專利名稱：一種壓力變送器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及傳感器領域，特別是指一種壓力變送器。
背景技術：
傳感器在科學研究和技術開發(fā)中，特別是在信息技術，自動化技術，現(xiàn)代制造等技術中，起著不可替代的作用，壓力傳感器是目前應用數(shù)量最多的一種傳感器，廣泛應用于石油、化工等工業(yè)領域、航空、航天等國防領域才以及其它領域。隨著科學技術的不斷發(fā)展，精度高、穩(wěn)定性好、體積小、適應范圍廣將是壓力傳感器的發(fā)展方向。在傳感器的實際的測量中，人們往往期望傳感器的測量量程(范圍)很大，同時測量精度越高越好，然而對于相同的傳感器，量程越大的壓力傳感器用于測量小量程壓力就會影響精度。測量的范圍和測量的精度就會出現(xiàn)矛盾。提高傳感器的精度和采用多個不同量程的傳感器是解決這個矛盾的方法，但是這類方式都存在一定弊端，對于提高精度來說， 由于工藝以及技術的限制，對傳感器測量精度的提高是有限的，并且精度的提高也意味著制造成本大幅度的增加；而對于采用多個不同量程的傳感器的方式，會使測量部件增多，信號處理變得復雜，不利于維護，并且在實際運用中也存在困難。

實用新型內容本實用新型提出一種壓力變送器，通過改變壓力傳感器芯體的激勵電流來實現(xiàn)壓力量程的改變，在不改變測量精度的前提下，達到可以調節(jié)壓力量程的目的。本實用新型的技術方案是這樣實現(xiàn)的一種壓力變送器，包括根據(jù)激勵電流產生差分電壓的壓力傳感器芯體；與所述壓力傳感器芯體連接的，放大所述差分電壓后輸出相應信號，并能提供固定激勵電壓的信號變送處理電路；與所述壓力傳感器芯體和所述信號變送處理電路連接的，根據(jù)所述固定激勵電壓和不同的控制信號產生不同激勵電流的激勵電流產生單元。優(yōu)選的，所述激勵電流產生單元包括至少兩個不同阻值的調節(jié)電阻；與所述調節(jié)電阻連接的，根據(jù)不同的控制信號選擇不同阻值的調節(jié)電阻的片選開關。優(yōu)選的，所述激勵電流產生單元包括阻值可變化的調節(jié)電阻；與所述調節(jié)電阻連接的，根據(jù)不同的控制信號確定所述調節(jié)電阻的不同阻值的片選開關。優(yōu)選的，還包括與所述激勵電流產生單元連接的，產生不同控制信號的控制信號輸入單元。[0018]優(yōu)選的，所述控制信號輸入單元具體為根據(jù)高低電平的組合產生不同控制信號的控制信號輸入線。優(yōu)選的，所述壓力傳感器芯體具體為由硅膜片組成的惠斯頓電橋。本實用新型技術方案通過激勵電流產生單元產生不同的激勵電流，從而可以通過改變壓力傳感器芯體的激勵電流來實現(xiàn)壓力量程的改變，在不改變測量精度的前提下，達到可以調節(jié)壓力量程的目的。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實用新型一種壓力變送器優(yōu)選實施例的結構示意圖；圖2為本實用新型一種壓力變送器一個具體實例的電氣關系示意圖。
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。壓力變送器主要是由壓力傳感器芯體和傳感器信號調理器(信號變送處理電路) 以及一些外接電路組成。傳感器芯體可以是一個惠斯頓電橋或其它的壓阻芯體，對于惠斯頓壓阻芯體來說，其輸出差分電壓具有UO = ARIA的關系，其中AR是由壓力引起電橋電阻值的變化值，與壓力量程成正比，具有高度線性度，IA為電橋的激勵電流，UO為傳感器芯體輸出的差分信號(差分電壓)，這個關系式表明，傳感器芯體輸出差分電壓與壓力、激勵電流的大小成正比，本實用新型通過調整激勵電流IA來調整壓力變送器的壓力量程。參照圖1，在本實用新型一種壓力變送器的第一實施例中，所述壓力變送器包括壓力傳感器芯體110、信號變送處理電路120和激勵電流產生單元130。所述壓力傳感器芯體110根據(jù)激勵電流產生差分電壓，即所述壓力傳感器芯體 110的輸出與激勵電流在關，其具體的關系式為差分電壓UO= ARIA，其中AR是由壓力引起電橋電阻值的變化值，與壓力量程成正比，具有高度線性度，IA為電橋的激勵電流。在本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，所述壓力傳感器芯體110優(yōu)選采用由四個壓力敏感電阻組成的惠斯頓電橋，當然，所述壓力傳感器芯體110還可以采用其它的傳感器結構，本實用新型對此不進行任何的限定。所述信號變送處理電路120與所述壓力傳感器芯體110連接，用于放大所述壓力傳感器芯體110產生的差分電壓后輸出相應信號。所述信號變送處理電路120還能提供固定激勵電壓，通過電源對信號變送處理電路供電，使其正常工作，信號變送處理電路120產生一個固定激勵電壓。所述激勵電流產生單元130與所述壓力傳感器芯體110和所述信號變送處理電路
4120連接的，用于根據(jù)所述固定激勵電壓和不同的控制信號產生不同的激勵電流。通過前面的描述可知，不同的激勵電流可以對應不同的壓力量程，從而產生不同的激勵電流即可形成不同的壓力量程。在本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，所述激勵電流產生單元130包括至少兩個不同阻值的調節(jié)電阻；與所述調節(jié)電阻連接的，根據(jù)不同的控制信號選擇不同阻值的調節(jié)電阻的片選開關。另外，所述壓力變送器還可以包括與所述激勵電流產生單元連接的，產生不同控制信號的控制信號輸入單元。其中，所述控制信號輸入單元具體為根據(jù)高低電平的組合產生不同控制信號的控制信號輸入線。參見圖2，下面以一個具體實例對所述技術方案的工作過程和工作原理進行一個詳細描述。在圖2中，IN+為激勵電源正，IN-為激勵電源負，INM為差分信號負輸入，INP為差分信號正輸入。首先電源對信號變送處理電路ICO供電，使其正常工作，ICO產生一個固定激勵電壓Uc，Uc通過片選開關作用到其中的一個調節(jié)電阻Rn上，從而產生一個激勵電流IS，IS與調節(jié)電阻的大小成反比，其中調節(jié)電阻(Rl……Rn)的選擇由片選開關決定，片選開關又由外部控制信號輸入線(Al……An)決定，相當于一個譯碼器，比如，當Al和A2為低電平時， 片選開關導通Rl所在的引腳，激勵電壓Uc作用在Rl上，產生一個相應的電流IS，IS = Uc/ Rn，那么R2……Rn所在的引腳斷開，同樣道理，當Al為低電平，A2為高電平時，則R2所在引腳導通，激勵電壓Uc作用在R2上，產生一個對應的激勵電流，以此類推，改變外部輸入控制信號的電平組合，可以選在不同的調節(jié)電阻，從而確定一個合適的激勵電流IS。在圖2中，IS = IA，因為傳感器芯體優(yōu)選是一個由四個壓力敏感電阻組成的惠斯頓電橋，激勵電流經(jīng)過傳感器芯體MO之后，將產生一個正激勵電壓INP和一個負激勵電壓 I匪，INP-I匪=U0, UO為傳感器芯體的差分電壓，差分電壓輸入到信號變送處理電路IC0， 經(jīng)過內部處理放大后，產生一個對應的輸出信號。本實用新型通過增加調節(jié)電阻，由信號變送處理電路IC0、傳感器芯體MO和調節(jié)電阻組成一個恒定的電流源。其中ICO內部有一個能提供較大電流的運算放大，MO和調節(jié)電阻就相當于放大器的2個調整電阻，所以流過MO的電流IA和流過調節(jié)電阻的Rn電流IS 相等。由于IS = Uc/Rn,即IA = Uc/Rn。式中，Uc是恒定不變的。這樣電流IA和調節(jié)電阻的阻值Rn成反比，則有UO = Δ RUc/Rn = INP-I匪，其中UO為傳感器芯體的差分電壓，差分電壓進入ICO以后，經(jīng)過變送放大處理，最后形成變送器的輸出信號。電路中通過外接接口控制線Al至An確定片選開關SO與不同的調節(jié)電阻Rl至Rn電氣連接，來對變送器選擇不同的調節(jié)電阻Rn。量程與差分電壓之間關系如下
權利要求1.一種壓力變送器，其特征在于，包括根據(jù)激勵電流產生差分電壓的壓力傳感器芯體；與所述壓力傳感器芯體連接的，放大所述差分電壓后輸出相應信號，并能提供固定激勵電壓的信號變送處理電路；與所述壓力傳感器芯體和所述信號變送處理電路連接的，根據(jù)所述固定激勵電壓和不同的控制信號產生不同激勵電流的激勵電流產生單元。
2.根據(jù)權利要求1所述的壓力變送器，其特征在于，所述激勵電流產生單元包括 至少兩個不同阻值的調節(jié)電阻；與所述調節(jié)電阻連接的，根據(jù)不同的控制信號選擇不同阻值的調節(jié)電阻的片選開關。
3.根據(jù)權利要求1所述的壓力變送器，其特征在于，所述激勵電流產生單元包括 阻值可變化的調節(jié)電阻；與所述調節(jié)電阻連接的，根據(jù)不同的控制信號確定所述調節(jié)電阻的不同阻值的片選開關。
4.根據(jù)權利要求1至3任一項所述的壓力變送器，其特征在于，還包括 與所述激勵電流產生單元連接的，產生不同控制信號的控制信號輸入單元。
5.根據(jù)權利要求4所述的壓力變送器，其特征在于，所述控制信號輸入單元具體為根據(jù)高低電平的組合產生不同控制信號的控制信號輸入線。
6.根據(jù)權利要求5所述的壓力變送器，其特征在于，所述壓力傳感器芯體具體為由硅膜片組成的惠斯頓電橋。
專利摘要本實用新型提出了一種壓力變送器，包括根據(jù)激勵電流產生差分電壓的壓力傳感器芯體；與所述壓力傳感器芯體連接的，放大所述差分電壓后輸出相應信號，并能提供固定激勵電壓的信號變送處理電路；與所述壓力傳感器芯體和所述信號變送處理電路連接的，根據(jù)所述固定激勵電壓和不同的控制信號產生不同激勵電流的激勵電流產生單元。本實用新型通過改變壓力傳感器芯體的激勵電流來實現(xiàn)壓力量程的改變，在不改變測量精度的前提下，達到可以調節(jié)壓力量程的目的。
文檔編號G01L1/26GK202305072SQ201120348800
公開日2012年7月4日 申請日期2011年9月16日 優(yōu)先權日2011年5月6日
發(fā)明者周翔, 王漢其, 袁慶國 申請人:三一重工股份有限公司