一种压力变送器及数字信号压力传送装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于自控领域，尤其涉及一种压力变送器及数字信号压力传送装置。
【背景技术】
[0002]压力变送器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。压力变送器是用于测量液体、气体或蒸汽的液位、密度和压力，把压力信号传到监控中心，进而在计算机显示压力，例如将水压的压力信号转变成电流(4-20mA)这样的模拟电子信号，其中，压力与电流或电压的大小成线性关系，一般是正比关系。压力变送器的被测介质的两种压力通入高、低两个压力室，低压室压力采用大气压或真空，作用在δ元件(即敏感元件)的两侧隔离膜片上，通过隔离片和元件内的填充液传送到测量膜片两侧。
[0003]然而，参见图1，现有压力变送器均是通过模拟线传输模拟信号来传递压力信息，抗干扰能力差，并且在实现长距离传送时，一般需要额外配置一个采集模块，通过采集模块上传到监控中心，而且需要每个压力变送器一对一配备一个采集模块，同时还利用采集模块的电源线获取电源，通过RS485、CAN等通信总线传递信息给采集端，然而，这些总线都需要额外的电源线，布线比较麻烦、成本高。
[0004]虽然目前可以通过电力载波通讯(Power line Communicat1n, PLC)通过载波方式将模拟或数字信号利用现有电力线进行高速传输，实现电力线与信号线公用，例如采用OFDM技术的低压载波技术，但是，由于电力载波通讯抗干扰能力比较差，另外成本过高，其通信成本比变送器的成本还大，无法满足低端的压力监控市场的需求。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型实施例的目的在于提供一种压力变送器，旨在解决现有压力变送器先采用模拟信号传递压力信息再借助总线传输或采用电力载波技术远传送时，抗干扰能力差、成本高的问题。
[0006]本实用新型实施例是这样实现的，一种压力变送器，与通信总线连接，所述压力变送器包括:
[0007]采集压力信号的采集单元；
[0008]将模拟压力信号转换为数字压力信号的模数转换单元，所述模数转换器的输入端与所述采集单元的输出端连接；
[0009]数字处理单元，所述数字处理器的采集信号输入端与所述模数转换单元的输出端连接；
[0010]从所述通信总线上获取电源信号，并为所述数字处理单元供电的电源单元，所述电源模块的两输入端与所述通信总线连接，所述电源单元的供电输出端与所述数字处理单元的电源端连接；
[0011]将从所述通信总线上获取数字消息指令发送给所述数字处理单元进行分析处理，或将所述数字处理单元产生的响应消息以及数字压力信号传送到所述通信总线上的总线接口处理单元，所述总线接口处理单元的指令提取端与所述电源单元的数字输出端连接，所述总线接口处理单元的电源端与所述电源单元的供电输出端连接，所述总线接口处理单元的多个驱动端与所述数字处理单元的多个数据传输端对应连接，所述总线接口处理单元的两数据传送端与所述通信总线连接。
[0012]进一步地，所述采集单元包括:
[0013]压力传感器、差分放大器和电阻R16 ;
[0014]所述压力传感器的差分输出端与所述差分放大器的差分输入端连接，所述差分放大器的输出端与所述电阻R16的一端连接，所述电阻R16的另一端为所述采集单元的输出端。
[0015]更进一步地，所述模数转换单元和所述数字处理单元集成在一集成电路芯片中。
[0016]更进一步地，所述电源单元包括:
[0017]整流滤波电路，所述整流滤波电路的两输入端为所述电源单元的两输入端；
[0018]稳压电路，所述稳压电路的输入端为所述电源单元的数字输出端与所述整流滤波电路的输出端连接，所述稳压电路的输出端为所述电源单元的供电输出端。
[0019]更进一步地，所述整流滤波电路包括:
[0020]二极管Dl、二极管D2、二极管D3、二极管D4 ;
[0021]所述二极管Dl的阳极为所述整流滤波电路的一输入端(A)与所述二极管D2的阴极连接，所述二极管Dl的阴极为所述整流滤波电路的输出端与所述二极管D3的阴极连接，所述二极管D2的阳极接地，所述二极管D3的阳极为所述整流滤波电路的另一输入端(B)与所述二极管D4的阴极连接，所述二极管D4的阳极接地。
[0022]更进一步地，所述稳压电路包括:
[0023]电阻R1、电容Cl、二极管D5和电源芯片；
[0024]所述电阻Rl的一端为所述稳压电路的输入端与所述二极管D5的阳极连接，所述二极管D5的阴极同时与所述电容Cl的一端和所述电源芯片的输入引脚连接，所述电阻Rl的另一端、所述电容Cl的另一端和所述电源芯片的接地引脚同时接地，所述电源芯片的输出弓I脚为所述稳压电路的输出端。
[0025]更进一步地，所述总线接口处理单元包括:
[0026]接收转换电路，所述接收转换电路的电源端为所述总线接口处理单元的电源端，所述接收转换电路的输入端为所述总线接口处理单元的指令提取端，所述接收转换电路的输出端为所述总线接口处理单元的一驱动端；
[0027]发送转换电路，所述发送转换电路的输入端为所述总线接口处理单元的另一驱动端，所述发送转换电路的两输出端为所述总线接口处理单元的两数据传送端。
[0028]更进一步地，所述接收转换电路包括:
[0029]电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C2和第一开关管；
[0030]所述电阻R2的一端为所述接收转换电路的输入端，所述电阻R2的另一端与所述电容C2的一端连接，所述电容C2的另一端与所述第一开关管的控制端连接，所述第一开关管的控制端还同时与所述电阻R3和所述电阻R5的一端连接，所述电阻R3的另一端为所述接收转换电路的电源端与所述电阻R4的一端连接，所述电阻R4的另一端为所述接收转换电路的输出端与所述第一开关管的电流输入端连接，所述第一开关管的电流输出端和所述电阻R5的另一端同时接地。
[0031]更进一步地，所述发送转换电路包括:
[0032]电阻R6、电阻R7和第二开关管；
[0033]所述电阻R6的一端为所述发送转换电路的一输出端(A)，所述电阻R6的另一端与所述第二开关管的电流输入端连接，所述第二开关管的电流输出端为所述发送转换电路的另一输出端(B)，所述第二开关管的控制端与所述电阻R7的一端连接，所述电阻R7的另一端为所述发送转换电路的输入端。
[0034]本实用新型的另一目的在于提供一种数字信号压力传送装置，所述装置包括监控中心、通信总线以及多个上述实施例中的压力变送器，其中，每一压力变送器均通过二线结构与所述通信总线连接，所述通信总线用于传输数字信号和电源信号，所述数字信号包括数字消息指令、响应消息和数字压力信号。
[0035]本实用新型实施例具有下述有益效果:
[0036](I)本实用新型实施例在压力传感器获取信号后首先进行模数转换，将模拟信号直接转换为数字信号传输，提高了信号在传输过程中的抗干扰性；
[0037](2)本实用新型实施例采用单片机总线接口处理单元实现与通信总线之间的数据传送，不但提高通信速度还大大降低了成本，其成本不足传统电力载波成本的10% ;
[0038](3)本实用新型实施例采用两线结构将压力变送器直接与通信总线连接，使数字信号和电源信号共用两根电线进行同时传输，省去采集模块的物料、安装和维护成本，省去了额外布置电源线的投资和施工费用；
[0039](4)本实用新型实施例直接从通信总线上取电，电压为安全电压，提高了产品的安全性，并且无交流串扰的影响，减少现场电源的干扰。
【附图说明】
[0040]图1为现有压力变送器的传送结构图；
[0041]图2为本实用新型实施例提供的压力变送器的结构图；
[0042]图3为本实用新型实施例提供的压力变送器中采集单元的示例电路结构图；
[0043]图4为本实用新型实施例提供的压力变送器中电源单元的示例电路结构图；
[0044]图5为本实用新型实施例提供的压力变送器中总线接口处理单元的示例电路结构图；
[0045]图6为总线接口处理单元接收数字消息指令的时序图；
[0046]图7为本实用新型实施例提供的数字信号压力传送装置的结构图。
【具体实施方式】
[0047]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0048]本实用新型实施例通过数字信号传递压力信息提高了信