專利名稱：應變式壓力變送器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種應變式壓力變送器，屬于壓力測量儀表。
西安航聯(lián)自動化研究所研制的“YSF系列相對壓力傳感器”，它主要由壓力傳感器和運算放大器及輸出放大級組成。壓力傳感器由壓敏元件整體式圓平膜片和構(gòu)成全橋的圓形應變花組成。它的主要缺點如下第一，全橋電路無溫度補償電路，當環(huán)境溫度發(fā)生較大變化時，導致儀表示值誤差。第二，供電電源±12V，使用五線制，不便與系統(tǒng)儀表配套使用。第三，無輸出信號顯示裝置。第四，結(jié)構(gòu)欠合理，維修調(diào)試不便，且防濕、防爆性能差。
本實用新型的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，而提供一種性能穩(wěn)定可靠，測量精度高和測量范圍寬，體積小，安裝維護簡便的應變式壓力變送器。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的它是在“YSF系列相對壓力傳感器”的基礎(chǔ)上改進而成的，它的主要改進點為第一，增設(shè)調(diào)零及溫度補償電路。第二，增加三端穩(wěn)壓器電路。第三配裝毫安表。調(diào)零及溫度補償電路控制全橋圓形應變花的零壓輸出調(diào)整和溫度補償。三端穩(wěn)壓器電路向壓力傳感器和調(diào)零及溫度補償電路提供穩(wěn)壓電源。毫安表串接在輸出放大級的輸出電路中，可單獨顯示被測對象示值，亦可與系統(tǒng)儀表配套使用。
下面將結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳述。


圖1為本實用新型的原理框圖。
圖2為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為實施例1的電路原理圖。
圖4為實施例2的電路原理圖。
在圖1和圖3所示的實施例1中，壓力傳感器的全橋電路由R1、R2、R3、R4組成，運算放大器由IC1及外接元件R7、R8、R9、R10、R14組成。輸出放大級由T1、R12、R13、W2組成，R12與W2串聯(lián)后再與R13并聯(lián)之后接入T1的發(fā)射極，W2為量程調(diào)整電位器。毫安表串接在T1的集電極。
調(diào)零及溫度補償電路由R5、R6、Rt、W1組成，R6與W1串聯(lián)后并聯(lián)在由R1、R2、R3、R4組成的全橋電路的輸入端，R5與Rt串聯(lián)后一端接W1的動接頭，另一端接全橋電路的一個輸出端B，即R3與R4的節(jié)點。
調(diào)零及溫度補償電路的工作原理如下理想狀態(tài)下，在不加試壓力時，R1＝R2＝R3＝R4，兩個輸出端A、B間的電壓Uos＝0，但是，由于在制造裝配過程中，R1＝R2＝R3＝R4很難保證，尤其是應變片與彈性片粘貼時，會對力敏電阻產(chǎn)生應力影響，以及彈性件本身狀態(tài)的應力都會使傳感器受到壓前輸出電壓不為零，這就是零位輸出電壓或稱零位失調(diào)電壓Vos。圖3中，Vos測量以A端為基準，B端電壓高于A點時Vos為正，反之為負。通電后經(jīng)R4流向R3的電流有一部分將通過R5流向W1，R3中電流減小，使B端電位降低。只要調(diào)整W1的動端，改變接觸點的電位，就改變了分流I3的大小，也就改變了B點的電位VB，即Vos的大小。為確保達到規(guī)定的可調(diào)范圍(△Vos＝±5mV)，確定R5、R6尤為重要，R5、R6阻值固定后，在全范圍內(nèi)調(diào)節(jié)W1就能使Vos在－5mV至＋5mV的范圍內(nèi)變化。
在接上調(diào)零及溫度補償電路后，對測后是正溫系數(shù)的傳感器可用一只負溫度系數(shù)的熱敏電阻Rt與固定電阻R5相串聯(lián)，代替原來的R5，由于常溫的R5＋Rt＝R5，故不影響調(diào)零范圍；在溫度升高時，Rt阻值將減小，分流支路總電阻R5＝R5＋Rt就減小，這就起到了降低R5的作用，抑制了Vos正向溫漂的現(xiàn)象，達到了溫度補償?shù)哪康摹?br> 三端穩(wěn)壓器電路由三端固定負穩(wěn)壓器AN7910T、C1、C2、D2、R11組成，AN7901T的輸出端3分別接運算放大器IC1的4腳和全橋R2與R3的節(jié)點，AN7910T的1腳分別接IC1的7腳和全橋R1與R4的節(jié)點。
三端固定負穩(wěn)壓電路向運算放大器IC1的4腳、7腳以及全橋的輸入端提供穩(wěn)定的10V電壓。D2、R11串接在AN7910T的2腳與地之間。D2、R11組成過電壓及反向保護電路。
圖3所示實施例1的工作原理如下當被測介質(zhì)壓力進入壓力傳感器測量室時，壓力傳感器圓形力敏應變片在壓力作用下產(chǎn)生變形，此時粘貼在彈性片上的橋路應變花電阻值相應發(fā)生變化，從而橋路失去平衡輸出一個對應的電壓信號，此電壓信號經(jīng)運算放大器IC1放大后，再經(jīng)T1放大后至毫安表顯示。或輸出到常規(guī)儀表及微機系統(tǒng)進行顯示，記錄、打印或調(diào)節(jié)。
圖3所示實施例例1為三線制線路，單獨使用時，毫安表的輸出端直接接地即可。與系統(tǒng)儀表配套使用時，毫安表的輸出端接二次表輸入端正，二次表輸入端負接地。
圖4所示實施例2為二線制線路，它與實施例1的主要區(qū)別在于，它的三端穩(wěn)壓器電路是由三端可調(diào)整穩(wěn)壓器LM317、T4、R10、R15、R16、D2、D3、D4組成的恒流源，D4、D2、D3串接后接T4的集電極，穩(wěn)壓管D2與二極管D3串聯(lián)后的端電壓供運算放大器IC2的7腳和4腳，LM317的3腳接全橋R2與R3的節(jié)點，LM317的2腳經(jīng)R16接T4的基極，LM317的1腳接T4的基極，T4的發(fā)射極經(jīng)R10接毫安表，T4的基極經(jīng)D6、R15接毫安表。它與實施例1的另一點區(qū)別是用復合三極管T2、T3代替T1。它單獨使用時，毫安表輸出端接電源負極即可。與系統(tǒng)儀表配套使用時，毫安表的輸出接二次表輸入正端，二次表輸入負端接電源負極。
圖2為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中各件分別上壓蓋1、毫安表2、主殼體3、測量室4、壓力測量連接頭5、壓力傳感器6、電路板7、指針8、接線壓緊螺母9、接線板10、接線柱11、調(diào)零電位器12、調(diào)量程電位器13、螺紋聯(lián)接處14 O型橡膠墊圈。
主殼體3與上壓蓋1、壓力測量連接夾5及接電壓緊螺母9均為螺紋聯(lián)接，便于調(diào)試和維修。O型橡膠密封墊圈15使整個傳感器密封良好，可達到防潮、防爆之目的。由于設(shè)計了接線板10，使線纜檢查、更換簡便。
本實用新型的測量精度可達0.2％F.S。測量范圍為－0.1－100MPa。信號輸出為0－10mA D.C，4－20mA D.C，1－5V.D.C。安全防爆標志(ia)ⅡBT6。外形尺寸為高140mm，寬100mm。
本實用新型的優(yōu)點是測量精度高、范圍寬、穩(wěn)定性好、體積小、安裝維護簡便。它可廣泛應用于石油、化工、冶金、醫(yī)藥、輕紡等領(lǐng)域，對－0.1－＋100MPa范圍的液體，氣體及腐蝕性介質(zhì)進行連續(xù)測量，是一種較理想的應變式壓力傳感器。
權(quán)利要求1.一種應變式壓力變送器，它包括有壓力傳感器，運算放大器和輸出放大級，壓力傳感器由壓力敏感元件整體式圓平膜片和構(gòu)成全橋的圓形應變花組成，其特征在于它還包括有調(diào)零及溫度補償電路，三端穩(wěn)壓器電路和毫安表，調(diào)零及溫度補償電路控制全橋圓形應變花的零壓輸出調(diào)整和溫度補償，三端穩(wěn)壓器電路向壓力傳感器和調(diào)零及溫度補償電路提供穩(wěn)壓電源，毫安表串接在輸出放大級的輸出電路中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變送器，其特征在于調(diào)零及溫度補償電路由R5、R6、Rt、W1組成，R6與W1串聯(lián)后并聯(lián)在由R1、R2、R3、R4組成的全橋電路的輸入端，R5與Rt串聯(lián)后一端接W1的動接頭，另一端接全橋電路的一個輸出端B，即R3與R4的節(jié)點。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變送器，其特征在于毫安表串接在輸出放大器的集電極電路中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的變送器，其特征在于三端穩(wěn)壓器電路由三端固定負穩(wěn)壓器AN7910T、C1、C2、D2、R11組成，AN7901T的輸出端3分別接運算放大器IC1的4腳和全橋R2與R3的節(jié)點，AN7910T的1腳分別接IC1的7腳和全橋R1與R4的節(jié)點。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的變送器，其特征在于三端穩(wěn)壓器電路是由三端可調(diào)整穩(wěn)壓器LM317、T4、R10、R15、R16、D2、D3、D4組成的恒流源，D4、D2、D3串接后接T4的集電極，穩(wěn)壓管D2與二極管D3串聯(lián)后的端電壓供運算放大器IC2的7腳和4腳，LM317的3腳接全橋R2與R3的節(jié)點，LM317的2腳經(jīng)R16接T4的基極，LM317的1腳接T4的基極，T4的發(fā)射極經(jīng)R10接毫安表，T4的基極經(jīng)D6、R15接毫安表。
專利摘要本實用新型涉及一種應變式壓力變送器，它是在YSF應變式壓力傳感器的基礎(chǔ)上改進而成的，主要改進點是第一、增設(shè)調(diào)零及溫度補償電路，它控制全橋圓形應變花的零壓輸出調(diào)整和溫度補償。第二、增加三端穩(wěn)壓器電路，以便向壓力傳感器的全橋電路和調(diào)零及溫度補償電路提供穩(wěn)壓電源。第三、配裝毫安表，使顯示直觀。本實用新型的優(yōu)點是測量精度高，范圍寬，穩(wěn)定性好，體積小，安裝維護簡便，它可廣泛應用于石化、冶金、醫(yī)藥、輕紡等領(lǐng)域，對-0.1—100MPa范圍的液體、氣體介質(zhì)進行連續(xù)測量，是一種較理想的應變式壓力變送器。
文檔編號G01L19/02GK2148955SQ9224456
公開日1993年12月8日 申請日期1992年12月12日 優(yōu)先權(quán)日1992年12月12日
發(fā)明者林樹森, 袁紹民 申請人:林樹森, 袁紹民