，提高了可靠性。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种非标准信号输出的压力传感器的互换性设计电路。
[0004]本发明采取的技术方案为:
[0005]—种非标准信号输出的压力传感器的互换性设计电路，包括压力传感器、电源及采集接口电路和传输电缆三部分；
[0006]压力传感器有五个电气连接点与外部电路连接，分别为电源正一 Uu+、电源正二Ul2+、电源负A-、输出负0UT-、输出正0UT+，其中电源正一 U11+和电源正二 U12+在压力传感器内部直接连接导通；电源及采集接口电路有五个电气连接点与压力传感器通过传输电缆连接，分别为电压输出Ua、反馈电压输入Ub、差分负输入端Ue、差分正输入端Ud、电源地Ue;传输电缆有A-A、B-B、C-C、D-D、E-E五根导线，导线A-A连接压力传感器电气连接点电源正一 U11+和电源及采集接口电气连接点电压输出Ua;导线B-B连接压力传感器电气连接点电源正二 U12+和电源及采集接口电气连接点反馈电压输入Ub;导线C-C连接压力传感器电气连接点输出负OUT-和电源及采集接口电气连接点差分负输入端Ue;导线D-D连接压力传感器电气连接点输出正OUT+和电源及采集接口电气连接点差分正输入端Ud;导线E-E连接压力传感器电气连接点电源负U1-和电源及采集接口电气连接点电源地Ue;
[0007]压力传感器包括压阻式压力敏感电桥(I)、串联二极管组(2)、零位输出调节电阻Rs、满量程输出调节电阻Rt、零位温度补偿调节电阻Rpl、灵敏度温度补偿调节电阻Rp2、内部阻抗调整电阻Ru压阻式压力敏感电桥⑴为惠斯登四臂力敏电桥，具有5个节点，其中节点d、e为负电源端，节点b为正电源端，节点a正输出端，节点c为负输出端；节点a与输出正OUT+连接，节点c与输出负OUT-连接；串联二极管管组(2)中包含一个或一个以上的半导体二极管，所有半导体二极管依次正向串联构成串联二极管组(2);串联二极管组(2)中第I个二极管DoH极端与电源正U1+相连接，最后一个二极管Dn负极端与满量程输出调节电阻Rt的一端相连接；满量程输出调节电阻Rt的另一端与压力敏感电桥⑴的节点b相连接；零位输出调节电阻Rs—端与压力敏感电桥⑴的节点d相连接，零位输出调节电阻Rs另一端与压力敏感电桥⑴的节点e相连接；节点d和节点e根据以下情况选择连接点:当压力敏感电桥(I)初始零位输出电压为负值时，节点d与电源负U1-连接；当压力敏感电桥(I)初始零位输出电压为正值时，节点e与电源负U1-连接；零位温度补偿调节电阻Rpl的一端与压力敏感电桥(I)的节点b连接，另一端需根据压力敏感电桥(I)的零位输出温度漂移特性选择连接点:当压力敏感电桥(I)初始零位输出电压为正温度系数时，零位温度补偿调节电阻Rpl的另一端与节点c连接；当压力敏感电桥(I)初始零位输出电压为负温度系数时，零位温度补偿调节电阻Rpl的另一端与当节点a连接；灵敏度温度补偿调节电阻Rp2的一端与压力敏感电桥(I)的节点b连接，灵敏度温度补偿调节电阻Rp2的另外一端与电源负U1-连接；内部阻抗调整电阻&的一端与电源正U ,+连接，内部阻抗调整电阻&的另外一端与电源负U1-连接；
[0008]电源及采集接口电路包括电压源(3)、供电电压采集电路(4)和差分采集电路
(5);电压源⑶包括电压源U。和固定电阻器R。;电压源U。的正输出端与固定电阻器R。的一端连接，固定电阻器R。的另外一端与电气连接点电压输出Ua连接；电压源U。的负输出端为电源地，与电气接点电源地Ue连接；供电电压采集电路⑷的输入端与电气接点反馈电压输入υΒ;差分米集电路(5)的正、负输入端分别与电气接点差分正输入端U D、差分负输入端U。连接。
[0009]本发明具有有益效果是:该电路结构可适应不同压力传感器输出信号不一致的问题，通过串联电阻器分压后的电压作为传感器的供电电压U1，消除了由于系统电源电压不稳定或者不一致而对压力传感器引入电源附加误差，实现了对不同压力传感器和不同供电电源都能匹配和互换，并且具有相同的压力测量和采集精度。该发明解决了非标准信号输出的压力传感器的互换性问题，简化了压力传感器和采集系统的电路设计，在压力传感器网络尤其是现代航空系统中对多点压力监测采集系统中具有重要应用价值。
【附图说明】
[0010]附图1是本发明的电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0011]下面结合说明书附图1对本发明作进一步详细说明。
[0012]—种非标准信号输出的压力传感器的互换性设计电路，包括压力传感器、电源及采集接口电路和传输电缆三部分；
[0013]压力传感器有五个电气连接点与外部电路连接，分别为电源正一 Uu+、电源正二Ul2+、电源负A-、输出负0UT-、输出正0UT+，其中电源正一 U11+和电源正二 U12+在压力传感器内部直接连接导通；电源及采集接口电路有五个电气连接点与压力传感器通过传输电缆连接，分别为电压输出Ua、反馈电压输入Ub、差分负输入端Ue、差分正输入端Ud、电源地Ue;传输电缆有A-A、B-B、C-C、D-D、E-E五根导线，导线A-A连接压力传感器电气连接点电源正一 U11+和电源及采集接口电气连接点电压输出Ua;导线B-B连接压力传感器电气连接点电源正二 U12+和电源及采集接口电气连接点反馈电压输入Ub;导线C-C连接压力传感器电气连接点输出负OUT-和电源及采集接口电气连接点差分负输入端Ue;导线D-D连接压力传感器电气连接点输出正OUT+和电源及采集接口电气连接点差分正输入端Ud;导线E-E连接压力传感器电气连接点电源负U1-和电源及采集接口电气连接点电源地Ue;
[0014]压力传感器包括压阻式压力敏感电桥(I)、串联二极管组(2)、零位输出调节电阻Rs、满量程输出调节电阻Rt、零位温度补偿调节电阻Rpl、灵敏度温度补偿调节电阻Rp2、内部阻抗调整电阻压阻式压力敏感电桥⑴为惠斯登四臂力敏电桥，具有5个节点，其中节点d、e为负电源端，节点b为正电源端，节点a正输出端，节点c为负输出端；节点a与输出正OUT+连接，节点c与输出负OUT-连接；串联二极管管组(2)中包含一个或一个以上的半导体二极管，所有半导体二极管依次正向串联构成串联二极管组(2);串联二极管组(2)中第I个二极管DoH极端与电源正U1+相连接，最后一个二极管Dn负极端与满量程输出调节电阻Rt的一端相连接；满量程输出调节电阻Rt的另一端与压力敏感电桥⑴的节点b相连接；零位输出调节电阻Rs—端与压力敏感电桥⑴的节点d相连接，零位输出调节电阻Rs另一端与压力敏感电桥⑴的节点e相连接；节点d和节点e根据以下情况选择连接点:当压力敏感电桥(I)初始零位输出电压为负值时，节点d与电源负U1-连接；当压力敏感电桥(I)初始零位输出电压为正值时，节点e与电源负U1-连接；零位温度补偿调节电阻Rpl的一端与压力敏感电桥(I)的节点b连接，另一端需根据压力敏感电桥(I)的零位输出温度漂移特性选择连接点:当压力敏感电桥(I)初始零位输出电压为正温度系数时，零位温度补偿调节电阻Rpl的另一端与节点c连接；当压力敏感电桥(I)初始零位输出电压为负温度系数时，零位温度补偿调节电阻Rpl的另一端与当节点a连接；灵敏度温度补偿调节电阻Rp2的一端与压力敏感电桥(I)的节点b连接，灵敏度温度补偿调节电阻Rp2的另