一種壓力變送器及數(shù)字信號壓力傳送裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于自控領(lǐng)域，尤其涉及一種壓力變送器及數(shù)字信號壓力傳送裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]壓力變送器是工業(yè)實踐中最為常用的一種傳感器，其廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機(jī)床、管道等眾多行業(yè)。壓力變送器是用于測量液體、氣體或蒸汽的液位、密度和壓力，把壓力信號傳到監(jiān)控中心，進(jìn)而在計算機(jī)顯示壓力，例如將水壓的壓力信號轉(zhuǎn)變成電流(4-20mA)這樣的模擬電子信號，其中，壓力與電流或電壓的大小成線性關(guān)系，一般是正比關(guān)系。壓力變送器的被測介質(zhì)的兩種壓力通入高、低兩個壓力室，低壓室壓力采用大氣壓或真空，作用在δ元件(即敏感元件)的兩側(cè)隔離膜片上，通過隔離片和元件內(nèi)的填充液傳送到測量膜片兩側(cè)。
[0003]然而，參見圖1，現(xiàn)有壓力變送器均是通過模擬線傳輸模擬信號來傳遞壓力信息，抗干擾能力差，并且在實現(xiàn)長距離傳送時，一般需要額外配置一個采集模塊，通過采集模塊上傳到監(jiān)控中心，而且需要每個壓力變送器一對一配備一個采集模塊，同時還利用采集模塊的電源線獲取電源，通過RS485、CAN等通信總線傳遞信息給采集端，然而，這些總線都需要額外的電源線，布線比較麻煩、成本高。
[0004]雖然目前可以通過電力載波通訊(Power line Communicat1n, PLC)通過載波方式將模擬或數(shù)字信號利用現(xiàn)有電力線進(jìn)行高速傳輸，實現(xiàn)電力線與信號線公用，例如采用OFDM技術(shù)的低壓載波技術(shù)，但是，由于電力載波通訊抗干擾能力比較差，另外成本過高，其通信成本比變送器的成本還大，無法滿足低端的壓力監(jiān)控市場的需求。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型實施例的目的在于提供一種壓力變送器，旨在解決現(xiàn)有壓力變送器先采用模擬信號傳遞壓力信息再借助總線傳輸或采用電力載波技術(shù)遠(yuǎn)傳送時，抗干擾能力差、成本高的問題。
[0006]本實用新型實施例是這樣實現(xiàn)的，一種壓力變送器，與通信總線連接，所述壓力變送器包括:
[0007]采集壓力信號的采集單元；
[0008]將模擬壓力信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字壓力信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端與所述采集單元的輸出端連接；
[0009]數(shù)字處理單元，所述數(shù)字處理器的采集信號輸入端與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的輸出端連接；
[0010]從所述通信總線上獲取電源信號，并為所述數(shù)字處理單元供電的電源單元，所述電源模塊的兩輸入端與所述通信總線連接，所述電源單元的供電輸出端與所述數(shù)字處理單元的電源端連接；
[0011]將從所述通信總線上獲取數(shù)字消息指令發(fā)送給所述數(shù)字處理單元進(jìn)行分析處理，或?qū)⑺鰯?shù)字處理單元產(chǎn)生的響應(yīng)消息以及數(shù)字壓力信號傳送到所述通信總線上的總線接口處理單元，所述總線接口處理單元的指令提取端與所述電源單元的數(shù)字輸出端連接，所述總線接口處理單元的電源端與所述電源單元的供電輸出端連接，所述總線接口處理單元的多個驅(qū)動端與所述數(shù)字處理單元的多個數(shù)據(jù)傳輸端對應(yīng)連接，所述總線接口處理單元的兩數(shù)據(jù)傳送端與所述通信總線連接。
[0012]進(jìn)一步地，所述采集單元包括:
[0013]壓力傳感器、差分放大器和電阻R16 ;
[0014]所述壓力傳感器的差分輸出端與所述差分放大器的差分輸入端連接，所述差分放大器的輸出端與所述電阻R16的一端連接，所述電阻R16的另一端為所述采集單元的輸出端。
[0015]更進(jìn)一步地，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元和所述數(shù)字處理單元集成在一集成電路芯片中。
[0016]更進(jìn)一步地，所述電源單元包括:
[0017]整流濾波電路，所述整流濾波電路的兩輸入端為所述電源單元的兩輸入端；
[0018]穩(wěn)壓電路，所述穩(wěn)壓電路的輸入端為所述電源單元的數(shù)字輸出端與所述整流濾波電路的輸出端連接，所述穩(wěn)壓電路的輸出端為所述電源單元的供電輸出端。
[0019]更進(jìn)一步地，所述整流濾波電路包括:
[0020]二極管Dl、二極管D2、二極管D3、二極管D4 ;
[0021]所述二極管Dl的陽極為所述整流濾波電路的一輸入端(A)與所述二極管D2的陰極連接，所述二極管Dl的陰極為所述整流濾波電路的輸出端與所述二極管D3的陰極連接，所述二極管D2的陽極接地，所述二極管D3的陽極為所述整流濾波電路的另一輸入端(B)與所述二極管D4的陰極連接，所述二極管D4的陽極接地。
[0022]更進(jìn)一步地，所述穩(wěn)壓電路包括:
[0023]電阻R1、電容Cl、二極管D5和電源芯片；
[0024]所述電阻Rl的一端為所述穩(wěn)壓電路的輸入端與所述二極管D5的陽極連接，所述二極管D5的陰極同時與所述電容Cl的一端和所述電源芯片的輸入引腳連接，所述電阻Rl的另一端、所述電容Cl的另一端和所述電源芯片的接地引腳同時接地，所述電源芯片的輸出弓I腳為所述穩(wěn)壓電路的輸出端。
[0025]更進(jìn)一步地，所述總線接口處理單元包括:
[0026]接收轉(zhuǎn)換電路，所述接收轉(zhuǎn)換電路的電源端為所述總線接口處理單元的電源端，所述接收轉(zhuǎn)換電路的輸入端為所述總線接口處理單元的指令提取端，所述接收轉(zhuǎn)換電路的輸出端為所述總線接口處理單元的一驅(qū)動端；
[0027]發(fā)送轉(zhuǎn)換電路，所述發(fā)送轉(zhuǎn)換電路的輸入端為所述總線接口處理單元的另一驅(qū)動端，所述發(fā)送轉(zhuǎn)換電路的兩輸出端為所述總線接口處理單元的兩數(shù)據(jù)傳送端。
[0028]更進(jìn)一步地，所述接收轉(zhuǎn)換電路包括:
[0029]電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電容C2和第一開關(guān)管；
[0030]所述電阻R2的一端為所述接收轉(zhuǎn)換電路的輸入端，所述電阻R2的另一端與所述電容C2的一端連接，所述電容C2的另一端與所述第一開關(guān)管的控制端連接，所述第一開關(guān)管的控制端還同時與所述電阻R3和所述電阻R5的一端連接，所述電阻R3的另一端為所述接收轉(zhuǎn)換電路的電源端與所述電阻R4的一端連接，所述電阻R4的另一端為所述接收轉(zhuǎn)換電路的輸出端與所述第一開關(guān)管的電流輸入端連接，所述第一開關(guān)管的電流輸出端和所述電阻R5的另一端同時接地。
[0031]更進(jìn)一步地，所述發(fā)送轉(zhuǎn)換電路包括:
[0032]電阻R6、電阻R7和第二開關(guān)管；
[0033]所述電阻R6的一端為所述發(fā)送轉(zhuǎn)換電路的一輸出端(A)，所述電阻R6的另一端與所述第二開關(guān)管的電流輸入端連接，所述第二開關(guān)管的電流輸出端為所述發(fā)送轉(zhuǎn)換電路的另一輸出端(B)，所述第二開關(guān)管的控制端與所述電阻R7的一端連接，所述電阻R7的另一端為所述發(fā)送轉(zhuǎn)換電路的輸入端。
[0034]本實用新型的另一目的在于提供一種數(shù)字信號壓力傳送裝置，所述裝置包括監(jiān)控中心、通信總線以及多個上述實施例中的壓力變送器，其中，每一壓力變送器均通過二線結(jié)構(gòu)與所述通信總線連接，所述通信總線用于傳輸數(shù)字信號和電源信號，所述數(shù)字信號包括數(shù)字消息指令、響應(yīng)消息和數(shù)字壓力信號。
[0035]本實用新型實施例具有下述有益效果:
[0036](I)本實用新型實施例在壓力傳感器獲取信號后首先進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，將模擬信號直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號傳輸，提高了信號在傳輸過程中的抗干擾性；
[0037](2)本實用新型實施例采用單片機(jī)總線接口處理單元實現(xiàn)與通信總線之間的數(shù)據(jù)傳送，不但提高通信速度還大大降低了成本，其成本不足傳統(tǒng)電力載波成本的10% ;
[0038](3)本實用新型實施例采用兩線結(jié)構(gòu)將壓力變送器直接與通信總線連接，使數(shù)字信號和電源信號共用兩根電線進(jìn)行同時傳輸，省去采集模塊的物料、安裝和維護(hù)成本，省去了額外布置電源線的投資和施工費(fèi)用；
[0039](4)本實用新型實施例直接從通信總線上取電，電壓為安全電壓，提高了產(chǎn)品的安全性，并且無交流串?dāng)_的影響，減少現(xiàn)場電源的干擾。
【附圖說明】
[0040]圖1為現(xiàn)有壓力變送器的傳送結(jié)構(gòu)圖；
[0041]圖2為本實用新型實施例提供的壓力變送器的結(jié)構(gòu)圖；
[0042]圖3為本實用新型實施例提供的壓力變送器中采集單元的示例電路結(jié)構(gòu)圖；
[0043]圖4為本實用新型實施例提供的壓力變送器中電源單元的示例電路結(jié)構(gòu)圖；
[0044]圖5為本實用新型實施例提供的壓力變送器中總線接口處理單元的示例電路結(jié)構(gòu)圖；
[0045]圖6為總線接口處理單元接收數(shù)字消息指令的時序圖；
[0046]圖7為本實用新型實施例提供的數(shù)字信號壓力傳送裝置的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0047]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。此外，下面所描述的本實用新型各個實施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0048]本實用新型實施例通過數(shù)字信號傳遞壓力信息提高了信