专利名称：量程可调的气体微差压变送器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电子信息领域，尤其涉及量程可调的气体微差压变送器，其适用于 空气处理、暖通空调气体流量或者气体微差压的测量。
技术背景目前，气体流量的检测广泛应用于建筑物暖通通风系统、医院的正压控制系统、化 工厂气体检测系统、采矿业的通风系统和防治煤层自燃等各种场合。目前常见的气体流 量有以下三种测量方式1)压差法，2)传热法(如发热电线)3)超声波法。其中传 热法应用于低速气体流的测定，但其问题是对使用气体的清洁度要求很高， 一旦灰尘聚 积在感应器的表面，则其测量精度将受到影响；超声波法价格昂贵，测量精度易受温度 和气体流速的影响，而且需要有足够长度的直线管段用来测速，因此无法大批量推广； 目前常用的气体流量的检测是通过压差法结合相应的修正系数转换得到，气体微差压变 送器是获取气体流量的一个主要手段。常用的气体微差压变送器主要以独立仪器的形式 出现，需要独立电源，体积较大，测量量程不可调，变送电路和二次测量电路存在信号 处理重复使用的现象，这些因数限制了气体微差压变送器作为一个独立传感器电路模块 嵌入到嵌入式单片机系统的应用。 发明内容本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种成本较低，可靠 性高，并可应用于嵌入式单片机系统的量程可调的气体微差压变送器。其可在嵌入式单 片机系统的电压下工作，同时提供给嵌入式单片机可直接接受的电压监测信号；其超小 的电路板设计和具有三针插口的接口插件可方便地安装在嵌入式单片机系统的电路板 上，并且测量量程可调，使用操作方便。本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为量程可调的气体微差压变送 器，包括有作为中心元件的恒流源芯片"，其中恒流源芯片仏连接有微差压变送器供 电模块、微差压传感器恒流源供电及反馈微差压信号采集电路；微差压变送器供电模块 连接具有三针插口的接口插件；微差压传感器恒流源供电及反馈微差压信号采集电路分 两路，其中一路接有传感器SEN"另一路接有信号调零电路；恒流源芯片仏的第一RG 管脚和第二 RG管脚之间连接有相并联的第六电阻Re和第二可变电阻VR2;恒流源芯片 U,的IO管脚连接所述接口插件，并经第二电阻R2接地。优化的技术措施还包括上述的微差压变送器供电模块包括相连接的二极管D。第一稳压电容d、电流放大 三极管Q"恒流源芯片仏包括有V+管脚、B管脚和E管脚；恒流源芯片仏的V+管脚连接二极管"的阴极、电流放大三极管Q,的集电极、接地的第一稳压电容d;电流放大三极管Q:的基极连接恒流源芯片"的B管脚，而其发射极则连接恒流源芯片仏的E管脚。 上述的微差压传感器恒流源供电及反馈微差压信号采集电路包括第五电阻R5、第三 稳压电容C3;恒流源芯片Ui包括有IR1管脚、IRET管脚、Vin+管脚、Vin —管脚；恒 流源芯片仏的IR1管脚连接传感器SEN1;恒流源芯片仏的IRET管脚经相并联的第五电阻Rs和第三稳压电容C3连接传感器SEN"恒流源芯片仏的Vin+管脚和恒流源芯片"的 Vin—管脚之间跨接有第二稳压电容C2，并还分别连接传感器SEN,。上述的信号调零电路包括第一电阻R"第三电阻R3、第四电阻R4和第一可变电阻 器VR1;第一可变电阻器VRt的固定抽头经第一电阻!^连接所述恒流源芯片仏的IR1管 脚，第一可变电阻器的滑动抽头经第四电阻R4连接所述恒流源芯片仏的Vin—管脚， 第一可变电阻器VR,的另一固定抽头经第三电阻R3连接相并联的第五电阻R5和第三稳压 电容C3。上述的接口插件连接嵌入式单片机系统，接口插件为具有三针接口的插件；三针接 口的第一针为直流电压+ V,的输入端，并与所述二极管"的阳极相连接；三针接口的第二针为+V。ut电压信号输出端，并与恒流源芯片仏的10管脚相连接；三针接口的第三针为接地端。上述的直流电压+l的输入端连接有整流滤波及直流稳压芯片电路、降压电路；整 流滤波及直流稳压芯片电路连接有工业供电交流24V电源；降压电路连接有嵌入式单片机系统。与现有技术相比，本实用新型的恒流源芯片Ui连接有微差压变送器供电模块、微差 压传感器恒流源供电及反馈微差压信号采集电路；微差压变送器供电模块连接具有三针 插口的接口插件；微差压传感器恒流源供电及反馈微差压信号采集电路分两路，其中一 路接有传感器SEA，另一路接有信号调零电路；恒流源芯片U,的第一RG管脚和第二RG 管脚之间连接有相并联的第六电阻Re和第二可变电阻VR2;恒流源芯片仏的10管脚连接 所述接口插件，并经第二电阻R2接地。本实用新型的量程可调的气体微差压变送器，可 在嵌入式单片机系统的电压下工作，同时给嵌入式单片机提供电压监测信号，其电压监 测信号可被嵌入式单片机系统的处理芯片直接使用，超小的电路板设计和具有三针插口 的接口插件可方便地安装在嵌入式单片机系统的电路板上，测量的量程可调，成本较低， 可靠性高，适合大批量应用。
图1是本实用新型实施例的原理方框示意图； 图2是本实用新型实施例的电路原理示意图；图3是整流滤波及直流稳压芯片电路、降压电路与嵌入式单片机系统的接口部分 的电路方框原理示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。图1所示，量程可调的气体微差压变送器，包括有作为中心元件的恒流源芯片Ui， 所述的恒流源芯片仏连接有微差压变送器供电模块、微差压传感器恒流源供电及反馈微 差压信号采集电路；所述的微差压变送器供电模块连接具有三针插口的接口插件；所述 的微差压传感器恒流源供电及反馈微差压信号采集电路分两路，其中一路接有传感器 SEN,，另一路接有信号调零电路；所述的恒流源芯片仏的第一RG管脚和第二RG管脚之 间连接有相并联的第六电阻Re和第二可变电阻VR2;所述的恒流源芯片仏的10管脚连接 所述接口插件，并经第二电阻R2接地。图2详细介绍了本实用新型实施例的电路原理示意图。其中二极管D。第一稳压电容d、电流放大三极管Qi组成微差压变送器供电模块，给恒流源芯片仏供电；所述的恒流源芯片IA包括有V+管脚、B管脚和E管脚；所述的恒流源芯片仏的V+管脚连接二极管Di的阴极、电流放大三极管Qi的集电极、接地的第一稳压电容d;所述的电流放大三极管Qt的基极连接恒流源芯片仏的B管脚，而其发射极则连接恒流源芯片IA的E管脚。 另外第五电阻R5、第三稳压电容"构成微差压传感器恒流源供电及反馈微差压信 号采集电路。所述恒流源芯片仏包括有IR1管脚、IRET管脚、Vin+管脚、Vin—管脚； 所述的恒流源芯片仏的IR1管脚连接所述的传感器SEN1;所述的恒流源芯片U,的IRET 管脚经相并联的第五电阻Rs和第三稳压电容C3连接所述的传感器SEN1;所述的恒流源芯 片U,的Vin+管脚和恒流源芯片U！的Vin —管脚之间跨接有第二稳压电容C2，并还分 别连接所述的传感器SEN"第一电阻R,，第三电阻R"第四电阻R4和第一可变电阻器VI^构成信号调零电路， 其可在传感器SEN,输入电压为零时，调节恒流源芯片仏的10管脚亦输出零电压测量信 号；所述的第一可变电阻器VR的固定抽头经第一电阻R连接所述恒流源芯片U,的IR1 管脚，第一可变电阻器VR,的滑动抽头经第四电阻R4连接所述恒流源芯片"的Vin—管 脚，第一可变电阻器VR的另一固定抽头经第三电阻R3连接相并联的第五电阻Rs和第三 稳压电容C3。所述的接口插件为具有三针接口的插件；所述的三针接口的第一针为直流电压+ K的输入端，并与所述二极管"的阳极相连接；所述的三针接口的第二针为+V。ut电压 信号输出端，并与恒流源芯片Ui的IO管脚相连接；所述的三针接口的第三针为接地端。图3详细介绍了本实用新型实施例的整流滤波及直流稳压芯片电路、降压电路与 嵌入式单片机系统的接口部分的电路方框原理示意图，其中整流滤波及直流稳压芯片电 路连接有工业供电交流24V电源和降压电路；所述的降压电路连接有嵌入式单片机系 统。工业供电交流24V电源经过整流滤波和直流稳压芯片处理，提供一个高于+5V直流 电源+Vl， +V1可直接给气体微差压变送器核心模块供电，同时+Vl经过一个微功耗、小 电流的稳压芯片的降压处理，给嵌入式单片机系统提供电源电压+V2，降低了从工业供 电交流24V电源直接转换成嵌入式单片机系统的供电+V2的处理成本，并且提高了电源 系统的稳定性。本实用新型的有益效果是对比目前常用的气体微差压变送器，需要独立电源、 体积较大、测量量程不可调、变送电路和二次测量电路存在信号处理重复使用的现象。 本实用新型的量程可调的气体微差压变送器，可在嵌入式单片机系统的电压下工作，同 时提供给嵌入式单片机可直接接受的电压监测信号，其电压监测信号可被嵌入式单片机 系统的处理芯片直接使用，超小的电路板设计和具有三针插口的接口插件可方便地安装 在嵌入式单片机系统的电路板上，测量的量程可调，成本较低，可靠性高，适合大批量应用。本实用新型的最佳实施例已被阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改 型都不会脱离本实用新型的范围。
权利要求1、量程可调的气体微差压变送器，包括有作为中心元件的恒流源芯片U1，其特征是所述的恒流源芯片U1连接有微差压变送器供电模块、微差压传感器恒流源供电及反馈微差压信号采集电路；所述的微差压变送器供电模块连接具有三针插口的接口插件；所述的微差压传感器恒流源供电及反馈微差压信号采集电路分两路，其中一路接有传感器SEN1，另一路接有信号调零电路；所述的恒流源芯片U1的第一RG管脚和第二RG管脚之间连接有相并联的第六电阻R6和第二可变电阻VR2；所述的恒流源芯片U1的IO管脚连接所述接口插件，并经第二电阻R2接地。
2、 根据权利要求1所述的量程可调的气体微差压变送器，其特征是所述的微差压变送器供电模块包括相连接的二极管"、第一稳压电容d、电流放大三极管Q"所述 的恒流源芯片Ut包括有V+管脚、B管脚和E管脚；所述的恒流源芯片仏的V+管脚连接 二极管Di的阴极、电流放大三极管Qi的集电极、接地的第一稳压电容d;所述的电流放 大三极管Q:的基极连接恒流源芯片仏的B管脚，而其发射极则连接恒流源芯片仏的E 管脚。
3、 根据权利要求1或2所述的量程可调的气体微差压变送器，其特征是所述的 微差压传感器恒流源供电及反馈微差压信号采集电路包括第五电阻Rs、第三稳压电容C3;所述的恒流源芯片仏包括有IR1管脚、IRET管脚、Vin+管脚、Vin—管脚；所述的恒 流源芯片"的IR1管脚连接所述的传感器SEN1;所述的恒流源芯片仏的IRET管脚经相 并联的第五电阻R5和第三稳压电容C3连接所述的传感器SENr，所述的恒流源芯片LK的 Vin+管脚和恒流源芯片仏的Vin—管脚之间跨接有第二稳压电容C2，并还分别连接所 述的传感器SENp
4、 根据权利要求3所述的量程可调的气体微差压变送器，其特征是所述的信号 调零电路包括第一电阻Rt，第三电阻R3、第四电阻R4和第一可变电阻器VR;所述的第 一可变电阻器VR的固定抽头经第一电阻!^连接所述恒流源芯片U,的IR1管脚，第一可 变电阻器VRi的滑动抽头经第四电阻R4连接所述恒流源芯片仏的Vin—管脚，第一可变 电阻器VI^的另一固定抽头经第三电阻R3连接相并联的第五电阻R5和第三稳压电容C3。
5、 根据权利要求4所述的量程可调的气体微差压变送器，其特征是所述的接口 插件连接嵌入式单片机系统，所述的接口插件为具有三针接口的插件；所述的三针接口 的第一针为直流电压+^的输入端，并与所述二极管"的阳极相连接；所述的三针接口的第二针为+V。ut电压信号输出端，并与恒流源芯片Ui的IO管脚相连接；所述的三针接口的第三针为接地端。
6、 根据权利要求1所述的量程可调的气体微差压变送器，其特征是所述的直流电压+ K的输入端连接有整流滤波及直流稳压芯片电路、降压电路；所述的整流滤波及 直流稳压芯片电路连接有工业供电交流24V电源；所述的降压电路连接有嵌入式单片机系统。
专利摘要本实用新型量程可调的气体微差压变送器，包括有作为中心元件的恒流源芯片U<sub>1</sub>，恒流源芯片U<sub>1</sub>连接有微差压变送器供电模块、微差压传感器恒流源供电及反馈微差压信号采集电路；微差压变送器供电模块连接具有三针插口的接口插件；微差压传感器恒流源供电及反馈微差压信号采集电路分两路，其中一路接有传感器SEN<sub>1</sub>，另一路接有信号调零电路；恒流源芯片U<sub>1</sub>的第一RG管脚和第二RG管脚之间连接有相并联的第六电阻R<sub>6</sub>和第二可变电阻VR<sub>2</sub>；恒流源芯片U<sub>1</sub>的IO管脚连接所述接口插件，并经第二电阻R<sub>2</sub>接地。其成本较低，可靠性高，并可应用于嵌入式单片机系统，提供给嵌入式单片机可直接接受的电压监测信号；其超小的电路板设计和具有三针插口的接口插件，使用操作方便。
文档编号G01L13/06GK201096576SQ20072011287
公开日2008年8月6日 申请日期2007年8月1日 优先权日2007年8月1日
发明者宋四海, 王建平, 郭启辉 申请人:宋四海