专利名称：二线制光照强度变送器电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及变送器领域，更具体的说是涉及一种二线制光照强度变送器电路。
背景技术：
变送器是一种将物理测量信号或普通电信号转换为标准电信号输出或能够以通讯协议方式输出的设备。按照物理测量信号的不同，变送器可分为温度/湿度变送器、压力变送器、液位变送器、电流变送器、流量变送器等，其中，由于电流信号抗干扰能力强，所以电流变送器被广泛应用。目前，物理测量信号为温度或湿度的变送器较为常见，而物理测量信号为光照强度的变送器相对较少，而 且二线制温度变送器的原理仅适用于温度，并不适用于光照强度。综上，针对光照强度的二线制变送器电路较少，且变送器的精度低，性能也不稳定。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种二线制光照强度变送器电路，能够实现对光照强度的变送且精度高、性能稳定。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:一种二线制光照强度变送器电路，包括:稳压电路、光照强度转换电路、电压转换电路和电流转换电路；所述稳压电路与外接电源相连，为所述光照强度转换电路和所述电压转换电路提供稳定电压；所述光照强度转换电路将光照强度转化为电流，并运算得出与所述光照强度成正比的第一输出电压；所述电压转换电路与所述光照强度转换电路相连，将所述第一输出电压转换成第二输出电压；所述电流转换电路与所述电压转换电路相连，将所述第二输出电压转换成电流值。优选的，所述光照强度转换电路包括:硅光电池，运算放大器UC1、UC2和电阻R1、R2、R3，所述运算放大器UCl的同相输入端与所述硅光电池的正极相连并且接地，所述运算放大器UCl的反相输入端分别与所述硅光电池的负极和所述电阻Rl的第一端相连，所述运算放大器UCl的输出端分别与所述运算放大器UC2的同相输入端和所述电阻Rl的第二端相连，所述运算放大器UC2的反相输入端分别与电阻R2的第一端和电阻R3的第一端相连，所述电阻R2的第二端接地，所述运算放大器UC2的输出端与所述电阻R3的第二端相连，并将所述运算放大器UC2的输出端与所述电阻R3的第二端的节点作为所述光照强度转换电路的第一电压输出端。优选的，所述电压转换电路包括:运算放大器UC3、UC4，电阻1 4、1 5、1 6、1 7、1 8、1 9、R10、R11、R12、R13和可调电阻W1，所述运算放大器UC3的同相输入端分别与所述电阻R4的第一端和所述电阻R6的第一端相连，所述电阻R4的第二端与所述第一电压输出端相连，所述运算放大器UC3的反相输入端分别与电阻R5的第一端和电阻R7的第一端相连，所述运算放大器UC3的输出端分别与所述电阻R7的第二端和所述电阻R9的第一端相连，所述运算放大器UC4的同相输入端分别与所述电阻R9的第二端、所述电阻RlO的第一端和所述电阻Rll的第一端相连，所述电阻RlO的第二端接可调电位器Wl的可滑动端，所述可调电位器Wl的第一端与电阻R8的第一端相连，所述运算放大器UC4的反相输入端分别与所述电阻R12的第一端和所述电阻R13的第一端相连，所述电阻R5、R6、R11、R12的第二端和所述可调电位器Wl的第二端均接地、所述电阻R13的第二端与所述运算放大器UC4的输出端相连，并将所述运算放大器UC4的输出端与所述电阻R13的第二端的节点作为所述电压转换电路的第二电压输出端。优选的，所述电流转换电路包括:运算放大器UD1，三极管Q1，电阻R14、R15、R16、R17、R18、R19，所述运算放大器UDl的同相输入端分别与所述电阻R14的第一端和所述电阻R15的第一端相连，所述电阻R15的第二端与所述电阻R19的第一端相连，所述电阻R14的第二端与所述第二电压输出端相连，所述运算放大器UDl的反相输入端与所述电阻R16的第一端相连，所述运算放大器UDl的输出端与所述电阻R17的第一端相连，所述电阻R17的第二端与所述三极管Ql的基极相连，所述三极管Ql的发射极与所述电阻R18的第一端相连，所述三极管Ql的集电极接所述外接电源的正极，所述电阻R16、R18、R19的第二端接地，所述电阻R19的第一端接外接电源的负极。优选的，所述稳压电路包括运算放大器UD2，电流源D3，稳压二极管Dl，二极管D2，电阻1 20、1 21、1 22、1 23，所述运算放大器UD2的正相输入端分别与所述二极管D2的阴极、所述稳压二极管Dl的阴极和所述电阻R22的第一端相连，所述二极管D2的阳极分别与所述电阻R23的第一端和所述电流源D3的负端相连，所述电流源D3的参考电压端分别与所述电阻R22的第二端和所述电阻R23的第二端相连，所述运算放大器UD2的反相输入端分别与所述电阻R20的第一端和所述电阻R21的第一端相连，所述电阻R20的第二端与所述运算放大器UD2的输出端相连，所述运算放大器UD2的供电电源正输入端和所述电流源的正端均与外接电源的正极相连。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供了一种二线制光照强度变送器电路，包括外接电源、稳压电路、光照强度转换电路、电压转换电路和电流转换电路。通过硅光电池将光照强度转换为电压值，再经过电压转换电路和电流转换电路的运算得到所需电流值，变送精度高，线性度好， 成本低。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本发明实施例提供的一种二线制光照强度变送器电路的连接关系图；图2为本发明实施例提供的光照强度转换电路的电路原理图；图3为本发明实施例提供的电压转换电路的电路原理图4为本发明实施例提供的电流转换电路的电路原理图；图5为本发明实施例提供的稳压电路的电路原理图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例一一种二线制光照强度变送器电路，包括:稳压电路、光照强度转换电路、电压转换电路和电流转换电路；所述稳压电路与外接电源相连，为所述光照强度转换电路和所述电压转换电路提供稳定电压；所述光照强度转换电路将光照强度转化为电流，并运算得出与所述光照强度成正比的第一输出电压；所述电压转换电路与所述光照强度转换电路相连，将所述第一输出电压转换成用于所述电流转换电路工作的第二输出电压；所述电流转换电路与所述电压转换电路相连，将所述第二输出电压转换成电流值。通过硅光电池将光照 强度转换为电压值，再经过电压转换电路和电流转换电路的运算得到所需电流值，变送精度高，线性度好，成本低。图2示出了一种具体的光照强度转换电路，包括:硅光电池，运算放大器UC1、UC2和电阻Rl、R2、R3，所述运算放大器UCl的同相输入端与所述硅光电池的正极相连并且接地，所述运算放大器UCl的反相输入端分别与所述硅光电池的负极和所述电阻Rl的第一端相连，所述运算放大器UCl的输出端分别与所述运算放大器UC2的同相输入端和所述电阻Rl的第二端相连，所述运算放大器UC2的反相输入端分别与电阻R2的第一端和电阻R3的第一端相连，所述电阻R2的第二端接地，所述运算放大器UC2的输出端与所述电阻R3的第二端相连，并将所述运算放大器UC2的输出端与所述电阻R3的第二端的节点作为所述光照强度转换电路的第一电压输出端。其中，硅光电池将光照强度转化为电流，由于运算放大器UCl中同相输入端与反相输入端是虚断，所以硅光电池产生的电流主要流经反馈电阻R1，这样就在运算放大器UCl输出端形成输出电压,且该输出电压经过运算放大器UC2后放大输出，将该放大输出的电压称为电压VI，所述电压Vl与光照强度成正比。通过调整电阻R1、R2、R3阻值可以将所述电压Vl的值调整为0-5V。下面是所述光照强度转换电路中公式的详细推导:由运放的虚短虚断可知，VO = I.Rl 从而
权利要求
1.一种二线制光照强度变送器电路，其特征在于，包括:稳压电路、光照强度转换电路、电压转换电路和电流转换电路； 所述稳压电路与外接电源相连，为所述光照强度转换电路和所述电压转换电路提供稳定电压； 所述光照强度转换电路将光照强度转化为电流，并运算得出与所述光照强度成正比的第一输出电压； 所述电压转换电路与所述光照强度转换电路相连，将所述第一输出电压转换成用于所述电流转换电路工作的第二输出电压； 所述电流转换电路与所述电压转换电路相连，将所述第二输出电压转换成电流值。
2.根据权利要求1所述的二线制光照强度变送器电路，其特征在于，所述光照强度转换电路包括:硅光电池，运算放大器UC1、UC2和电阻R1、R2、R3，所述运算放大器UCl的同相输入端与所述硅光电池的正极相连并且接地，所述运算放大器UCl的反相输入端分别与所述硅光电池的负极和所述电阻Rl的第一端相连，所述运算放大器UCl的输出端分别与所述运算放大器UC2的同相输入端和所述电阻Rl的第二端相连，所述运算放大器UC2的反相输入端分别与电阻R2的第一端和电阻R3的第一端相连，所述电阻R2的第二端接地，所述运算放大器UC2的输出端与所述电阻R3的第二端相连，并将所述运算放大器UC2的输出端与所述电阻R3的第二端的节点作为所述光照强度转换电路的第一电压输出端。
3.根据权利要求1所述的二线制光照强度变送器电路，其特征在于，所述电压转换电路包括:运算放大器UC3、UC4，电阻R4、R5、R6、R7、R8、R9、RIO、Rll、R12、R13和可调电阻W1，所述运算放大器UC3的同相输入端分别与所述电阻R4的第一端和所述电阻R6的第一端相连，所述电阻R4的第二端与所述第一电压输出端相连，所述运算放大器UC3的反相输入端分别与电阻R5的第一端和电阻R7的第一端相连，所述运算放大器UC3的输出端分别与所述电阻R7的第二端和所述电阻R9的第一端相连，所述运算放大器UC4的同相输入端分别与所述电阻R9的第二端、所述电阻RlO的第一端和所述电阻Rll的第一端相连，所述电阻RlO的第二端接可调电位器Wl的可滑动端，所述可调电位器Wl的第一端与电阻R8的第一端相连，所述运算放大器UC4的反相输入端分别与所述电阻R12的第一端和所述电阻R13的第一端相连，所述电阻R5、R6、R11、R12的第二端和所述可调电位器Wl的第二端均接地、所述电阻R13的第二端与所述运算放大器UC4的输出端相连，并将所述运算放大器UC4的输出端与所述电阻R13的第二端的节点作为所述电压转换电路的第二电压输出端。
4.根据权利要求1所述的二线制光照强度变送器电路，其特征在于，所述电流转换电路包括:运算放大器UD1，三极管Q1，电阻R14、R15、R16、R17、R18、R19，所述运算放大器UDl的同相输入端分别与所述电阻R14的第一端和所述电阻R15的第一端相连，所述电阻R15的第二端与所述电阻R19的第一端相连，所述电阻R14的第二端与所述第二电压输出端相连，所述运算放大器UDl的反相输入端与所述电阻R16的第一端相连，所述运算放大器UDl的输出端与所述电阻R17的第一端相连，所述电阻R17的第二端与所述三极管Ql的基极相连，所述三极管Ql的发射极与所述电阻R18的第一端相连，所述三极管Ql的集电极接所述外接电源的正极，所述电阻R16、R18、R19的第二端接地，所述电阻R19的第一端接外接电源的负极。
5.根据权利要求1所述的二线制光照强度变送器电路， 其特征在于，所述稳压电路包括运算放大器m)2，电流源D3，稳压二极管Dl，二极管D2，电阻R20、R21、R22、R23，所述运算放大器UD2的正相输入端分别与所述二极管D2的阴极、所述稳压二极管Dl的阴极和所述电阻R22的第一端相连，所述二极管D2的阳极分别与所述电阻R23的第一端和所述电流源D3的负端相连，所述电流源D3的参考电压端分别与所述电阻R22的第二端和所述电阻R23的第二端相连，所述运算放大器UD2的反相输入端分别与所述电阻R20的第一端和所述电阻R21的第一端相连，所述电阻R20的第二端与所述运算放大器UD2的输出端相连，所述运算放大器UD2的供电电源正输入端 和所述电流源的正端均与外接电源的正极相连。
全文摘要
本发明提供了一种二线制光照强度变送器电路，包括稳压电路、光照强度转换电路、电压转换电路和电流转换电路。通过硅光电池将光照强度转换为电压值，再经过电压转换电路和电流转换电路的运算得到所需电流值，变送精度高，线性度好。
文档编号G01J1/42GK103090968SQ201110343090
公开日2013年5月8日 申请日期2011年11月3日 优先权日2011年11月3日
发明者安勇, 李洋, 牟荣增, 阎跃鹏 申请人:昆山市工业技术研究院有限责任公司, 苏州摩多物联科技有限公司