弹簧管智能压力变送器的设计.pdf

《弹簧管智能压力变送器的设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2015年第3期工业仪表与自动化装置·107·弹簧管智能压力变送器的设计苏航(西安传思电子：科技有限公司，西安710065)摘要：该文较为详细的说明了弹簧管智能压力变送器硬件及软件的设计方法，特别讨论了弹簧管的位移检测电路及采用的低功耗硬件和软件设计技术。关键词：弹簧管；位移检测电路；压力变送器中图分类号：TP212文献标志码：A文章编号：1000—0628(2015)03—0107—03ThedesignofthespringtubeintelligentpressuretransmitterSUHang(TransysXi'an倒rDn7

2、曲MCo．，Ltd．，Xi'an710065，China)Abstract：Thispaperdetailedexplainthedesignmethodofhardwareandsoftwareofbourdontubeintelligentpressuretransmitter，especiallydiscussesthespringtubedisplacementdetectioncircuitandthelowpowerdesigntechnologyofhardwareandsoftware．Keywords：springtube；

3、displacementdetectioncircuit；pressuretransmitter1引言工业生产过程中通常使用压力变送器将检测的压力量变换成标准的4～20mA直流电流信号，以便显示和控制。现代工业中广泛使用的智能压力变送器采用电容或半导体传感器，精度和分辨力都很图1弹簧管智能压力变送器原理图高，但由于制造成本高，在一些场合使用会增加不少的费用。传统的弹簧管式压力表指示精度和分辨力2硬件设计都很低，而且只能用作压力指示，但它性能可靠、价格低，所以得到了广泛的使用。因而利用传统的弹2．1弹簧管测量压力原理簧管式压力表制造性能可靠、价

4、格低廉的智能压力弹簧管是一种终端封闭的管状弹性敏感元件，变送器具有很好的市场前景。常用材料是铜合金和不绣钢合金，其在退火状态下该设计提出了一种用弹簧管做测压敏感元件的具有很高的可塑性，经冷作硬化及定性处理后获得两线制智能压力变送器，在传统弹簧管(又称波登很高的弹性和强度。气体或液体介质的压力量经引管)式压力表的基础上去掉机械传动的指针机构，压口送人C型弹簧管。c型弹簧管截面呈椭圆形，将压力量产生的位移信号通过位移检测电路转换成测量介质的压力作用在弹簧管的内腔中使椭圆截面为电参量，从而测出压力量的大小。电参量经A／D趋于圆形。弹簧管的微小变形，

5、形成一定的环应力，转换、微处理器数字处理后进行数字显示和4—20此环应力会使弹簧管向外延伸。由于弹簧管头部封mA直流电流信号输出，其原理如图1所示。闭且没有固定，就会产生小的变形，向外侧伸展而产生位移，而该位移量与加入到弹簧管内部的压力大小有关，通过检测位移量就可得到相应的压力量。收稿日期：2014—1l一192．2位移检测电路的设计作者简介：苏航(1980)，男，大学文化程度，工程师。从事工业在设计中为了能准确测量出弹簧管管头的位移自动化仪表开发和自控系统设计工作。其“一种弹簧管智能压力变量，采用电子电路构成的非接触式位移检测电路，如送器”

6、发明获围家发明专利(专利号：ZL201110376539．3)。图2所示。位移检测电路是典型的自激型推挽振荡·108·工业仪表与自动化装置2015年第3期电路，电路参数对称。电路中T，T：晶体管用于振荡晶体管的电流差便可消除静态工作点漂移所带来的回路放大；C，C，H，是两个参数一致的独立Lc误差影响。为了进一步补偿电路中电阻器件的温度谐振回路，电路的振荡频率为f=1／(2'rr~／日C)；漂移，以及提高电路的振荡稳定性，可在尺、R汇合尺、尺：为晶体管的基极偏置电阻，C、C为振荡反馈耦点与接地端增加一恒流源电路，类似于差分电路特合电容；、为每个

7、支路的电流负反馈电阻，起稳定性，来提高共模抑制比和交流阻抗，从而提高电路稳振荡之用，同时也作为输出信号的输出点。定性。振荡器正常工作时，由于电路参数对称，故左右为了使电路有良好的线性度，振荡器不能工作臂支路电流，，，'相等，则R，R上压降相等，输出电在临界振荡状态，这就要求铜片在整个范围内移动压U为零。由于电路中C，C，H，构成的Lc谐时均不会使振荡器停振，必须保证Lc回路有足够振回路Q值很高，所以谐振回路消耗能量很少，电源的Q值来满足振荡条件，同时H、日：的形状将影响所补充的能量不需要很多就能维持振荡，因此，和，'到整个转换范围内的线性程度

8、，T、T：采用孪生管有电流相对较小。利于减小漂移和动态范围的对称误差。2．3A／D转换、数据处理及显示和D／A转换电路压力量设计为了降低整个电路的功耗，使电路的静态