[实用新型]智能型压力变送器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种压力变送器，尤其是涉及一种用于液体压力、流量及液位等工业控制领域中的智能型压力变送器。

背景技术

随着科学技术的发展，特别是计算机的应用，工业控制领域得到了突飞猛进的发展，由于模拟信号自身抗干扰弱等方面的原因，其已经有由模拟信号向数字信号发展的趋势，我们可以通过压力传感器实现数字化输出进而用软件实现与上位机数据交换。工业领域对检测技术更高的要求也使传感器技术领域发生了革命性变化，与传统的传感器相比，新型的传感器要具有高精度，高可靠性，高稳定性，自适应性，灵敏性等特点，总之是为了与智能控制相结合，使传感器在传统传感器基础上加上智能信号处理芯片向智能型方向发展。因此智能传感器一般包括前端信号的初步检测，对检测信号的调理，调理信号输入微控制器，微控制器高精度高稳定输出显示等，其中微控制器的控制算法是智能传感器的核心部分，智能压力传感器也有一样的功能。

压阻式压力传感器是应用最广泛的压力传感器之一，它是利用硅的压阻效应和微电子技术制成的，具有灵敏度高、动态响应好、准确度高、易于微型化和集成化等特点。但由于它是由半导体材料制成的，因此传感器的输出值不只决定于输入的压力，还会受到环境温度变化的影响，从而产生温度漂移现象。再加上其本身所存在的非线性问题，器件在封装加工过程中受到的应力影响，使测量精度难以满足精密压力测量的需要。

压力传感器是传感器世界中很重要的一种类型，它已经基本实现了系列化、标准化，并且进一步向小型化，集体化，智能化和高精度方向发展，但是零点漂移，温度漂移，非线形问题仍然是尚未完全解决的问题，温度漂移产生交叉灵敏度，是影响传感器精度的最主要的原因。解决温度漂移的方法为温度补偿，有硬件补偿方法和软件补偿方法。硬件补偿主要是采用硬件电路来消除其影响，但难以做到全额补偿，且存在补偿电路硬件漂移等问题；软件补偿可以分为数值分析法和人工智能法，数值分析法中主要是最小二乘法拟合和多段折线法拟合，但是由于其本身算法的不完善不能够对数据进行完全拟合。人工智能法中的人工神经网络有很强的非线形映射能力，还有很强的自组织，自学习的自适应能力，在压力传感器上应用对温度补偿有很好的效果。

由于计算机测控系统，特别是基于现场总线的多传感器计算机测控系统可极大地提高测控系统的自动化水平和智能水平，降低系统造价，它要求其信息采集装置是数字化、智能化的，具有高性能、低成本和较强的信息处理能力。智能压力传感器系统就是为了适应这类系统的发展而提出和发展起来的一个新的研究方向。随着测控系统向基于现场总线的多传感器计算机测控系统发展，现有的传统压力传感器已无法满足要求，而集信息采集、信息预处理和数字通信功能于一身，能自主管理，具有智能化特性的智能压力传感器系统成为生产实践发展的迫切需求。然而，由于我国智能压力传感器系统的研究起步较晚，其理论和实践远未成熟，离实际应用需求差距很大，尤其是高性能、小体积、低成本智能压力传感器系统更是有待于进一步开发。因此，高精度、稳定性强、功耗小等优点于一身的智能型压力变送器的研制具有很高的意义。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种智能型压力变送器，其结构合理，能够进行温度补偿并减小非线性误差，实现提高传感器精度的目的。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种智能型压力变送器，包括压阻式压力传感器，所述压阻式压力传感器为由应变片组成的惠斯通电桥，其特征在于：还包括对压阻式压力传感器的工作环境温度进行检测的温度传感器，所述压阻式压力传感器经信号放大电路一或者经信号调制电路后接利用神经网络数据融合算法实现在温度条件下对压力信号进行再处理的微处理器，所述温度传感器接微处理器；

所述信号调制电路为将压阻式压力传感器所输出电压信号转换为4-20mA标准电流信号的信号转换电路一或转换为0.5-4.5V标准电压信号的信号转换电路二；所述信号转换电路一与微处理器之间接有I/V转换电路和信号放大电路二；所述信号转换电路二直接接微处理器。

所述信号放大电路一与微处理器之间、信号放大电路二与微处理器之间以及信号转换电路二与微处理器之间均接有A/D转换电路。

所述微处理器接有将其输出信号转换为模拟信号的DA转换接口。

所述微处理器为芯片AT89S52。

所述A/D转换电路为芯片AD679或芯片AD1679。

所述温度传感器为数字温度传感器。