本發明專利技術公開了一種電容式壓力變送器及壓力傳感系統，所述電容式壓力變送器包括一電容差壓傳感器、一解調器、一MCU和一通信模塊；所述解調器用于將所述電容差壓傳感器生成的電容差值轉化為模擬電壓信號；所述MCU用于將所述解調器輸出的模擬電壓信號轉化為數字電壓信號；所述MCU還基于所述通信模塊接收的零壓指令或滿壓指令，記錄所述通信模塊接收到所述零壓指令或滿壓指令時所述MCU輸出的數字電壓信號。本發明專利技術還提供了一種使用所述電容式壓力變送器的壓力傳感系統。本發明專利技術的電容式壓力變送器及壓力傳感系統通過通訊模塊和MCU的結合來實現遠程標定的功能。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種壓力變送器及壓力傳感系統，特別是涉及一種電容式壓力變送器及使用所述電容式壓力變送器的壓力傳感系統。
技術介紹
隨著科學技術的迅猛發展，非物理量的測量與控制技術，已越來越廣地應用于航天、航空、交通運輸、冶金、機械制造、石油、輕工、技術監督與測試等
在生產過程中需要采集生產過程中的生產變量包括壓力、溫度和流量等，此后通過將這些數據傳回中央控制進行處理，進而調節生產過程的各個環節來優化整個產品的生產過程。但是零位偏差和漂移是目前所有檢測生產過程的非物理量的傳感器都待解決的技術難題。尤其是目前常規的壓力變送器依舊是采用現場手工調整的方式，但是這種通過調零旋鈕等旋鈕進行零位或滿度重新標定的方式調節極不方便，費時費力，而且旋鈕本身也極易損壞。而且由于目前業界常用的壓力變送器在產品安裝后必須通過效驗設備對產品進行效驗，而效驗時需要耗費大量的人力、時間以及需要昂貴的效驗設備，因而這種重新標定的方式極大的延長了生產線的調試時間，更加不利于提高生產效率。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是為了克服現有技術需要現場手工調整壓力變送器的零位和滿度的缺陷，提供一種電容式壓力變送器及壓力傳感系統，通過通訊模塊和MCU的結合來實現遠程標定的功能。本專利技術是通過下述技術方案來解決上述技術問題的本專利技術提供了一種電容式壓力變送器，其特點是，所述電容式壓力變送器包括一電容差壓傳感器、一解調器、一 MCU (微控制器)和一通信模塊；所述解調器用于將所述電容差壓傳感器生成的電容差值轉化為模擬電壓信號；所述MCU用于將所述解調器輸出的模擬電壓信號轉化為數字電壓信號；所述MCU還基于所述通信模塊接收的零壓指令或滿壓指令記錄所述通信模塊接收到所述零壓指令或滿壓指令時，所述MCU輸出的數字電壓信號。 本專利技術中所述零壓指令是指在電容差壓傳感器所受壓力為零時，讓所述MCU采集經過解調器和MCU轉換后表征此時所述電容差壓傳感器的電容差值的數字電壓信號。同理，所述滿壓指令是指在電容差壓傳感器所受壓力滿量程時，讓所述MCU采集經過解調器和MCU轉換后表征此時所述電容差壓傳感器的電容差值的數字電壓信號。本專利技術的電容差壓傳感器為現有技術中通過電壓的差值來表征壓力變化的傳感器，所以此處不再詳細贅述。本專利技術中利用通信模塊接收外部的零壓指令或滿壓指令，從而控制所述MCU采集所述電容差壓傳感器對應于零點壓力或滿程壓力的數字電壓信號。從而實現遠程標定和自動標定。較佳地，所述電容式壓力變送器還包括用于檢測所述電容差壓傳感器所處環境的溫度的一溫度傳感器，所述MCU還基于所述溫度校準補償所述數字電壓信號。本專利技術中利用現有的溫度補償技術，基于電容差壓傳感器所處環境的溫度對所述MCU輸出的數字電壓信號進行補償，從而避免MCU輸出的數字電壓信號的溫度漂移的偏差。較佳地，所述解調器從一振蕩器獲得時鐘信號。本專利技術通過單獨為所述解調器提供時鐘信號，從而便于控制解調器將電容差值轉化為模擬電壓信號，例如可以提高時鐘信號來提聞解調器轉換的精度等。優選地，所述時鐘信號為30KHz。較佳地，所述電容式壓力變送器還包括一電流轉換單元，用于將所述MCU輸出的數字電壓信號轉化為電流信號。本專利技術中還通過電壓電流轉換來為特定的應用等提供表征電容差值的電流信號。優選地，所述電流轉換單元為一 ADI (亞德諾半導體)公司的AD421芯片。AD421芯片是一款完整的環路供電的4_20mA供電轉換轉換器，專為滿足工業控制領域智能發射器制造商的需求而設計。它提供一種高精度、全集成、低成本解決方案，采用緊湊型16引腳封裝。AD421芯片特別適合擴展4_20mA智能發射器的分辨率，而且成本極低。AD421芯片內置一個可選調節器，用于為自身及發射器中的其它器件供電。此調節器可提供+5V、+3. 3V或+3V調節輸出電壓。AD421芯片還內置+1. 25V和+2. 5V精密基準電壓源。因此，AD421芯片不需要分立式調節器和基準電壓源，所以本專利技術中利用所述AD421芯片可以簡化整個電容式壓力變送器的結構。較佳地，所述通信模塊為HART(Highway Addressable RemoteTransducer,可尋址遠程傳感器高速通道的開放通信協議)通信模塊。HART協議采用基于Be 11202標準(貝爾實驗室一種私有的調制解調器接口)的FSK(頻移鍵控)信號，在低頻的模擬信號上疊加音頻數字信號進行雙向數字通訊，數據傳輸率為1.2Mbps。由于FSK信號的平均值為0，不影響傳送給控制系統模擬信號的大小，保證了與現有模擬系統的兼容性。本專利技術還提供了一種壓力傳感系統，其特點是，所述壓力傳感系統包括一個或多個如上所述的電容式壓力變送器和一終端，所述終端用于為各個電容式壓力變送器提供零壓指令或滿壓指令。本專利技術的電容式壓力變送器可以通過終端來實現遠程、統一的控制，提高了電容式壓力變送器的量程調節、溫度補償等調節效率。較佳地，所述終端為計算機或PLC (可編程序邏輯控制器)。在符合本領域常識的基礎上，上述各優選條件，可任意組合，即得本專利技術各較佳實例。本專利技術的積極進步效果在于本專利技術的電容式壓力變送器及壓力傳感系統通過通訊模塊和MCU的結合來實現遠程標定的功能。而且本專利技術中在HART通信模塊和MCU基礎上集合了溫度補償相關的軟硬件，就可以完成電容式差壓變送器的零位和滿度的校準溫度補償，實現遠程標定。同時本專利技術還可以將表征電容差值變化的電壓信號轉化為電流信號，便于后續特定部件或裝置的使用。附圖說明圖I為本專利技術的實施例I的電容式壓力變送器的結構示意圖。具體實施例方式下面通過實施例的方式進一步說明本專利技術，但并不因此將本專利技術限制在所述的實施例范圍之中。實施例I本實施例的壓力傳感系統包括一個電容式壓力變送器和一計算機，所述計算機為所述電容式壓力變送器提供零壓指令或滿壓指令。具體地說，如圖I所示，本實施例的電容式壓力變送器包括一電容差壓傳感器I、一解調器2、一 MCU3、一 HART通信模塊4、AD421芯片5、一溫度傳感器6和一振蕩器7。其中所述解調器2用于將所述電容差壓傳感器I生成的電容差值轉化為模擬電壓信號；所述MCU3用于將所述解調器2輸出的模擬電壓信號轉化為數字電壓信號。所述MCU3還基于所述HART通信模塊4接收的零壓指令或滿壓指令記錄其接收到所述零壓指令或滿壓指令時，所述MCU3輸出的數字電壓信號。其中所述MCU3只需要接收HART通信模塊4通過串口傳來的數據和指令，例如采集當前零的壓力對應的數字電壓信號等，這個HART協議接收處理是由所述HART通信模塊4來完成的，通過檢測到對應于所述AD421芯片5的4-20mA上的FSK信號，并把包含在FSK信號里的信息過濾出來，并通過串口發送給所述MCU3。所述溫度傳感器6用于檢測所述電容差壓傳感器I所處環境的溫度。所述MCU3還基于所述溫度校準補償其輸出的所述數字電壓信號。本實施例中所述解調器2從所述振蕩器7獲得30KHz的時鐘信號。所述AD421芯片5為環路供電的4-20mA供電轉換轉換器，用于將所述MCU3輸出的數字電壓信號轉化為電流信號。本實施例的電容式壓力變送器的工作原理是當電容差壓傳感器I檢測到壓力時，對應的電容差壓傳感器I的電容也會發生相應的變化，同時所本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種電容式壓力變送器，其特征在于，所述電容式壓力變送器包括一電容差壓傳感器、一解調器、一MCU和一通信模塊；所述解調器用于將所述電容差壓傳感器生成的電容差值轉化為模擬電壓信號；所述MCU用于將所述解調器輸出的模擬電壓信號轉化為數字電壓信號；所述MCU還基于所述通信模塊接收的零壓指令或滿壓指令，記錄所述通信模塊接收到所述零壓指令或滿壓指令時所述MCU輸出的數字電壓信號。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：李鳳奎，伍正輝，
申請(專利權)人：上海朝輝壓力儀器有限公司，
類型：發明
國別省市：
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