专利名称：一体化磁电式转速传感变送器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种磁电式转速传感变送器，尤其是一种集转速传感与变 送功能为一体，可直接输出工业标准信号至工业集中控制系统的一体化磁电式 转速传感变送器。
技术背景-
由于工业集中控制系统只能接收工业标准信号(4 20rnA)，不能直接接收 磁电式转速传感器信号，因此，现有的磁电式转速传感器都是通过长线传输至 二次仪表，二次仪表将磁电式转速传感器信号转换为工业标准信号，再送至工 业集中控制系统，存在着如下问题
1. 磁电式转速传感器所产生的信号幅度较弱，在工业环境中长线传输至二 次仪表过程中易受到干扰，所以信号传输"线均需可靠屏蔽并受传输线长度的限 制，造价高、施工麻烦、信号可靠处理难；
2. 使用二次仪表不仅占用空间大，而且还要为二次仪表的使用进行工程设 计和施工，进一步提高了设备安装成本。
发明内容
本实用新型是为了解决现有技术所存在的上述问题，提供一种集转速传感 与变送功能为一体，可直接输出工业标准信号至工业集中控制系统的一体化磁 电式转速传感变送器。
本实用新型的技术解决方案是 一体化磁电式转速传感变送器，有壳体l， 在壳体1内由前至后依次设有磁电式转速传感器2及传感变送电路3，磁电式
转速传感器2的输出端与传感变送电路3相接，与壳体1另一端还固定相接有 与传感变送电路3相接的连接件4，连接件4的另一端与缆线5相接。
所述传感变送电路3是设有与磁电式转速传感器1相接的放大电路，放大 电路的输出通过抗扰整形电路与嵌入式微处理器相接，与放大电路及抗扰整形 电路相接有参考电压产生电路；嵌入式微处理器的输出与通讯保护电路及电平 变换电路相接，时钟电路与嵌入式微处理器相接；电平变换电路相接的输出通 过缓冲驱动电路、两级积分电路与电压/电流转换电路相接，与电平变换电路、
两级积分电路及电压/电流转换电路相接有电压基准电路。
所述的缆线5为五股线，分别是电源线6、电源地线7、数字通讯输出线8、 数字通讯输入线9及标准工业信号输出线10。
所述的放大电路由运算放大器Al及与运算放大器Al相接的电阻R1、 R2 构成，电阻Rl与运算放大器Al的负输入端相接，电阻R2接于运算放大器 Al的负输入端与输出端之间。
所述的抗扰整形电路由运算放大器A2及与运算放大器A2相接的电阻R4、 R3构成，电阻R4与运算放大器A2的正输入端相接，电阻R3接于运算放大器 Al的正输入端与输出端之间。
所述的参考电压产生电路是由运算放大器A3及与运算放大器A3的正输入 端相接的分压电阻R5、 R6相接。
所述的通讯保护电路分为输入、输出两路保护电路，输入保护电路是由相 串接的电阻R7、光电耦合器IC1构成；输出保护电路是由相串接的电阻R8、 光电耦合器IC2构成。 —
所述的电平变换电路是由电阻R9、 i:电耦合器IC3及电阻R11构成。
所述的电压/电流转换电路是由电阻R14、运算放大器A5及三极管Ql相 接而成，电阻R14与运算放大器A5的负输入端相接，二极管Ql接于运算放 大器A5的负输入端与输出端之间。
所述的电压基准电路是串联相接的稳压管D2、集成精密稳压器V2及电阻 R10构成。
本实用新型是集转速传感与变送功能为一体，可直接输出工业标准信号至 工业集中控制系统的一体化磁电式转速传感变送器。避免了长线传输所存在的 信号干扰问题，节省了传输线可靠屏蔽以及二次仪表所需的费用，降低了工程 造价及施工难度，提高了检测可靠性。所设置的嵌入式微处理器，可以方便地 进行参数修改、在线标定，使其适应于不同量程和齿盘齿数的应用，以适用于 新老工程的使用和产品互换，简化了维护、校验难度。
图1是本实用新型实施例的结构示意图。 图2是本实用新型实施例的缆线结构示意图。 图3是本实用新型实施例的电路原理图。 图4是本实用新型实施例的具体线路图。
具体实施方式
.
下面将结合附图说明本实用新型的具体实施方式
。如图1所示 一体化磁 电式转速传感变送器，有壳体l，在壳体l内由前至后依次设有磁电式转速传 感器2及传感变送电路3，磁电式转速传感器2的输出端与传感变送电路3相
接，与壳体1另一端还固定相接有与传感变送电路3相接的连接件4，连接件4 的另一端与缆线5相接。连接件4可以是航空插座及航空插头，缆线5可以如 图2所示即缆线5是五股线，分别是电源线6 (+24v)、电源地线7、数字通 讯输出线8 (TXD)、数字通讯输入线9 (RXD)及标准工业信号输出线10 (4 20mA)。
所述传感变送电路3如图3所示是设有与磁电式转速传感器1相接的放
大电路，放大电路的输出通过抗扰整形电路与嵌入式微处理器相接，与放大电
路及抗扰整形电路相接有参考电压产生电路；嵌入式微处理器的输出与通讯保 护电路及电平变换电路相接，时钟电路与嵌入式微处理器相接；电平变换电路 相接的输出通过缓冲驱动电路、两级积，电路与电压/电流转换电路相接，与电 平变换电路、两级积分电路及电压/电流^换电路相接有电压基准电路。 具体线路如图4所示
磁电式转速传感器1即CGQ，放大电路由运算放大器Al及与运算放大器 Al (LM224)相接的电阻R1、 R2构成，电阻R1与运算放大器A1的负输入端 相接，电阻R2接于运算放大器A1的负输入端与输出端之间。运算放大器A1
(LM224)的输出与抗扰整形电路相接，抗扰整形电路由运算放大器A2及与 运算放大器A2 (LM224)相接的电阻R4、 R3构成，电阻R4与运算放大器A2 的正输入端相接，电阻R3接于运算放大器A1的正输入端与输出端之间，电阻 R4的另一端与运算放大器Al的正输入端相接。参考电压产生电路是由运算放 大器A3 (LM224)及与运算放大器A3的正输入端相接的分压电阻R5、 R6相 接，运算放大器A3的输出端与运算放大器A1的正输入端相接。晶体谐振元件 Yl、电容C1、C2构成嵌入式微处理器MCU时钟电路，为嵌入式微处理器MCU
(STC12C4052-351)提供稳定的时钟。通讯保护电路分为输入、输出两路保护 电路，输入保护电路是由相串接的电阻R7、光电耦合器1C1 (P281)构成；输 出保护电路是由相串接的电阻R8、光电耦合器IC2 (P281)构成，分别与数字 通讯输入线9 (RXD)、数字通讯输出线8 (TXD)相接。嵌入式微处理器MCU 的输出与电平变换电路相接，电平变换电路是由电阻R9、光电耦合器IC3(P281)
及电阻R11构成。与电阻Rll相接的运算放大器A4 (LM258)构成缓冲驱动 电路，电阻R12、电容C7及电阻R13、电容C8构成两级积分电路。电压/电流 转换电路是由电阻R14、运算放大器A5及三极管Q1相接而成，电阻R14与 运算放大器A5的负输入端相接，三极管Ql接于运算放大器A5的负输入端与 输出端之间。所述的电压基准电路是串联相接的稳压管D2、集成精密稳压器 V2及电阻R10构成。
二极管D1构成电源判向保护电路，集成稳压器V1 (78L05)输出稳定的 +5V电压为电路提供工作电压，电容C3、 C5为电源输入滤波电容；电容C4、 C6为+5V电源滤波电容。
工作原理
磁电式转速传感器CGQ将所检测的转速变成电信号，通过Rl、 R2、 Al 组成的放大电路，将来自传感器CGQ的信号反相放大，放大倍数为R2:R1。经 放大的信号通过抗扰整形电路，将模拟信号转换为MCU所需的逻辑信号输出 至嵌入式微处理器。嵌入式微处理器对逻辑信号进行处理， 一路输出通过通讯 保护电路与外进行通讯，另一路输出至电:平变换电路，将微处理器MCU产生 的PWM信号，由微处理器逻辑幅度转换为集成精密稳压器V2所产生的电压 逻辑幅度，经缓冲驱动电路输出。之后，积分电路将缓冲驱动电路输出的PWM 信号转换为直流电压信号，再经过电压/电流转换电路，将电压信号转换为电流 信号，电流信号由三极管Q1集电极正向输出至外部负载RL。
参考电压产生电路为放大电路、抗扰整形电路提供参考电压；电压基准电 路提供PWM信号基准幅度，并使集成精密稳压器V2正端电压与运算放大器 A4、 A5供电电压之间保持固定的压差。
二极管Dl构成电源判向保护电路，当电源负向接入时，阻碍电路导通， 保护电路元器件，避免损坏。
权利要求1.一种一体化磁电式转速传感变送器，其特征在于有壳体(1)，在壳体(1)内由前至后依次设有磁电式转速传感器(2)及传感变送电路(3)，磁电式转速传感器(2)的输出端与传感变送电路(3)相接，与壳体(1)另一端还固定相接有与传感变送电路(3)相接的连接件(4)，连接件(4)的另一端与缆线(5)相接。
2. 根据权利要求1所述的一体化磁电式转速传感变送器，其特征在于 所述传感变送电路(3)是设有与磁电式转速传感器(1)相接的放大电路，放 大电路的输出通过抗扰整形电路与嵌入式微处理器相接，与放大电路及抗扰整 形电路相接有参考电压产生电路；嵌入式微处理器的输出与通讯保护电路及电 平变换电路相接，时钟电路与嵌入式微处理器相接；电平变换电路相接的输出 通过缓冲驱动电路、两级积分电路与电压/电流转换电路相接，与电平变换电路、 两级积分电路及电压/电流转换电路相接，电压基准电路。
3. 根据权利要求2所述的一体化^电式转速传感变送器，其特征在于 所述的缆线(5)为五股线，分别是电源线(6)、电源地线(7)、数字通讯输出 线(8)、数字通讯输入线(9)及标准工业信号输出线(10)。
4. 根据权利要求3所述的一体化磁电式转速传感变送器，其特征在于 所述的放大电路由运算放大器Al及与运算放大器Al相接的电阻Rl、R2构成， 电阻Rl与运算放大器Al的负输入端相接，电阻R2接于运算放大器Al的负 输入端与输出端之间。
5. 根据权利要求4所述的一体化磁电式转速传感变送器，其特征在于所 述的抗扰整形电路由运算放大器A2及与运算放大器A2相接的电阻R4、 R3构 成，电阻R4与运算放大器A2的正输入端相接，电阻R3接于运算放大器Al 的正输入端与输出端之间。
6. 根据权利要求5所述的一体化磁电式转速传感变送器，其特征在于 所述的参考电压产生电路是由运算放大器A3及与运算放大器A3的正输入端相 接的分压电阻R5、 R6相接。
7. 根据权利要求6所述的一体化磁电式转速传感变送器，其特征在于 所述的通讯保护电路分为输入、输出两路保护电路，输入保护电路是由相串接 的电阻R7、光电耦合器IC1构成；输出保护电路是由相串接的电阻R8、光电耦合器IC2构成。
8. 根据权利要求7所述的一体化磁电式转速传感变送器，其特征在于所述的电平变换电路是由电阻R9、光电耦合器IC3及电阻R11构成。
9. 根据权利要求8所述的一体化磁电式转速传感变送器，其特征在于所述的电压/电流转换电路是由电阻R14、运算放大器A5及三极管Ql相接而成， 电阻R14与运算放大器A5的负输入端相接，三极管Ql接于运算放大器A5的 负输入端与输出端之间。
10. 根据权利要求9所述的一体化磁电式转速传感变送器，其特征在于 所述的电压基准电路是串联相接的稳压管D2、集成精密稳压器V2及电阻R10 构成。
专利摘要本实用新型公开一种一体化磁电式转速传感变送器，有壳体(1)，在壳体(1)内由前至后依次设有磁电式转速传感器(2)及传感变送电路(3)，磁电式转速传感器(2)的输出端与传感变送电路(3)相接，与壳体(1)另一端还固定相接有与传感变送电路(3)相接的连接件(4)，连接件(4)的另一端与缆线(5)相接。集转速传感与变送功能为一体，可直接输出工业标准信号至工业集中控制系统的一体化磁电式转速传感变送器。避免了长线传输所存在的信号干扰问题，节省了传输线可靠屏蔽以及二次仪表所需的费用，降低了工程造价及施工难度，提高了检测可靠性。
文档编号G01D5/12GK201062960SQ2007200134
公开日2008年5月21日 申请日期2007年7月23日 优先权日2007年7月23日
发明者江培辉, 王吉芃, 王贤健 申请人:大连美天三有电子仪表有限公司