專利名稱：一種0-5v輸出壓力傳感器信號調理電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種0-5V輸出壓力傳感器信號調理電路，可將現場壓力傳感器采集的信號放大調理成0-5V工業標準信號，特別適用于工業過程控制終端設備。
背景技術：
目前，通用的應用于工業自動化領域控制設備中將壓力傳感器信號調理成標準信號的電路，采用多級運放處理信號，且大多是4 20mA輸出，其不足之處是環境適應能力差，精度不高，在不需要遠距離傳輸的控制場合，其輸出信號還需要通過采樣電阻將其轉換成電壓信號才能供后續控制單元使用，不具備帶負載能力，且無法實現0 5V輸出。
發明內容本實用新型要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種將壓力傳感器采集的信號調理成標準的0 5V的信號，通過零位調節電路可方便的調出標準的I 5V的信號，帶負載能力在2k Q以上的一種0-5V輸出壓力傳感器信號調理電路。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是該一種0-5V輸出壓力傳感器信號調理電路，其特征在于包括壓力傳感器、信號放大電路、恒流源電路、零位調節電路、滿度調節電路、基準電源電路、基準電源極性轉換電路、輸入反向保護電路和輸出過壓保護電路，所述輸入反向保護電路一路通過恒流源電路、壓力傳感器連接信號放大電路和輸出過壓保護電路，所述滿度調節電路連接信號放大電路，所述輸入反向保護電路另一路連接基準電源電路，基準電源電路連接基準電源極性轉換電路，基準電源極性轉換電路連接信號放大電路，基準電源電路一路連接信號放大電路，基準電源電路另一路連接零位調節電路，零位調節電路連接信號放大電路，基準電源電路還有一路連接恒流源電路。其優選方案是所述信號放大電路為INAl 18芯片。所述零位調節電路包括雙運算放大器U3A、U3B、電阻R4、R5、R7、R8、電位器Wl，電阻R4的一端接正基準電源VREF+，電阻R4的另一端接電位器Wl的一個固定端，電位器Wl的調節端接雙運算放大器U3A的同相輸入端3腳，電位器Wl的另一個固定端接電阻R5的一端，電阻R5的另一端接電阻R7的一端和雙運算放大器U3B的輸出端7腳，電阻R7的另一端接電阻R8的一端和雙運算放大器U3B的反相輸入端6腳，電阻R8的另一端接正基準電源VREF+，雙運算放大器U3A的供電正8腳接正基準電源VREF+，雙運算放大器U3A的供電負4腳接負基準電源VREF-，雙運算放大器U3A的反相輸入端2腳接雙運算放大器U3A的輸出端I腳和儀表放大器Ul的參考端5腳，雙運算放大器U3B的同相輸入端5腳接地。所述基準電源電路包括基準電壓源U4，雙運算放大器U2B，電阻R9、R10、R11，基準電壓源U4的2腳接二極管Dl的陰極，基準電壓源U4的4腳接地，基準電壓源U4的6腳接雙運算放大器U2B的同相輸入端5腳，電阻R9的一端接雙運算放大器U2B的反相輸入端6腳和電阻RlO的一端，電阻R9的另一端接地，電阻RlO的另一端接正基準電源VREF+、雙運算放大器U2B的輸出端7腳和電阻Rll的一端，電阻Rll的另一端接二極管Dl的陰極。所述基準電源極性轉換電路為電荷泵ME7660。與現有技術相比，本實用新型的有益效果是將壓力傳感器采集的信號調理成標準的0 5V的信號，通過零位調節電路可方便的調出標準的I 5V的信號，帶負載能力在2kQ以上，其測量精度高，環境適應能力強，長期穩定性好。
圖I是本實用新型0-5V輸出壓力傳感器信號調理電路的電路原理框圖；圖2是本實用新型的電路原理圖。其中圖I中1、壓力傳感器；2、信號放大電路；3、恒流源電路；4、零位調節電路； 5、滿度調節電路；6、基準電源電路；7、基準電源極性轉換電路；8、輸入反向保護電路；9、輸出過壓保護電路。圖2中U1、儀表放大器；U2A、U2B、U3A、U3B :雙運算放大器；U4、基準電壓源；U5、電荷泵；U6(1)、壓力傳感器；R1-R12、電阻；C1-C6、電容；WU W2 :電位器；D1、二極管；D2、穩壓管。圖1-2是本實用新型一種0-5V輸出壓力傳感器信號調理電路的最佳實施例，
以下結合附圖1-2對本實用新型的一種0-5V輸出壓力傳感器信號調理電路的做進一步說明
具體實施方式
如圖I所示包括壓力傳感器I、信號放大電路2、恒流源電路3、零位調節電路4、滿度調節電路
5、基準電源電路6、基準電源極性轉換電路7、輸入反向保護電路8和輸出過壓保護電路9，所述輸入反向保護電路8 —路通過恒流源電路3、壓力傳感器I連接信號放大電路2和輸出過壓保護電路9，所述滿度調節電路5連接信號放大電路2，所述輸入反向保護電路8另一路連接基準電源電路6，基準電源電路6連接基準電源極性轉換電路7，基準電源極性轉換電路7連接信號放大電路2，基準電源電路6 —路連接信號放大電路2，基準電源電路6另一路連接零位調節電路4，零位調節電路4連接信號放大電路2，基準電源電路6還有一路連接恒流源電路3。如圖2所示儀表放大器Ul為1嫩118，雙運算放大器似4、似8、詘八、仍8為LM258，基準電壓源U4為RER)2，電荷泵U5為ME7660，U6 (I)為壓力傳感器。所述零位調節電路4由雙運算放大器U3A、U3B、電阻R4、R5、R7、R8、電位器Wl組成，電阻R4的一端接正基準電源VREF+，電阻R4的另一端接電位器Wl的一個固定端，電位器Wl的調節端接雙運算放大器U3A的同相輸入端3腳，電位器Wl的另一個固定端接電阻R5的一端，電阻R5的另一端接電阻R7的一端和雙運算放大器U3B的輸出端7腳，電阻R7的另一端接電阻R8的一端和雙運算放大器U3B的反相輸入端6腳，電阻R8的另一端接正基準電源VREF+，雙運算放大器U3A的供電正8腳接正基準電源VREF+，雙運算放大器U3A的供電負4腳接負基準電源VREF-，雙運算放大器U3A的反相輸入端2腳接雙運算放大器U3A的輸出端I腳和儀表放大器Ul的參考端5腳，雙運算放大器U3B的同相輸入端5腳接地。[0021]所述基準電源電路6由基準電壓源U4，雙運算放大器U2B，電阻R9、R10、R11組成，基準電壓源U4的2腳接二極管Dl的陰極，基準電壓源U4的4腳接地，基準電壓源U4的6腳接雙運算放大器U2B的同相輸入端5腳，電阻R9的一端接雙運算放大器U2B的反相輸入端6腳和電阻RlO的一端，電阻R9的另一端接地，電阻RlO的另一端接正基準電源VREF+、雙運算放大器U2B的輸出端7腳和電阻Rll的一端，電阻Rll的另一端接二極管Dl的陰極。所述恒流源電路由雙運算放大器U2A，電阻R1、R2、R3組成，電阻Rl的一端接正基準電源VREF+，另一端接電阻R2的一端和雙運算放大器U2A的同相輸入端3腳，電阻R2的另一端接地，電阻R3的一端接雙運算放大器U2A的反相輸入端2腳和傳感器的供電負IEXC-，電阻R3的另一端接地，雙運算放大器U2A的供電正8腳接二極管Dl的陰極，雙運算放大器U2A的供電負4腳接地，雙運算放大器U2A的輸出端I腳接傳感器的供電正IEXC+。所述基準電源極性轉換電路由電荷泵U5，電阻R12，電容C4、C5、C6組成，電荷泵U5的2腳接電容C5的正極，電荷泵U5的4腳接電容C5的負極，電荷泵U5的3腳接地和電容C6的正極，電荷泵U5的5腳、電容C6的負極和負基準電源VREF-，電阻R12的一端接正基準電源VREF+，電阻R12的另一端接電荷泵U5的8腳和電容C4的正極，電容C4的負極接地。信號放大電路由儀表放大器Ul,電容Cl、C2、C3組成,儀表放大器Ul的差分輸入負2腳接傳感器的輸出負OUT-和電容Cl的正極，電容Cl的負極接地，儀表放大器Ul的差分輸入正3腳接傳感器的輸出正OUT+和電容C2的正極，電容C2的負極接地，電容C3跨接在儀表放大器Ul的2腳和3腳之間，儀表放大器Ul的供電正7腳接正基準電源VREF+，儀表放大器Ul的供電負4腳接負基準電源VREF-，儀表放大器Ul的輸出端6腳接輸出VOUT和穩壓管D2的陰極。滿度調節電路5由電位器W2，電阻R6組成，電位器W2的一個固定端接儀表放大器Ul的增益調節端I腳和電位器W2的調節端，電位器W2的另一個固定端接電阻R6的一端，電阻R6的另一端接儀表放大器Ul的增益調節端8腳。輸入反向保護和輸出過壓保護分別為二極管Dl和穩壓管D2，二極管Dl的陽極接調理電路供電正VIN，二極管Dl的陰極分別與電阻RlI、基準電壓源U4的2腳、雙運算放大器U2A的8腳連接，穩壓管D2的陰極接儀表放大器Ul的輸出端6腳和調理電路輸出V0UT，穩壓管D2的陽極接地。工作過程如下待測壓力作用到壓力傳感器I上，恒流源電路3給壓力傳感器I供電，壓力傳感器I輸出信號給信號放大電路2，基準電源電路6和基準電源極性轉換電路7給信號放大電路2供電實現信號放大，通過零位調節電路4使零位信號輸出為OV或IV，通過滿度調節電路5使滿度信號輸出為5V，輸入反向保護電路8使電路在供電電源極性反接時免遭損壞，輸出過壓保護電路9能夠避免因本電路的輸出信號過大對后續控制電路造成損壞。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非是對本實用新型作其它形式的限制，任何熟悉本專業的技術人員可能利用上述揭示的技術內容加以變更或改型為等同變化的等效實施例。但是凡是未脫離本實用新型技術方案內容，依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本實用新型技術方案的保護范圍。
權利要求1.一種0-5V輸出壓力傳感器信號調理電路,其特征在于包括壓力傳感器(I)、信號放大電路(2)、恒流源電路(3)、零位調節電路(4)、滿度調節電路(5)、基準電源電路(6)、基準電源極性轉換電路(7)、輸入反向保護電路(8)和輸出過壓保護電路(9)，所述輸入反向保護電路⑶一路通過恒流源電路(3)、壓力傳感器⑴連接信號放大電路⑵和輸出過壓保護電路(9)，所述滿度調節電路(5)連接信號放大電路(2)，所述輸入反向保護電路(8)另一路連接基準電源電路(6)，基準電源電路(6)連接基準電源極性轉換電路(7)，基準電源極性轉換電路(7)連接信號放大電路(2)，基準電源電路(6) —路連接信號放大電路(2)，基準電源電路(6)另一路連接零位調節電路(4)，零位調節電路(4)連接信號放大電路(2)，基準電源電路(6)還有一路連接恒流源電路(3)。
2.根據權利要求I所述的一種0-5V輸出壓力傳感器信號調理電路，其特征在于所述信號放大電路⑵為皿118芯片。
3.根據權利要求I所述的一種0-5V輸出壓力傳感器信號調理電路，其特征在于所述零位調節電路(4)包括雙運算放大器U3A、U3B、電阻R4、R5、R7、R8、電位器W1，電阻R4的一端接正基準電源VREF+，電阻R4的另一端接電位器Wl的一個固定端，電位器Wl的調節端接雙運算放大器U3A的同相輸入端3腳，電位器Wl的另一個固定端接電阻R5的一端，電阻R5的另一端接電阻R7的一端和雙運算放大器U3B的輸出端7腳，電阻R7的另一端接電阻R8的一端和雙運算放大器U3B的反相輸入端6腳，電阻R8的另一端接正基準電源VREF+，雙運算放大器U3A的供電正8腳接正基準電源VREF+，雙運算放大器U3A的供電負4腳接負基準電源VREF-，雙運算放大器U3A的反相輸入端2腳接雙運算放大器U3A的輸出端I腳和儀表放大器Ul的參考端5腳，雙運算放大器U3B的同相輸入端5腳接地。
4.根據權利要求I所述的一種0-5V輸出壓力傳感器信號調理電路，其特征在于所述基準電源電路(6)包括基準電壓源U4，雙運算放大器U2B，電阻R9、R10、R11，基準電壓源U4的2腳接二極管Dl的陰極，基準電壓源U4的4腳接地，基準電壓源U4的6腳接雙運算放大器U2B的同相輸入端5腳，電阻R9的一端接雙運算放大器U2B的反相輸入端6腳和電阻RlO的一端，電阻R9的另一端接地，電阻RlO的另一端接正基準電源VREF+、雙運算放大器U2B的輸出端7腳和電阻Rll的一端，電阻Rll的另一端接二極管Dl的陰極。
5.根據權利要求I所述的一種0-5V輸出壓力傳感器信號調理電路，其特征在于所述基準電源極性轉換電路(7)為電荷泵ME7660。
專利摘要一種0-5V輸出壓力傳感器信號調理電路，包括壓力傳感器(1)、信號放大電路(2)、恒流源電路(3)、零位調節電路(4)、滿度調節電路(5)、基準電源電路(6)、基準電源極性轉換電路(7)、輸入反向保護電路(8)和輸出過壓保護電路(9)，所述輸入反向保護電路(8)一路通過恒流源電路(3)、壓力傳感器(1)連接信號放大電路(2)和輸出過壓保護電路(9)，所述滿度調節電路(5)連接信號放大電路(2)，所述輸入反向保護電路(8)另一路連接基準電源電路(6)，基準電源電路(6)連接基準電源極性轉換電路(7)。具有可直接輸出0～5V或1～5V工業標準電壓信號，帶負載能力在2kΩ以上；測量精度高，環境適應能力強，長期穩定性好等優點。
文檔編號G01L19/00GK202511939SQ201220120710
公開日2012年10月31日 申請日期2012年3月27日 優先權日2012年3月27日
發明者刁國榮, 周秀成, 王俊江, 王惜芳 申請人:淄博飛雁先行測控技術有限公司