一种新型抗高压冲击变送器的制作方法

本实用新型属于变送器技术领域，尤其涉及一种新型抗高压冲击变送器。

背景技术：

在典型的行走机械和工业液压中，如果设计时没有考虑到瞬间冲击及高频率冲击等极端工况，任何常规压力传感器很快就会被破坏。这就需要我们使用抗冲击的压力传感器。

中国专利公开号为cn208012799u，发明创造的名称为一种抗冲击压力变送器，包括防水接头、外壳、基座；外壳的一端螺纹密封旋接于基座上，另一端与外壳螺纹密封连接，外壳内设有传感器内腔，基座上焊接有弹性体，且弹性体置于外壳内的传感器内腔；外壳内的传感器内腔设有电路板、补偿板、电路支架、应变片，应变片采用侧面贴片形式贴在弹性体上，电路支架固定于传感器内腔内，电路板、补偿板安装于电路支架上；应变片通过引线与补偿板电连接，补偿板与电路板电连接，电路板一端与补偿板电连接，另一端连接有电缆线，电缆线经防水接头穿出传感器内腔。但是现有的抗冲击压力变送器还存在着要么12v供电、要么24v供电、性能较强的接收10～36v供电，当把此类变送器用在有瞬时高压(超过36v)出现的环境时，经常会发生线路板性能降低、甚至烧坏的问题。

因此，发明一种新型抗高压冲击变送器显得非常必要。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种新型抗高压冲击变送器，以解决现有的抗冲击压力变送器还存在着要么12v供电、要么24v供电、性能较强的接收10～36v供电，当把此类变送器用在有瞬时高压(超过36v)出现的环境时，经常会发生线路板性能降低、甚至烧坏的问题。一种新型抗高压冲击变送器，包括电源部分，电流输出部分和电压输出部分，所述电源部分分别与电流输出部分和电压输出部分通过单排执行插针连接；所述电源部分，电流输出部分和电压输出部分中的15v和8v为通用电源。

所述电源部分包括供电范围选取部分和电源调整及稳压部分，所述供电范围选取部分与电源调整及稳压部分通过导线连接；

所述供电范围选取部分在工作时，若是电源在36～53v时，稳压二极管bzt55-b36工作，高于36v的电压由rz14.7k吸收，电阻三极管mmbt5551处于截止状态，vn端不工作，为变送器起到了较好的保护作用；

所述电源调整及稳压部分为变送器起到稳压作用，当变送器的正常供电时，变送器正常电压在15～36v范围内变化，电阻三极管mmbt5551处于导通状态，vn端工作，电源芯片sp3001与电阻r1、r2配合一个15uh电感以及几个电容把输入电源进行一次稳压，输出一个稳定的、抗干扰能力强的电压，输出大小根据r1、r2的阻值变化而变化，一次稳压结果为(1+r2/r1)*1.235v，正常条件下调整在12～15v以内；由于电源一次稳压得到的电压过大，不方便直接连接放大器和传感器及其他器件，因而要对其进行二次稳压；78系列产品是市场上常用的稳压器件，78l08也是性价比相对较高的稳压器件；8v既能满足传感器供电不超过15v的要求，又能满足极性反向器供电不超过12v的要求。

所述电流输出部分包括滤波部分和电流放大输出部分，所述滤波部分与电流输出部分为电性连接；

所述滤波部分：通过选取两个低通滤波器来完成使得传感器信号无失真，滤掉6mhz及以上的高频信号，增强了放大器的抗干扰能力；

所述电流放大输出部分：

根据运放的虚短和虚断特性，我们可以得到：

得到：(vin+)*r8-v3*r8＝r3*v3-r3*vx①

得到：(vin-)*r10-v2*r10＝r4*v2-r4*vy②

由于r3＝r4，r8＝r10，v2＝v3

得到：得到：(vin-)*r8-v3*r8＝r3*v3-r3*vy③

把①-③，得到：

(vin+)*r8-(vin-)*r8＝r3*vy-r3*vx，整理得：

r8*[(vin+)-(vin-)]＝r3*(vy-vx)④

由于把④整理，得到：

为了减少元器件的使用，将r3、r4、r8、r10、opamp1五个器件用一个芯片代替，如ina105、ina132、ina118等，这样可使放大电路做到很小，放在传感器内部都可以，操作起来十分方便。

所述电压输出部分包括极性相反部分，零点调整部分和电压放大输出部分，所述零点调整部分与极性相反部分和电压输出部分均为电性连接；

所述极性相反部分为放大电压提供负电压，在供电不超过12v的情况下利用icl7660和icl7662配合两个10uf/25v电容，可快速实现输出反向电压；

所述零点调整部分对电流输出部分的输出信号进行合理调整，利用一个可调电阻rp25k和2个定值电阻(r5和r7)来设计变送器的零点调整电路，可实现电压输出部分输出信号做到差分输出；

所述电压放大输出部分的放大倍数为：

所以

所述电源部分与电流输出部分组合成一个内置宽电压供电电流输出变送器；所述电源部分与电压输出部分组合成一个内置宽电压供电电压输出变送器。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1.本实用新型供电范围选取部分的设置，在工作时，若是电源在36～53v时，稳压二极管bzt55-b36工作，高于36v的电压由rz14.7k吸收，电阻三极管mmbt5551处于截止状态，vn端不工作，为变送器起到了较好的保护作用。

2.本实用新型电源调整及稳压部分的设置，当变送器的正常供电时，变送器正常电压在15～36v范围内变化，电阻三极管mmbt5551处于导通状态，vn端工作，电源芯片sp3001与电阻r1、r2配合一个15uh电感以及几个电容把输入电源进行一次稳压，输出一个稳定的、抗干扰能力强的电压，输出大小根据r1、r2的阻值变化而变化，一次稳压结果为(1+r2/r1)*1.235v，正常条件下调整在12～15v以内；由于电源一次稳压得到的电压过大，不方便直接连接放大器和传感器及其他器件，因而要对其进行二次稳压；78系列产品是市场上常用的稳压器件，78l08也是性价比相对较高的稳压器件；8v既能满足传感器供电不超过15v的要求，又能满足极性反向器供电不超过12v的要求。

3.本实用新型滤波部分的设置，通过选取两个低通滤波器来完成使得传感器信号无失真，滤掉6mhz及以上的高频信号，增强了放大器的抗干扰能力。

4.本实用新型极性相反部分的设置，在供电不超过12v的情况下利用icl7660和icl7662配合两个10uf/25v电容，可快速实现输出反向电压。

5.本实用新型零点调整部分的设置，对电流输出部分的输出信号进行合理调整，利用一个可调电阻rp25k和2个定值电阻(r5和r7)来设计变送器的零点调整电路，可实现电压输出部分输出信号做到差分输出。

附图说明

图1是本实用新型的电路原理图。

图2是本实用新型的电源部分电路图。

图3是本实用新型的电流输出部分电路图。

图4是本实用新型的电压输出部分电路图。

图5是本实用新型的滤波部分电路图。

图6是本实用新型的电流放大输出部分电路图。

图7是本实用新型的极性相反部分电路图。

图中：

s1-电源部分，s11-供电范围选取部分，s12电源调整及稳压部分，s2电流输出部分，s21-滤波部分，s22-电流放大输出部分，s3电压输出部分，s31-极性相反部分，s32-零点调整部分，s33-电压输出部分。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做进一步描述：

实施例：

如附图1至附图7所示

本实用新型提供一种新型抗高压冲击变送器，包括电源部分s1，电流输出部分s2和电压输出部分s3，所述电源部分s1分别与电流输出部分s2和电压输出部分s3通过单排执行插针连接；所述电源部分s1，电流输出部分s2和电压输出部分s3中的15v和8v为通用电源。

所述电源部分s1包括供电范围选取部分s11和电源调整及稳压部分s12，所述供电范围选取部分s11与电源调整及稳压部分s12通过导线连接；

所述供电范围选取部分s11在工作时，若是电源在36～53v时，稳压二极管bzt55-b36工作，高于36v的电压由rz14.7k吸收，电阻三极管mmbt5551处于截止状态，vn端不工作，为变送器起到了较好的保护作用；

所述电源调整及稳压部分s12为变送器起到稳压作用，当变送器的正常供电时，变送器正常电压在15～36v范围内变化，电阻三极管mmbt5551处于导通状态，vn端工作，电源芯片sp3001与电阻r1、r2配合一个15uh电感以及几个电容把输入电源进行一次稳压，输出一个稳定的、抗干扰能力强的电压，输出大小根据r1、r2的阻值变化而变化，一次稳压结果为(1+r2/r1)*1.235v，正常条件下调整在12～15v以内；由于电源一次稳压得到的电压过大，不方便直接连接放大器和传感器及其他器件，因而要对其进行二次稳压；78系列产品是市场上常用的稳压器件，78l08也是性价比相对较高的稳压器件；8v既能满足传感器供电不超过15v的要求，又能满足极性反向器供电不超过12v的要求。

所述电流输出部分s2包括滤波部分s21和电流放大输出部分s22，所述滤波部分s21与电流放大输出部分s22为电性连接；

所述滤波部分s21：通过选取两个低通滤波器来完成使得传感器信号无失真，滤掉6mhz及以上的高频信号，增强了放大器的抗干扰能力；

所述电流放大输出部分s22：

根据运放的虚短和虚断特性，我们可以得到：

得到：(vin+)*r8-v3*r8＝r3*v3-r3*vx①

得到：(vin-)*r10-v2*r10＝r4*v2-r4*vy②

由于r3＝r4，r8＝r10，v2＝v3

得到：得到：(vin-)*r8-v3*r8＝r3*v3-r3*vy③

把①-③，得到：

(vin+)*r8-(vin-)*r8＝r3*vy-r3*vx，整理得：

r8*[(vin+)-(vin-)]＝r3*(vy-vx)④

由于把④整理，得到：

为了减少元器件的使用，将r3、r4、r8、r10、opamp1五个器件用一个芯片代替，如ina105、ina132、ina118等，这样可使放大电路做到很小，放在传感器内部都可以，操作起来十分方便。

所述电压输出部分s3包括极性相反部分s31，零点调整部分s32和电压放大输出部分s33，所述零点调整部分s32与极性相反部分s31和电压放大输出部分s33均为电性连接；

所述极性相反部分s31为放大电压提供负电压，在供电不超过12v的情况下利用icl7660和icl7662配合两个10uf/25v电容，可快速实现输出反向电压；

所述零点调整部分s32对电流输出部分s2的输出信号进行合理调整，利用一个可调电阻rp25k和2个定值电阻r5和r7来设计变送器的零点调整电路，可实现电压输出部分s3输出信号做到差分输出；

所述电压放大输出部分s33的放大倍数为：

所以

所述电源部分s1与电流输出部分s2组合成一个内置宽电压供电电流输出变送器；所述电源部分s1与电压输出部分s3组合成一个内置宽电压供电电压输出变送器。

工作原理

本实用新型中，在工作时，电压首先进入供电范围选取部分s11，若是电源在36～53v时，稳压二极管bzt55-b36工作，高于36v的电压由rz14.7k吸收，电阻三极管mmbt5551处于截止状态，vn端不工作，若变送器正常电压在15～36v范围内变化，电阻三极管mmbt5551处于导通状态，vn端工作，电源芯片sp3001与电阻r1、r2配合一个15uh电感以及几个电容把输入电源进行一次稳压，输出一个稳定的、抗干扰能力强的电压，输出大小根据r1、r2的阻值变化而变化，一次稳压结果为(1+r2/r1)*1.235v，正常条件下调整在12～15v以内；由于电源一次稳压得到的电压过大，不方便直接连接放大器和传感器及其他器件，因而要对其进行二次稳压；78系列产品是市场上常用的稳压器件，78l08也是性价比相对较高的稳压器件；8v既能满足传感器供电不超过15v的要求，又能满足极性反向器供电不超过12v的要求，滤波部分s21通过选取两个低通滤波器来完成使得传感器信号无失真，滤掉6mhz及以上的高频信号，增强了放大器的抗干扰能力，极性相反部分s31在供电不超过12v的情况下利用icl7660和icl7662配合两个10uf/25v电容，可快速实现输出反向电压，零点调整部分s32对电流输出部分s2的输出信号进行合理调整，利用一个可调电阻rp25k和2个定值电阻r5和r7来设计变送器的零点调整电路，可实现电压输出部分s3输出信号做到差分输出。

利用本实用新型所述技术方案，或本领域的技术人员在本实用新型技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本实用新型的保护范围。