一种油田流量仪表的4-20ma标准信号输出电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于油田专用流量仪表电子技术领域，具体涉及一种油田流量仪表的4-20MA标准信号输出电路。
【背景技术】
[0002]4-20MA标准信号输出电路在油田设备中，用于计量测算，是对测量精度要求比较高的设备。性能优良的流量检测设备系统离不开性能优良的信号输出模块，而信号输出模块的性能在很大程度上取决于4-20MA标准信号输出电路的性能，所以高质量的4-20MA标准信号输出电路在整个流量检测系统中占有相当重要的位置。
[0003]现阶段油田常用流量检测设备的标准信号输出电路，电路设计结构简单，输出线性差，受温漂影响过大，导致流量检测设备输出精度差。
【发明内容】
[0004]针对现有技术的缺点，本发明提出一种油田流量仪表的4-20MA标准信号输出电路，以达到优化现有流量检测设备标准信号输出精度的目的。
[0005]—种油田流量仪表的4-20MA标准信号输出电路，包括单片机、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第i^一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、一个光親、一个可控精密稳压源、一个运算放大器、一个MOS场效应晶体管和一个稳压二极管；
[0006]其中，第一电阻的一端连接单片机的PWM信号输出端，第一电阻的另一端连接光親的输入端，所述光親的电源引脚同时连接光親的正电压引脚、第一电容的一端、第二电阻的一端、第四电阻的一端、第二电容的一端、第六电阻的一端、第七电阻的一端、运算放大器的供电引脚、稳压二极管的阴极和第五电容的一端，并连接5V电源；
[0007]所述光耦的输出引脚同时连接第一电容的另一端、第二电阻的另一端和第三电阻的一端；所述光耦的接地引脚同时连接第三电阻的另一端、第四电阻的另一端、可控精密稳压源的阳极和第五电阻的一端；
[0008]所述可控精密稳压源的参考极同时连接可控精密稳压源的阴极、第二电容的另一端、第六电阻的另一端、第七电阻的另一端、稳压二极管的阳极、第五电容的另一端、第十二电阻的一端、第三电容的一端和第四电容的一端；
[0009]所述第三电容的另一端连接第八电阻的一端，第八电阻的另一端同时连接第四电容的另一端、第六电容的一端和运算放大器的正向比例输入端；
[0010]第六电容的另一端同时连接第九电阻的一端、运算放大器的接地引脚、第七电容的一端和第十三电阻的一端；
[0011]所述的第九电阻的另一端连接第五电阻的另一端并接地；所述的第七电容的另一端同时连接第十一电阻的一端和MOS场效应晶体管的栅极；
[0012]所述的第十一电阻的另一端连接运算放大器的输出端，运算放大器的反向比例输入端连接第十电阻的一端，第十电阻的另一端同时连接第十二电阻的另一端和MOS场效应晶体管的漏极，MOS场效应晶体管的源极和第十三电阻的另一端作为4-20MA标准信号的输出端。
[0013]所述的光耦采用HCPL4504型号。
[0014]所述的可控精密稳压源采用TL431型号。
[0015]所述的运算放大器采用TL0721型号。
[0016]所述的MOS场效应晶体管采用IRFD9120型号。
[0017]本发明优点:
[0018]本发明一种油田流量仪表的4-20MA标准信号输出电路，该电路通过微处理器输出PWM信号来4-20MA信号的输出，不仅提高了信号输出的效率，简化了外围电路，也节省了输出部分的成本；该电路信号输出稳定、精度高、抗干扰能力强，不间断性能可靠同时又不会对其他设备产生辐射和传导干扰；该电路用于流量仪表的信号输出，具有瞬态响应快、电磁兼容好、输出信号精度高等优点，能够很好地满足仪器仪表设备标准信号输出需求。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型一种实施例的PWM信号输出电路原理图；
[0020]图2为本实用新型一种实施例的电流调理电路原理图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图对本发明一种实施例做进一步说明。
[0022]本实施例中，针对FJK-Ol型号油田流量仪表提出的4-20MA标准信号输出电路；如图1和图2所示，油田流量仪表的4-20MA标准信号输出电路包括单片机、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻、第^^一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第一电容Cl、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、一个光耦U2、一个可控精密稳压源U3、一个运算放大器U4、一个MOS场效应晶体管Ql和一个稳压二极管Dl ;其中，所述的光耦U2采用HCPL4504型号；所述的可控精密稳压源U3采用TL431型号；所述的运算放大器U4采用TL0721型号；所述的MOS场效应晶体管Ql采用IRFD9120型号。
[0023]本实施例中，如图1所示，为4-20MA标准信号输出电路的PWM信号输出电路，电容C9 一端连接电容C8的一端并接地，电容C9的另一端连接晶振Yl的一端和单片机Ul的13引脚，电容CS的另一端连接晶振Yl的另一端和单片机的Ul的14引脚，单片机Ul的44号引脚与图2的PWM_Input输入端子相连；晶振Yl向单片机Ul提供时钟信号，同时向单片机Ul的PWM提供分频信号，用以PWM信号输出。
[0024]本实施例中，如图2所示，第一电阻Rl的一端(PWM_Input)连接单片机的PWM信号输出端，第一电阻Rl的另一端连接光耦U2的输入端，所述光耦U2的电源引脚同时连接光親U2的正电压引脚、第一电容Cl的一端、第二电阻R2的一端、第四电阻R4的一端、第二电容C2的一端、第六电阻R6的一端、第七电阻R7的一端、运算放大器U4的供电引脚、稳压二极管Dl的阴极和第五电容C5的一端，并连接5V电源；
[0025]本实施例中，如图2所示，光耦U2的输出引脚同时连接第一电容Cl的另一端、第二电阻R2的另一端和第三电阻R3的一端；所述光耦U2的接地引脚同时连接第三电阻R3的另一端、第四电阻R4的另一端、可控精密稳压源U3的阳极和第五电阻R5的一端；
[0026]本实施例中，如图2所示，可控精密稳压源U3的参考极同时连接可控精密稳压源U3的阴极、第二电容C2的另一端、第六电阻R6的另一端、第七电阻R7的另一端、稳压二极管Dl的阳极、第五电容C5的另一端、第十二电阻R12的一端、第三电容C3的一端和第四电容C4的一端；
[0027]本实施例中，如图2所示，第三电容C3的另一端连接第八电阻R8的一端，第八电阻R8的另一端同时连接第四电容C4的另一端、第六电容C6的一端和运算放大器U4的正向比例输入端；第六电容C6的另一端同时连接第九电阻R9的一端、运算放大器U4的接地引脚、第七电容C7的一端和第十三电阻R13的一端；
[0028]本实施例中，如图2所示，第九电阻R9的另一端连接第五电阻R5的另一端并接地；所述的第七电容C7的另一端同时连接第i^一电阻Rll的一端和MOS场效应晶体管Ql的栅极；
[0029]本实施例中，如图2所示，第十一电阻Rll的另一端连接运算放大器U4的输出端，运算放大器U4的反向比例输入端连接第十电阻RlO的一端，第十电阻RlO的另一端同时连接第十二电阻R12的另一端和MOS场效应晶体管Ql的漏极，MOS场效应晶体管Ql的源极作为4-20mA_0UT+输出端和第十三电阻R13的另一端作为4_20mA_0UT-输出端。
[0030]PWM信号输入到电流调理电路后，当PWM信号为高电平时，Ql开启，当PWM信号为低电平时，Ql关断，Ql的开启与关断实现4-20mA的调制信号输出。
【主权项】
1.一种油田流量仪表的4-20MA标准信号输出电路，其特征在于，包括单片机、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第i^一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、一个光親、一个可控精密稳压源、一个运算放大器、一个MOS场效应晶体管和一个稳压二极管； 其中，第一电阻的一端连接单片机的PWM信号输出端，第一电阻的另一端连接光耦的输入端，所述光親的电源引脚同时连接光親的正电压引脚、第一电容的一端、第二电阻的一端、第四电阻的一端、第二电容的一端、第六电阻的一端、第七电阻的一端、运算放大器的供电引脚、稳压二极管的阴极和第五电容的一端，并连接5V电源； 所述光親的输出引脚同时连接第一电容的另一端、第二电阻的另一端和第三电阻的一端；所述光耦的接地引脚同时连接第三电阻的另一端、第四电阻的另一端、可控精密稳压源的阳极和第五电阻的一端； 所述可控精密稳压源的参考极同时连接可控精密稳压源的阴极、第二电容的另一端、第六电阻的另一端、第七电阻的另一端、稳压二极管的阳极、第五电容的另一端、第十二电阻的一端、第三电容的一端和第四电容的一端； 所述第三电容的另一端连接第八电阻的一端，第八电阻的另一端同时连接第四电容的另一端、第六电容的一端和运算放大器的正向比例输入端； 第六电容的另一端同时连接第九电阻的一端、运算放大器的接地引脚、第七电容的一端和第十三电阻的一端； 所述的第九电阻的另一端连接第五电阻的另一端并接地；所述的第七电容的另一端同时连接第十一电阻的一端和MOS场效应晶体管的栅极； 所述的第十一电阻的另一端连接运算放大器的输出端，运算放大器的反向比例输入端连接第十电阻的一端，第十电阻的另一端同时连接第十二电阻的另一端和MOS场效应晶体管的漏极，MOS场效应晶体管的源极和第十三电阻的另一端作为4-20MA标准信号的输出端。
2.根据权利要求1所述的油田流量仪表的4-20MA标准信号输出电路，其特征在于，所述的光耦采用HCPL4504型号。
3.根据权利要求1所述的油田流量仪表的4-20MA标准信号输出电路，其特征在于，所述的可控精密稳压源采用TL431型号。
4.根据权利要求1所述的油田流量仪表的4-20MA标准信号输出电路，其特征在于，所述的运算放大器采用TL0721型号。
5.根据权利要求1所述的油田流量仪表的4-20MA标准信号输出电路，其特征在于，所述的MOS场效应晶体管采用IRFD9120型号。
【专利摘要】本实用新型一种油田流量仪表的4-20MA标准信号输出电路，属于油田专用流量仪表电子技术领域，该电路包括单片机、十三个电阻、七个电容、一个光耦、一个可控精密稳压源、一个运算放大器、一个MOS场效应晶体管和一个稳压二极管，该电路通过微处理器输出PWM信号来4-20MA信号的输出，不仅提高了信号输出的效率，简化了外围电路，也节省了输出部分的成本；该电路信号输出稳定、精度高、抗干扰能力强，不间断性能可靠同时又不会对其他设备产生辐射和传导干扰；该电路用于流量仪表的信号输出，具有瞬态响应快、电磁兼容好、输出信号精度高等优点，能够很好地满足仪器仪表设备标准信号输出需求。
【IPC分类】H03K19-0175
【公开号】CN204559541
【申请号】CN201520173613
【发明人】吕品三, 高佳兴, 耿海玲, 王龙伟, 杨伟明
【申请人】吕品三, 高佳兴, 耿海玲, 王龙伟, 杨伟明
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年3月21日