智能压力变送器的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种智能压力变送器。
【背景技术】
[0002]智能压力变送器是以微处理器为核心的压力测量仪表，通过采集压力芯体(扩散娃)的差分电压信号，输出对应的两线4-20mA电流信号。被测介质的压力直接作用于传感器的膜片上(不锈钢或陶瓷)，使膜片产生与扩散硅无腔压力传感器介质压力成正比的微位移，使传感器的电阻值发生变化，和用电子线路检测这一变化，并转换输出一个对应于这一压力的标准测量信号。
[0003]智能压力变送器广泛用于石油、天然气、化工、冶金、航空、汽车、医疗设备、电力、纸浆、造纸、城市煤气、钢铁、机械、造船等工业领域。
[0004]目前，市面上的智能压力变送器大多电路复杂，集成度较低，不带温度补偿功能，不带恒压/恒流驱动选择电路，不带HART通讯功能。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种集成度高，结构简单的智能压力变送器。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
智能压力变送器，包括MCU计算处理中心、恒流/恒压驱动装置、压力数据采集装置、温度数据采集装置、人机交互装置、HART通讯装置和两线电流DAC装置，MCU计算处理中心与恒流/恒压驱动装置电连接，MCU计算处理中心还与温度数据采集装置电连接，恒流/恒压驱动装置与压力数据采集装置电连接，压力数据采集装置与MCU计算处理中心电连接，两线电流DAC装置、HART通讯装置和人机交互装置均与MCU计算处理中心双向电连接。
[0007]进一步，所述人机交互装置包括驱动器、按键电路、显示器和电源滤波电路，人机交互装置通过驱动器与MCU计算处理中心相连，按键电路、显示器和电源滤波电路均与驱动器电连接。
[0008]进一步，所述显示器选用笔段式液晶显示器，型号为⑶46532，用于显示压力数据及设置菜单。驱动器选用驱动芯片HT1621B，成本低廉、性能稳定可靠。按键电路包括轻触小按键S1、轻触小按键S2和轻触小按键S3，轻触小按键SI与滤波电容Cl并联后再与上拉电阻Rl串联，轻触小按键S2与滤波电容C2并联后再与上拉电阻R2串联，轻触小按键S3与滤波电容C3并联后再与上拉电阻R3串联。电源滤波电路包括去耦电容C4、去耦电容C5和去耦电容C8，去耦电容C4、去耦电容C5和去耦电容C8相互并联。
[0009]轻触小按键S1、轻触小按键S2和轻触小按键S3，用于设置压力变送器的各种参数。滤波电容Cl、滤波电容C2和滤波电容C3用于按键防抖。去耦电容C4、去耦电容C5和去耦电容C8用于电源滤波。
[0010]进一步，所述HART通讯装置采用ADI公司的HART通信芯片，型号为AD5700。AD5700的XTAL_EN接地，使能外部晶振。
[0011]进一步，所述MCU计算处理中心采用ADI公司的ADUCM361BCPZ128，ADUCM361BCPZ128内置温度传感器、单核多路复用24位ADC、片内基准电压源、SPI接口、UART通讯接口等。
[0012]进一步，所述两线电流DAC装置采用ADI公司的DAC芯片，型号为AD5421BREZ，用于输出压力变送器的4-20mA电流信号。
[0013]进一步，所述恒流/恒压驱动装置由MCU计算处理中心的ADUCM361BCPZ128和两线电流DAC装置的AD5421BREZ组成。恒流/恒压驱动装置即可给压力变送器提供恒流驱动，也可以提供恒压驱动。当需要提供恒流驱动时，其驱动由ADUCM361BCPZ128激励电流源提供。当需要提供恒压驱动时，其驱动由AD5421BREZ的REGOUT引脚提供。
[0014]进一步，所述温度数据采集装置由ADUCM361BCPZ128自带的单核多路复用24位ADC、片内基准电压源和温度传感器组成。
进一步，所述压力数据采集装置包括滤波电容C26、滤波电容C27和滤波电容C28。滤波电容C26 —端接地，滤波电容C26另一端与ADUCM361BCPZ128的AIN8引脚相连。滤波电容C28 —端接地，滤波电容C28另一端与ADUCM361BCPZ128的AIN9引脚相连。滤波电容C27 一端与 ADUCM361BCPZ128 的 AIN8 引脚相连，滤波电容 C27 另一端与 ADUCM361BCPZ128的AIN9引脚相连。滤波电容C26和滤波电容C28用于压力信号的共模电压滤波，滤波电容C27用于压力信号的差分电压滤波。ADUCM361BCPZ128的AIN8引脚通过电阻R35与插接件P5的接口 S+相连，ADUCM361BCPZ128的AIN9引脚通过电阻R24与插接件P5的接口 S-相连。电阻R20—端与插接件P5的接口 E+相连，电阻R20另一端与ADUCM361BCPZ128的AVDD引脚相连。电阻R21 —端与插接件P5的接口 E+相连，电阻R21另一端与ADUCM361BCPZ128的IEXCO引脚相连。电阻R25 —端与插接件P5的接口 E-相连，R25另一端与电阻R6 —端相连，电阻R6另一端与电容C17相连，电阻R6另一端还与ADUCM361BCPZ128的AINlO引脚相连。电阻R25用于恒流源的补偿。电阻R20和电阻R21用于恒流/恒压驱动的选择，当电阻R20短接，电阻R21不连接时，此时为恒压驱动；当电阻R20不连接，电阻R21短接时，此时为恒流驱动。
[0015]进一步，所述MCU还可采用单片机MSP430，恒流/恒压驱动装置和两线电流DAC装置还可用运放搭建，温度传感器采用NTC或者PTC等。
[0016]本发明电路集成度高，结构简单，性能优良，具有温度补偿功能，恒压/恒流驱动可选择功能和HART通讯功能，综合性能优良。
【附图说明】
[0017]图1为本发明智能压力变送器的整体结构示意图；
图2 Ca)为图1所示智能压力变送器的人机交互装置结构示意图；
图2 (b)为图2所示人机交互装置的按键电路图；
图2 (C)为图2所示人机交互装置的电源滤波电路图；
图3为HART通讯装置采用AD5700芯片的引脚图；
图4为MCU计算处理中心采用ADUCM361BCPZ128芯片的引脚图；
图5为两线电流DAC装置采用AD542IBREZ芯片的引脚图； 图6为压力数据采集装置的电路图。
[0018]图中:1一一MCU计算处理中心；2---〖亘流/恒压驱动装置；3—一压力数据采集装置；4一一温度数据采集装置；5—一人机交互装置；5-1—一驱动器；5-2—一按键电路；5~3 显不器；5_4 电源滤波电路；6 HART通讯装置；7 两线电流DAC装置。
【具体实施方式】
[0019]以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0020]参照图1，智能压力变送器，包括MCU计算处理中心1、恒流/恒压驱动装置2、压力数据采集装置3、温度数据采集装置4、人机交互装置5、HART通讯装置6和两线电流DAC装置7，MCU计算处理中心I与恒流/恒压驱动装置2电连接，MCU计算处理中心I还与温度数据采集装置4电连接，恒流/恒压驱动装置2与压力数据采集装置3电连接，压力数据采集装置3与MCU计算处理中心I电连接，两线电流DAC装置7、HART通讯装置6和人机交互装置5均与MCU计算处理中心I双向电连接。
[0021]参照图2(a)，所述人机交互装置5包括驱动器5_1、按键电路5_2、显示器5_3和电源滤波电路5-4，人机交互装置5通过驱动器5-1与MCU计算处理中心I相连，按键电路5-2、显示器5-3和电源滤波电路5-4均与驱动器5-1电连接。
[0022]所述显示器选用笔段式液晶显示器，型号为⑶46532，用于显示压力数据及设置菜单。驱动器选用驱动芯片HT1621B，成本低廉、性能稳定可靠。参照图2(b)，按键电路包括轻触小按键S1、轻触小按键S2和轻触小按键S3，轻触小按键SI与滤波电容Cl并联后再与上拉电阻Rl串联，轻触小按键S2与滤波电容C2并联后再与上拉电阻R2串联，轻触小按键S3与滤波电容C3并联后再与上拉电阻R3串联。参照图2 (c)，电源滤波电路包括去耦电容C4、去耦电容C5和去耦电容C8，去耦电容C4、去耦电容C5和去耦电容C8相互并联。
[0023]轻触小按键S1、轻触小按键S2和轻触小按键S3，用于设置压力变送器的各种参数。滤波电容Cl、滤波电容C2和滤波电容C3用于按键防抖。去耦电容C4、去耦电容C5和去耦电容C8用于电源滤波。
[0024]参照图3，所述HART通讯装置采用ADI公司的HART通信芯片，型号为AD5700。AD5700的XTAL_EN接地，使能外部晶振。AD5700的XTALl与电容C30 —端相连，电容C30另一端接地。AD5700的XTAL2与电容C31 —端相连，电容C31另一端接地。电容C30、电容C31之间接有晶振Y2。AD5700的REF_EN外接电阻R8。AD5700的REG_CAP通过电容C22接地，AD5700的ADC_IP通过电阻1?11、电容023接地，电阻R11、电容C23串联。AD5700的VREF通