一种带防雷击浪涌保护的二线制压力变送器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种带防雷击浪涌保护的二线制压力变送器，包括压力传感器，零点调整、满度调整电路，专用集成块芯片和防雷保护装置，所述防雷保护装置包括陶瓷气体放电管保护、自恢复保险丝保护、对称差模保护、半导体过压保护、阻容吸收保护电路，所述压力传感器与所述专用集成块芯片连接，外接零点调整电路和满度调整电路，再与所述防雷保护装置连接。本实用新型具有防雷击浪涌保护，抗干扰能力强，特别是抗变频器的干扰，输出信号稳定，产品精度高，体积小、结构简单，具有本安防爆电路设计，宽电源电压供电，温漂小，调试方便，成本低等特点，广泛应用于工业现场需要压力采集和信号传送的时现场环境比较恶劣，干扰比较严重特别是要求户外安装的场合。
【专利说明】一种带防雷击浪涌保护的二线制压力变送器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种压力变送器，尤其涉及一种带防雷击浪涌保护的二线制压力变送器。
【背景技术】
[0002]压力变送器的设计和开发已经有很多类型和款式，但是目前市场上现有的压力变送器往往只具备其中部分功能，特别是防雷击浪涌保护的压力变送器几乎很少见。压力变送器如果需要安装在工业现场环境比较恶劣的户外，经常有雷击损坏设备事件发生；周围的电机、变频器也会产生比较严重的干扰，特别是变频恒压供水行业，启动变频器时压力变送器就无法正常工作，输出信号不稳定，跳动大，大功率变频器影响更大；另外如果靠近对讲机，也会使压力变送器信号输出不稳定。
实用新型内容
[0003]本实用新型要解决的技术问题是提供一种既能防雷击浪涌保护，又能抗变频干扰、抗无线电射频干扰且具备本安防爆功能的带防雷击浪涌保护的二线制压力变送器。
[0004]浪涌电压一般直接从电源信号线传入压力变送器，而浪涌电压信号的主要来源是雷击感应，电磁干扰、无线电射频干扰和静电干扰等，雷击感应往往来源于几百公里外的雷击，雷击浪涌信号通过电网光速传输经过变电站等衰减到达压力变送器的工作电源时可能仍然有成百上千伏电压；电磁干扰主要来源于电动机的励磁线圈引起的电机干扰、或变频器的变频干扰、或电磁阀的电磁线圈干扰；无线电射频干扰的主要来源是对讲机系统、移动通讯系统、或其就近的机站设备干扰等。
[0005]为解决上述技术问题的本实用新型提供了一种技术方案:一种带防雷击浪涌保护的二线制压力变送器，其特征在于，所述带防雷击浪涌保护的二线制压力变送器包括压力传感器，零点调整、满度调整电路，专用集成块芯片和防雷保护装置，所述防雷保护装置包括陶瓷气体放电管保护、自恢复保险丝保护、对称差模保护、半导体过压保护、阻容吸收保护电路，所述压力传感器与所述专用集成块芯片连接，外接零点调整电路和满度调整电路，再与所述防雷保护装置连接。
[0006]所述压力传感器为压阻式压力传感器，输入端由恒流源供电，输出端与所述专用集成块芯片相连。
[0007]所述零点调整电路是在所述压力传感器的输入端并联电阻，串联调零电位器。
[0008]所述满度调整电路是在所述专用集成块芯片的Rg两端接电位器。
[0009]所述对称差模保护电路采用电感，一端与所述半导体过压保护电路连接，一端通过反向保护二极管和外接输出三极管与所述专用集成块芯片连接。
[0010]所述半导体过压保护电路采用瞬态抑制二极管和反向安装的二极管并联再与所述自恢复保险丝保护电路连接。
[0011]所述阻容吸收保护电路采用电阻电容串联，之后接入压力变送器输出端。
[0012]所述陶瓷气体放电管保护电路采用陶瓷气体放电管并与所述阻容吸收保护电路连接。
[0013]所述自恢复保险丝保护电路采用过流电子保护元件并与所述陶瓷气体放电管保护电路一端连接。
[0014]本实用新型的有益效果是:防雷击浪涌保护，抗干扰能力强，特别是抗变频器的干扰，输出信号稳定，产品精度高，体积小、结构简单，具有本安防爆电路设计，宽电源电压供电，温漂小，调试方便，成本低等特点，广泛应用于工业现场需要压力采集和信号传送的时现场环境比较恶劣，干扰比较严重特别是要求户外安装的场合。
[0015]在上述技术方案的基础上，为了使输出信号稳定、温度漂移影响小，电位器调整更方便，进一步将所述调零电位器前、后串接电阻；更进一步，在所述满度调整电路的电位器旁边并联电阻。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型实施例所述的一种带防雷击浪涌保护的二线制压力变送器的结构示意图。
[0017]图2为本实用新型实施例所述的一种带防雷击浪涌保护的二线制压力变送器的电路结构图。
【具体实施方式】
[0018]以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
[0019]如图1、图2所示，本实用新型包括压力传感器，零点调整、满度调整电路，专用集成块芯片和防雷保护装置，所述防雷保护装置包括陶瓷气体放电管保护、自恢复保险丝保护、对称差模保护、半导体过压保护、阻容吸收保护电路，所述压力传感器与所述专用集成块芯片连接，外接零点调整电路和满度调整电路，再与所述防雷保护装置连接。所述压力传感器为压阻式压力传感器，输入端由恒流源供电，输出端与所述专用集成块芯片相连。所述零点调整电路是在所述压力传感器的输入端并联电阻，串联调零电位器。所述满度调整电路是在所述专用集成块芯片的Rg两端接电位器。所述对称差模保护电路采用电感，一端与所述半导体过压保护电路连接，一端通过反向保护二极管和外接输出三极管与所述专用集成块芯片连接。所述半导体过压保护电路采用瞬态抑制二极管和反向安装的二极管并联再与所述自恢复保险丝保护电路连接。所述阻容吸收保护电路采用电阻电容串联，之后接入压力变送器输出端。所述陶瓷气体放电管保护电路采用陶瓷气体放电管并与所述阻容吸收保护电路连接。所述自恢复保险丝保护电路采用过流电子保护元件并与所述陶瓷气体放电管保护电路一端连接。
[0020]本电路抗雷击浪涌保护的元器件G1，采用陶瓷气体放电管2R230，直流击穿电压230V左右，冲击击穿电压小于800V左右，耐冲击的电流能力达到10KA，8?20us，10次。
[0021]自恢复保险丝RVl是一种过流电子保护元件、在正常工作时输出信号只有DC4?20mA，根据Ul专用集成块的特点，压力传感器出现异常损坏的时候，输出信号最大不超过30mA、所以最大过载电流可以选择500mA，正常工作时，自恢复保险丝不影响压力变送器正常运行，只有当高的浪涌电压冲击电流比较大时就切断保护。
[0022]半导体过压保护元器件TVSl和Zl，其中TVSl采用瞬态抑制二极管P6KE200A，过电压保护200V左右，因为压力变送器是直流供电，所以Zl直接反向安装，正常工作不会击穿。
[0023]对称差模保护，直接采用电感LI和L2，电感量在10uH左右。
[0024]RC阻容吸收电路，直接采用电子元器件R6、C6、R7、C7，主要是抗无线电射频干扰电磁干扰等，一般是选择R6、R7为47欧，1/2W左右，C6、C7为0.0luF、1000V左右，因为还要考虑产品本身的绝缘强度参数(DC500V1分钟)、所以选择电容必须大于500V。
[0025]Dl 二极管一般是反向保护，当电源DC24V电源极性接反时，没有输出信号，保护压力变送器。
[0026]芯片Ul采用XTR105芯片，它具有2路独立800uA恒流源信号输出，IR1、IR2具有很宽的电源电压，DC7.5 ?36V ;信号输出 1ut = (0.1mA+Vin/ffs) X40 = 4mA+40Vin/Rg。
[0027]恒流源信号直接跟压阻式压力传感器(相当于惠斯通电桥)供电，将已经进行了温度补偿的压力传感器信号直接送到输入端，在压力传感器的输入端并联大阻抗的电阻，串接调零电位器WZ，可以实现压力传感器的精细调零。
[0028]在Rg两端接电位器WS，则可以实现满度信号输出的调整。
[0029]把压力传感器输出的mV信号经过放大再经过Ul自身的V/I转换，直接输出信号DC4 ?20mA。
[0030]Ql是外接输出三极管。
[0031 ] Ul本身的转换精度0.05% FS,所以产品的精度主要决定于压力传感器的精度。采用质量比较好的压力传感器基本可以做到产品的精度优于0.2% FS，可到0.1% FS0
[0032]为了使产品输出信号稳定，温度漂移影响小，电位器调整方便进一步采取了下列措施:
[0033]因为压力传感器本身的输入阻抗在3?5K左右，所以在调零电位器WZ前后串接的R2、R3电阻均为200K，WZ为5K电位器，同时R4的电阻也为100K，这样一来，WZ电位器动半圈，输出电流的变化也不到0.02mA。
[0034]在满度电位器WS旁边并上电阻R9的方式，根据压力传感器的量程范围和输出mV信号值，由公式计算确定Rg电阻，选择R9比Rg大，再选择多圈的可调电位器，使满量程输出时电位器调整输出变化小。
[0035]防雷击浪涌保护的兀器件，完全依赖于原材料生产厂家的技术参数、确定型号和种类。
[0036]在实际应用中，改善抗变频器干扰电机的电磁干扰和射频干扰方面效果很明显，也能有效地防雷击浪涌。
[0037]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种带防雷击浪涌保护的二线制压力变送器，其特征在于，所述带防雷击浪涌保护的二线制压力变送器包括压力传感器，零点调整、满度调整电路，专用集成块芯片和防雷保护装置，所述防雷保护装置包括陶瓷气体放电管保护、自恢复保险丝保护、对称差模保护、半导体过压保护、阻容吸收保护电路，所述压力传感器与所述专用集成块芯片连接，外接零点调整电路和满度调整电路，再与所述防雷保护装置连接。
2.根据权利要求1所述带防雷击浪涌保护的二线制压力变送器，其特征在于，所述压力传感器为压阻式压力传感器，输入端由恒流源供电，输出端与所述专用集成块芯片相连。
3.根据权利要求1所述带防雷击浪涌保护的二线制压力变送器，其特征在于，所述零点调整电路是在所述压力传感器的输入端并联电阻，串联调零电位器。
4.根据权利要求1所述带防雷击浪涌保护的二线制压力变送器，其特征在于，所述满度调整电路是在所述专用集成块芯片的Rg两端接电位器。
5.根据权利要求1所述带防雷击浪涌保护的二线制压力变送器，其特征在于，所述对称差模保护电路采用电感，一端与所述半导体过压保护电路连接，一端通过反向保护二极管和外接输出三极管与所述专用集成块芯片连接。
6.根据权利要求5所述带防雷击浪涌保护的二线制压力变送器，其特征在于，所述半导体过压保护电路采用瞬态抑制二极管和反向安装的二极管并联再与所述自恢复保险丝保护电路连接。
7.根据权利要求6所述带防雷击浪涌保护的二线制压力变送器，其特征在于，所述自恢复保险丝保护电路采用过流电子保护元件并与所述陶瓷气体放电管保护电路一端连接。
8.根据权利要求7所述带防雷击浪涌保护的二线制压力变送器，其特征在于，所述陶瓷气体放电管保护电路采用陶瓷气体放电管并与所述阻容吸收保护电路连接。
9.根据权利要求8所述带防雷击浪涌保护的二线制压力变送器，其特征在于，所述阻容吸收保护电路采用电阻电容串联，之后接入压力变送器输出端。
【文档编号】G01L1/00GK204103471SQ201420428733
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年7月31日 优先权日:2014年7月31日
【发明者】陈龙军, 李梓固 申请人:武汉松野智能仪表有限公司