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CN111896166A - 具有多种输出的变送器芯体 - Google Patents

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CN111896166A
CN111896166A CN202011000206.6A CN202011000206A CN111896166A CN 111896166 A CN111896166 A CN 111896166A CN 202011000206 A CN202011000206 A CN 202011000206A CN 111896166 A CN111896166 A CN 111896166A
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Abstract

提供一种具有多种输出的变送器芯体,本发明采用双层结构的数字温补双层电路板,以及将该电路板集成在传感器内部,使传感器将所测的模拟信号直接转化为输出信号,省略了现有芯体连接基座、芯片缓冲垫等结构件,在一定程度上降低了生产成本及物料成本,减小了芯体体积;同时输出线路板可采用4‑20mA标准输出的线路板,也可以用0‑10V输出线路板、0‑5V输出线路板和I2C输出的输出线路板代替,使本芯体具有多种方式输出,功能健全,适用范围较大。

Description

具有多种输出的变送器芯体
技术领域
本发明属于变送器技术领域及传感器技术领域,具体涉及一种具有多种输出的变送器芯体。
背景技术
市面上带有输出功能的芯体,结构部件有连接底座、芯片缓冲垫、传感器芯体本体、锁定环,单一功能输出变送板。芯体低温下端设有带螺纹的芯体外壳,使其可以固定在连接管道上,芯体内部的芯体缓冲垫防止瞬时压力过大对芯体产生损坏,锁定环可使压力芯体固定在芯体外部壳体上。以上结构缺点:1、产品结构部件多,组装工序复杂且成本较高;2、变送板体积过大,现场使用安装不方便;3.输出功能单一。
而且现有的芯体在使用时,所测介质的压力作用在传感器表面产生位移,使内部电阻发生变化,4-20mA变送板采集传感器上的模拟信号通过数字处理芯片及外围电路转化为4-20mA标准电流输出。这种压力传感器的输出为模拟信号,需要变送器将传感器的输出信号转变为可被控制器识别的信号或将传感器输入的非电量转换成电信号同时放大以便供远方测量和控制的信号源。上述这种输出的缺点:1、其模拟信号具有不稳定、抗干扰能力差;2、该变送板只能输出4-20mADC,功能不健全,适用范围较小。因此有必要提出改进。
发明内容
本发明解决的技术问题:提供一种具有多种输出的变送器芯体,本发明采用双层结构的数字温补双层电路板,以及将该电路板集成在传感器内部,使传感器将所测的模拟信号直接转化为输出信号,省略了现有芯体连接基座、芯片缓冲垫等结构件,在一定程度上降低了生产成本及物料成本,减小了芯体体积;同时输出线路板可采用4-20mA标准输出的线路板,也可以用0-10V输出线路板、0-5V输出线路板和I2C输出的输出线路板代替,使本芯体具有多种方式输出,功能健全,适用范围较大。
本发明采用的技术方案:具有多种输出的变送器芯体,包括壳体,所述壳体下部边沿设有焊环,所述壳体下部设有压力敏感芯片,所述压力敏感芯片下部的壳体上固定有波纹膜片,所述壳体上部开口且开口处设有数字温补双层电路板,所述数字温补双层电路板整体通过传感器管脚支撑在壳体上,所述数字温补双层电路板包括上下相互平行且保持一定间距的主线路板和输出线路板,所述主线路板置于输出线路板下部,所述主线路板上的传感器接口通过传感器管脚中的引线与压力敏感芯片上的传感器引脚连接,所述输出线路板与主线路板通过接插件实现可拆卸式连接,所述输出线路板与主线路板的可拆式连接实现两线路板相对应网络接口的连接和实现对不同输出的输出线路板的更换;所述数字温补双层电路板中心设有与壳体中的传感器导气口连接的导气管。
对上述技术方案的进一步限定,所述输出线路板可根据需要更换为4-20mA输出线路板、0-10V输出线路板、0-5V输出线路板和I2C输出。
对上述技术方案的进一步限定,所述主线路板的电路图:所述主线路板的电路图:包括芯体接口和NSA2860X数字调理芯片,所述芯体接口设有与压力敏感芯片对应连接的I+、I-、S+、S-四个引脚,所述芯体接口的I+引脚与NSA2860X数字调理芯片的IEXC1和TEMP引脚连接,所述芯体接口的S+引脚经过电阻R20、C20和C22与NSA2860X数字调理芯片的VIP引脚连接,所述芯体接口的S-引脚经过电阻R21、C22和C21与NSA2860X数字调理芯片的VIN引脚连接,所述芯体接口的I-引脚连接电阻R22,所述电阻R20和VIP引脚连接一端经过电容C20接地,所述电阻R20、VIP引脚和电容C20共同连接电容C22一端,所述电阻R21和VIN引脚共同连接电容C22另一端和电容C21一端,所述电容C21另一端连接电阻R22并接地;电容C12一端连接NSA2860X数字调理芯片的AVDD引脚,电容C13一端连接NSA2860X数字调理芯片的VREFP引脚,所述电容C12和电容C13另一端共同连接稳压二极管D2的正极、电容C14并接地,所述稳压二极管D2的负极和电容C14共同连接三极管Q2的发射极E和数字调理芯片的VDDHV引脚,所述三极管Q2的集电极C和基极B通过电阻R10连接,所述三极管Q2的基极B和电阻R10一端共同连接NSA2860X数字调理芯片VCATE引脚,所述三极管Q2的集电极C和电阻R10另一端共同形成主线路板的VCC接口;所述NSA2860X数字调理芯片的OWI引脚引出直接形成主线路板的OWI接口;所述NSA2860X数字调理芯片的VOUT引脚引出直接形成主线路板的Vout接口;所述NSA2860X数字调理芯片的FBN引脚引出直接形成主线路板的FBN接口;所述NSA2860X数字调理芯片的FIJTER引脚通过电容C18引出形成主线路板的GND接口;所述NSA2860X数字调理芯片的LOOPN引脚引出直接形成主线路板的LOOPN接口。
对上述技术方案的进一步限定,所述4-20mA输出线路板的电路图:包括电阻R13一端形成与主线路板对应连接的电源VCC接口,所述电阻R13另一端共同连接电感L3和晶体管T1的集电极,所述电感L3一端连接二极管D5的负极,所述电阻R14一端形成与主线路板对应连接的OWI通讯接口,所述电阻R14另一端串联电容C16,所述电容C16和二极管D5正极共同连接二极管D6的负极且连接4-20mA输出线路板的24V+供电电源连接端J3;所述电阻R15一端形成与主线路板对应连接的Vout接口,所述电阻R15另一端与晶体管T1的基极共同连接电容C17一端,所述电容C17另一端共同连接晶体管的发射极和电阻R17一端,所述电阻R17另一端连接电阻R18并形成与主线路板对应连接的FBN接口和GND接口;所述电阻R18另一端连接电感L4并形成与主线路板对应连接的LOOPN接口及连接电容C19,所述C19的另一端连接大地,所述电感L4与二极管D6正极连接并形成4-20mA输出线路板的4-20mA标准电路信号输出端J4。
对上述技术方案的进一步限定,所述0-10V输出线路板的电路图:包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5,所述电阻R3和电阻R4串联,所述电阻R3与电阻R1之间连有三极管Q2,所述电阻R3与三极管Q2的集电极共同连接二极管D2负极并形成0-10V输出线路板的电压输出线Vout;所述三极管Q2的发射极与电阻R1相连,所述电阻R2和电阻R5通过三极管Q3相连,所述三极管Q3的集电极和电阻R2共同连接三极管Q2的基极,所述三极管Q3的发射极和电阻R5共同连接电容C1一端,所述电容C1另一端和三极管Q3的基极共同连接电阻R7,所述电阻R7一端和电容C3连接并形成与主线路板对应连接的Vout接口,所述电阻R3、电阻R4与电容C3另一端连接并形成与主线路板对应连接的FBN接口;所述电阻R1、电阻R2与二极管D1的负极连接形成与主线路板对应连接的VCC接口,所述二极管D1的正极与电容C2连接形成0-10V输出线路板的24V供电接口,所述电容C2与电阻R6串联,所述电阻R6另一端形成与主线路板对应连接的OWI接口;所述电阻R4、电阻R5和二极管D2正极共同连接形成与主线路板对应连接的GND接口并形成0-10V输出线路板的接地线GND。
对上述技术方案的进一步限定,其特征在于:所述0-5V输出线路板的电路图:包括二极管D1、稳压二极管D2、稳压二极管D3、电容C2和电容C4,所述二极管D1的负极和二极管D2的负极连接形成与主线路板(41)对应连接的VCC接口,所述二极管D1的正极形成0-5V输出线路板的5V电源供电,所述稳压二极管D2的正极接地;所述稳压二极管D3的负极和电容C2一端连接形成与主线路板(41)对应连接的OWI接口、out接口和FBN接口以及形成0-5V输出线路板的电压输出线Vout,所述稳压二极管D3的正极和电容C2、电容C4一端连接形成与主线路板(41)对应连接的GND接口并形成0-5V输出线路板的接地线GND,所述C4另一端接大地。
对上述技术方案的进一步限定,所述I2C输出是直接在主线路板上引出四根带座子的排母VCC、GND、SDA、SCL即可。
本发明与现有技术相比的优点:
1、本方案在使用时,被测介质的压力直接作用于传感器的波纹膜片上,使波纹膜片产生与介质压力成正比的微位移并通过硅油传递到压力敏感芯片,使传感器的电阻值发生变化,从而输出一个与压力成线性正比变化的电信号;本方案中的数字温补双层电路板的双层结构实现对传感器在-20~80℃全温程的温度补偿,并将该电路板集成在传感器内部,使传感器将所测的模拟信号直接转化为标准的4-20mA标准电流信号输出,省略了现有芯体连接基座、芯片缓冲垫等结构件,在一定程度上降低了生产成本及物料成本,同时该数字温补双层电路板尺寸仅有14.9mm,在一定程度上改善了由于产品尺寸过大在有效安装空间较小的环境中的应用问题;
2、本方案中输出线路板可采用4-20mA标准输出的线路板,也可以用0-10V输出线路板、0-5V输出线路板和I2C输出的输出线路板代替,当需要更改为0-5V输出或0-10V输出时,则仅需要更换上层对应的输出线路板即可,当需要I2C输出时,仅在主线路板上引出4根线即可,从而使本芯体具有多种方式输出,功能健全,适用范围较大。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明中主线路板的电路图;
图3为本发明中4-20mA输出线路板的电路图;
图4为本发明中0-10V输出线路板的电路图;
图5为本发明中0-5V输出线路板的电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
请参阅图1-5,详述本发明的实施例,
实施例1:
具有多种输出的变送器芯体,如图1所示,包括壳体1,所述壳体1下部边沿设有焊环7,所述壳体1下部设有压力敏感芯片2,所述压力敏感芯片2下部的壳体上固定有波纹膜片3,所述壳体1上部开口且开口处设有数字温补双层电路板4,所述数字温补双层电路板4整体通过传感器管脚5支撑在壳体1上,所述数字温补双层电路板4包括上下相互平行且保持一定间距的主线路板41和输出线路板42,所述主线路板41置于输出线路板42下部,所述主线路板41上的传感器接口通过传感器管脚5中的引线与压力敏感芯片2上的传感器引脚连接,所述压力敏感芯片2封装在壳体1下部内并灌冲硅油介质,引出四根I+、I-、S+、S-传感器引脚与主线路板41对应的传感器接口相连接,经过线路板外围器件及NSA2860X数字调理芯片对模拟信号处理。所述输出线路板42与主线路板41通过接插件43实现可拆卸式连接,所述输出线路板42与主线路板41的可拆式连接实现两线路板相对应网络接口的连接和实现对不同输出的输出线路板42的更换;所述数字温补双层电路板4中心设有与壳体1中的传感器导气口连接的导气管6。
其中,所述输出线路板42可根据需要更换为4-20mA输出线路板、0-10V输出线路板、0-5V输出线路板和I2C输出。
实施例2:
所述主线路板41的电路图如图2所示:所述主线路板41的电路图:包括芯体接口和NSA2860X数字调理芯片,所述芯体接口设有与压力敏感芯片2对应连接的I+、I-、S+、S-四个引脚,所述芯体接口的I+引脚与NSA2860X数字调理芯片的IEXC1和TEMP引脚连接,所述芯体接口的S+引脚经过电阻R20、C20和C22与NSA2860X数字调理芯片的VIP引脚连接,所述芯体接口的S-引脚经过电阻R21、C22和C21与NSA2860X数字调理芯片的VIN引脚连接,所述芯体接口的I-引脚连接电阻R22,所述电阻R20和VIP引脚连接一端经过电容C20接地,所述电阻R20、VIP引脚和电容C20共同连接电容C22一端,所述电阻R21和VIN引脚共同连接电容C22另一端和电容C21一端,所述电容C21另一端连接电阻R22并接地;电容C12一端连接NSA2860X数字调理芯片的AVDD引脚,电容C13一端连接NSA2860X数字调理芯片的VREFP引脚,所述电容C12和电容C13另一端共同连接稳压二极管D2的正极、电容C14并接地,所述稳压二极管D2的负极和电容C14共同连接三极管Q2的发射极E和数字调理芯片的VDDHV引脚,所述三极管Q2的集电极C和基极B通过电阻R10连接,所述三极管Q2的基极B和电阻R10一端共同连接NSA2860X数字调理芯片VCATE引脚,所述三极管Q2的集电极C和电阻R10另一端共同形成主线路板41的VCC接口;所述NSA2860X数字调理芯片的OWI引脚引出直接形成主线路板41的OWI接口;所述NSA2860X数字调理芯片的VOUT引脚引出直接形成主线路板41的Vout接口;所述NSA2860X数字调理芯片的FBN引脚引出直接形成主线路板41的FBN接口;所述NSA2860X数字调理芯片的FIJTER引脚通过电容C18引出形成主线路板41的GND接口;所述NSA2860X数字调理芯片的LOOPN引脚引出直接形成主线路板41的LOOPN接口。
实施例3:
所述4-20mA输出线路板的电路图如图3所示:所述4-20mA输出线路板的电路图:包括电阻R13一端形成与主线路板对应连接的电源VCC接口,所述电阻R13另一端共同连接电感L3和晶体管T1的集电极,所述电感L3一端连接二极管D5的负极,所述电阻R14一端形成与主线路板对应连接的OWI通讯接口,所述电阻R14另一端串联电容C16,所述电容C16和二极管D5正极共同连接二极管D6的负极且连接4-20mA输出线路板的24V+供电电源连接端J3;所述电阻R15一端形成与主线路板对应连接的Vout接口,所述电阻R15另一端与晶体管T1的基极共同连接电容C17一端,所述电容C17另一端共同连接晶体管的发射极和电阻R17一端,所述电阻R17另一端连接电阻R18并形成与主线路板对应连接的FBN接口和GND接口;所述电阻R18另一端连接电感L4并形成与主线路板对应连接的LOOPN接口及连接电容C19,所述C19的另一端连接大地,所述电感L4与二极管D6正极连接并形成4-20mA输出线路板的4-20mA标准电路信号输出端J4。
原理描述:被测介质的压力使传感器产生变化的模拟电信号,通过P1接口及外围电阻R20、电阻R21、电阻R22、电容C20、电容C21、电容C22,通过VIP、VIN两个引脚输入NSA2860X数字调理芯片。采用24VDC外部供电通过外围电路二极管D5、电感L3、电阻R13、三极管Q2、电阻R10、二极管D2、转化为5VDC、为NSA2860X供电。NSA2860X通过引脚18及外围电阻R14、电容C16,采用OWI通讯与调试器通信。外围器件晶体管T1、电容C17、电阻R17、电阻R18、提供4~20mADC输出电流。
实施例4:
所述0-10V输出线路板的电路图如图4所示:包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5,所述电阻R3和电阻R4串联,所述电阻R3与电阻R1之间连有三极管Q2,所述电阻R3与三极管Q2的集电极共同连接二极管D2负极并形成0-10V输出线路板的电压输出线Vout;所述三极管Q2的发射极与电阻R1相连,所述电阻R2和电阻R5通过三极管Q3相连,所述三极管Q3的集电极和电阻R2共同连接三极管Q2的基极,所述三极管Q3的发射极和电阻R5共同连接电容C1一端,所述电容C1另一端和三极管Q3的基极共同连接电阻R7,所述电阻R7一端和电容C3连接并形成与主线路板41对应连接的Vout接口,所述电阻R3、电阻R4与电容C3另一端连接并形成与主线路板41对应连接的FBN接口;所述电阻R1、电阻R2与二极管D1的负极连接形成与主线路板41对应连接的VCC接口,所述二极管D1的正极与电容C2连接形成0-10V输出线路板的24V供电接口,所述电容C2与电阻R6串联,所述电阻R6另一端形成与主线路板41对应连接的OWI接口;所述电阻R4、电阻R5和二极管D2正极共同连接形成与主线路板41对应连接的GND接口并形成0-10V输出线路板的接地线GND。综上,所述0-10V输出线路板的输出为三根硅胶线,即为0-10V输出线路板的24V供电接口、0-10V输出线路板的电压输出线Vout、0-10V输出线路板的接地线GND。
原理描述:24V电源经过二极管D1接主线路板41的VCC给主线路板41提供电源;调试器经过电容C2、电阻R6,用OWI通信进行信号传输,IC电压输出信号经过电阻R7、三极管Q3、三极管Q2、由Vout端口输出,电阻R2、电阻R1为限流电阻,电容C3、C1起滤波作用消除杂波,电阻R3、R4分压电阻,FBN引脚通过R4采集电压反馈给IC行模拟数据处理,D2为稳压二极管对输出电压起到稳压作用。
实施例5:
所述0-5V输出线路板的电路图:包括二极管D1、稳压二极管D2、稳压二极管D3、电容C2和电容C4,所述二极管D1的负极和二极管D2的负极连接形成与主线路板(41)对应连接的VCC接口,所述二极管D1的正极形成0-5V输出线路板的5V电源供电,所述稳压二极管D2的正极接地;所述稳压二极管D3的负极和电容C2一端连接形成与主线路板(41)对应连接的OWI接口、out接口和FBN接口以及形成0-5V输出线路板的电压输出线Vout,所述稳压二极管D3的正极和电容C2、电容C4一端连接形成与主线路板(41)对应连接的GND接口并形成0-5V输出线路板的接地线GND,所述C4另一端接大地。
原理描述:5V供电经过二极管D1给主线路板41提供电压,二极管D2为稳压管起到电源电压稳定作用,减小纹波。OWI、OUT、FBN短接经过电容C2滤波二极管D3稳压之后通过J2输出0-5V信号,GND经过电容C4连接大地起到抗干扰作用。
实施例6:
所述I2C输出是直接在主线路板41上引出四根带座子的排母VCC、GND、SDA、SCL即可。
本发明在使用时,被测介质的压力直接作用于传感器的波纹膜片3上,使波纹膜片3产生与介质压力成正比的微位移并通过硅油传递到压力敏感芯片2,使传感器的电阻值发生变化从而输出一个与压力成线性正比变化的电信号。
本发明中的数字温补双层电路板的双层结构实现对传感器在-20~80℃全温程的温度补偿,并将该电路板集成在传感器内部,使传感器将所测的模拟信号直接转化为标准的4-20mA标准电流信号输出,省略了现有芯体连接基座、芯片缓冲垫等结构件,在一定程度上降低了生产成本及物料成本,同时该数字温补双层电路板尺寸仅有14.9mm,在一定程度上改善了由于产品尺寸过大在有效安装空间较小的环境中的应用问题。
本发明中输出线路板42可采用4-20mA标准输出的线路板,也可以用0-10V输出线路板、0-5V输出线路板和I2C输出的输出线路板代替,当需要更改为0-5V输出或0-10V输出时,则仅需要更换上层对应的输出线路板即可,当需要I2C输出时,仅在主线路板上引出4根线即可,从而使本芯体具有多种方式输出,功能健全,适用范围较大。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.具有多种输出的变送器芯体,包括壳体(1),所述壳体(1)下部边沿设有焊环(7),其特征在于:所述壳体(1)下部设有压力敏感芯片(2),所述压力敏感芯片(2)下部的壳体上固定有波纹膜片(3),所述壳体(1)上部开口且开口处设有数字温补双层电路板(4),所述数字温补双层电路板(4)整体通过传感器管脚(5)支撑在壳体(1)上,所述数字温补双层电路板(4)包括上下相互平行且保持一定间距的主线路板(41)和输出线路板(42),所述主线路板(41)置于输出线路板(42)下部,所述主线路板(41)上的传感器接口通过传感器管脚(5)中的引线与压力敏感芯片(2)上的传感器引脚连接,所述输出线路板(42)与主线路板(41)通过接插件(43)实现可拆卸式连接,所述输出线路板(42)与主线路板(41)的可拆式连接实现两线路板相对应网络接口的连接和实现对不同输出的输出线路板(42)的更换;所述数字温补双层电路板(4)中心设有与壳体(1)中的传感器导气口连接的导气管(6)。
2.根据权利要求1所述的具有多种输出的变送器芯体,其特征在于:所述输出线路板(42)可根据需要更换为4-20mA输出线路板、0-10V输出线路板、0-5V输出线路板和I2C输出。
3.根据权利要求2所述的具有多种输出的变送器芯体,其特征在于:所述主线路板(41)的电路图:包括芯体接口和NSA2860X数字调理芯片,所述芯体接口设有与压力敏感芯片(2)对应连接的I+、I-、S+、S-四个引脚,所述芯体接口的I+引脚与NSA2860X数字调理芯片的IEXC1和TEMP引脚连接,所述芯体接口的S+引脚经过电阻R20、C20和C22与NSA2860X数字调理芯片的VIP引脚连接,所述芯体接口的S-引脚经过电阻R21、C22和C21与NSA2860X数字调理芯片的VIN引脚连接,所述芯体接口的I-引脚连接电阻R22,所述电阻R20和VIP引脚连接一端经过电容C20接地,所述电阻R20、VIP引脚和电容C20共同连接电容C22一端,所述电阻R21和VIN引脚共同连接电容C22另一端和电容C21一端,所述电容C21另一端连接电阻R22并接地;电容C12一端连接NSA2860X数字调理芯片的AVDD引脚,电容C13一端连接NSA2860X数字调理芯片的VREFP引脚,所述电容C12和电容C13另一端共同连接稳压二极管D2的正极、电容C14并接地,所述稳压二极管D2的负极和电容C14共同连接三极管Q2的发射极E和数字调理芯片的VDDHV引脚,所述三极管Q2的集电极C和基极B通过电阻R10连接,所述三极管Q2的基极B和电阻R10一端共同连接NSA2860X数字调理芯片VCATE引脚,所述三极管Q2的集电极C和电阻R10另一端共同形成主线路板(41)的VCC接口;所述NSA2860X数字调理芯片的OWI引脚引出直接形成主线路板(41)的OWI接口;所述NSA2860X数字调理芯片的VOUT引脚引出直接形成主线路板(41)的Vout接口;所述NSA2860X数字调理芯片的FBN引脚引出直接形成主线路板(41)的FBN接口;所述NSA2860X数字调理芯片的FIJTER引脚通过电容C18引出形成主线路板(41)的GND接口;所述NSA2860X数字调理芯片的LOOPN引脚引出直接形成主线路板(41)的LOOPN接口。
4.根据权利要求3所述的具有多种输出的变送器芯体,其特征在于:所述4-20mA输出线路板的电路图:包括电阻R13一端形成与主线路板(41)对应连接的电源VCC接口,所述电阻R13另一端共同连接电感L3和晶体管T1的集电极,所述电感L3一端连接二极管D5的负极,所述电阻R14一端形成与主线路板(41)对应连接的OWI通讯接口,所述电阻R14另一端串联电容C16,所述电容C16和二极管D5正极共同连接二极管D6的负极且连接4-20mA输出线路板的24V+供电电源连接端J3;所述电阻R15一端形成与主线路板(41)对应连接的Vout接口,所述电阻R15另一端与晶体管T1的基极共同连接电容C17一端,所述电容C17另一端共同连接晶体管的发射极和电阻R17一端,所述电阻R17另一端连接电阻R18并形成与主线路板(41)对应连接的FBN接口和GND接口;所述电阻R18另一端连接电感L4并形成与主线路板(41)对应连接的LOOPN接口及连接电容C19,所述C19的另一端连接大地,所述电感L4与二极管D6正极连接并形成4-20mA输出线路板的4-20mA标准电路信号输出端J4。
5.根据权利要求3所述的具有多种输出的变送器芯体,其特征在于:所述0-10V输出线路板的电路图:包括电阻R3与电阻R1之间连有三极管Q2,所述电阻R3与三极管Q2的集电极共同连接二极管D2负极并形成0-10V输出线路板的电压输出线Vout;所述三极管Q2的发射极与电阻R1相连,所述电阻R2和电阻R5通过三极管Q3相连,所述三极管Q3的集电极和电阻R2共同连接三极管Q2的基极,所述三极管Q3的发射极和电阻R5共同连接电容C1一端,所述电容C1另一端和三极管Q3的基极共同连接电阻R7,所述电阻R7一端和电容C3连接并形成与主线路板(41)对应连接的Vout接口,所述电阻R3、电阻R4与电容C3另一端连接并形成与主线路板(41)对应连接的FBN接口;所述电阻R1、电阻R2与二极管D1的负极连接形成与主线路板(41)对应连接的VCC接口,所述二极管D1的正极与电容C2连接形成0-10V输出线路板的24V供电接口,所述电容C2与电阻R6串联,所述电阻R6另一端形成与主线路板(41)对应连接的OWI接口;所述电阻R4、电阻R5和二极管D2正极共同连接形成与主线路板(41)对应连接的GND接口并形成0-10V输出线路板的接地线GND。
6.根据权利要求3所述的具有多种输出的变送器芯体,其特征在于:所述0-5V输出线路板的电路图:包括二极管D1、稳压二极管D2、稳压二极管D3、电容C2和电容C4,所述二极管D1的负极和二极管D2的负极连接形成与主线路板(41)对应连接的VCC接口,所述二极管D1的正极形成0-5V输出线路板的5V电源供电,所述稳压二极管D2的正极接地;所述稳压二极管D3的负极和电容C2一端连接形成与主线路板(41)对应连接的OWI接口、out接口和FBN接口以及形成0-5V输出线路板的电压输出线Vout,所述稳压二极管D3的正极和电容C2、电容C4一端连接形成与主线路板(41)对应连接的GND接口并形成0-5V输出线路板的接地线GND,所述C4另一端接大地。
7.根据权利要求3所述的具有多种输出的变送器芯体,其特征在于:所述I2C输出是直接在主线路板(41)上引出四根带座子的排母VCC、GND、SDA、SCL即可。
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Citations (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07243928A (ja) * 1994-03-04 1995-09-19 Omron Corp 物理量測定センサ及びその製造方法並びに多層回路基板
US20040190593A1 (en) * 2003-03-27 2004-09-30 Ferguson Walter J. Temperature measurement device
TWM262698U (en) * 2004-03-18 2005-04-21 Metertek Technology Inc Manometer
CN201047790Y (zh) * 2007-05-23 2008-04-16 哈尔滨市东北汽车电子工程技术研究开发中心 油压传感器
CN201166595Y (zh) * 2008-01-31 2008-12-17 南京高华科技有限公司 硅压阻小体积高静压高差压变送器
CN101718606A (zh) * 2009-11-27 2010-06-02 李维平 双余度高可靠压力传感器
CN101832830A (zh) * 2010-03-22 2010-09-15 西安交通大学 一种齐平封装的耐高温高频响压力传感器
CN102023066A (zh) * 2010-05-31 2011-04-20 昆山双桥传感器测控技术有限公司 汽车通用压力传感器
CN102865963A (zh) * 2011-07-04 2013-01-09 台湾双叶工业股份有限公司 数字显示的压力计
CN202757724U (zh) * 2012-08-17 2013-02-27 上海文襄汽车传感器有限公司 双进气歧管压力传感器
CN203688133U (zh) * 2013-12-23 2014-07-02 大连高佳化工有限公司 取盐罐压力测量装置
CN104122029A (zh) * 2014-07-29 2014-10-29 广东科艺普实验室设备研制有限公司 新结构的气压压差传感器总成
CN104614116A (zh) * 2015-02-12 2015-05-13 威海海泰电子有限公司 船用柴油机压力传感器
CN204650088U (zh) * 2015-01-14 2015-09-16 艾默生(北京)仪表有限公司 液晶显示屏组件和变送器
CN106595941A (zh) * 2016-12-12 2017-04-26 芜湖纯元光电设备技术有限公司 一种压力检测用霍尔传感器
CN107219027A (zh) * 2017-07-17 2017-09-29 合肥皖科智能技术有限公司 一种陶瓷电容压力传感器的封装结构
CN207456672U (zh) * 2017-12-06 2018-06-05 南昌工控电装有限公司 一种压差传感器
CN108318176A (zh) * 2017-01-17 2018-07-24 无锡市惠华特种仪表有限公司 一种智能电接点压力表
CN208223704U (zh) * 2018-05-15 2018-12-11 宝鸡市兴宇腾测控设备有限公司 一种无线压力变送器
CN208242051U (zh) * 2018-06-21 2018-12-14 迈格仪表(成都)有限公司 一种多层多方向插拔式压力变送器的电路模块
CN210008070U (zh) * 2019-04-12 2020-01-31 威廉姆斯(苏州)控制系统有限公司 一种传感器
CN111174967A (zh) * 2020-01-19 2020-05-19 宝鸡市兴宇腾测控设备有限公司 性能统一及可互换型数字传感器
CN210893490U (zh) * 2019-11-25 2020-06-30 松诺盟科技有限公司 一种简式可拆卸压力传感器
CN212275131U (zh) * 2020-09-22 2021-01-01 宝鸡市兴宇腾测控设备有限公司 具有多种输出的变送器芯体

Patent Citations (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07243928A (ja) * 1994-03-04 1995-09-19 Omron Corp 物理量測定センサ及びその製造方法並びに多層回路基板
US20040190593A1 (en) * 2003-03-27 2004-09-30 Ferguson Walter J. Temperature measurement device
TWM262698U (en) * 2004-03-18 2005-04-21 Metertek Technology Inc Manometer
CN201047790Y (zh) * 2007-05-23 2008-04-16 哈尔滨市东北汽车电子工程技术研究开发中心 油压传感器
CN201166595Y (zh) * 2008-01-31 2008-12-17 南京高华科技有限公司 硅压阻小体积高静压高差压变送器
CN101718606A (zh) * 2009-11-27 2010-06-02 李维平 双余度高可靠压力传感器
CN101832830A (zh) * 2010-03-22 2010-09-15 西安交通大学 一种齐平封装的耐高温高频响压力传感器
CN102023066A (zh) * 2010-05-31 2011-04-20 昆山双桥传感器测控技术有限公司 汽车通用压力传感器
CN102865963A (zh) * 2011-07-04 2013-01-09 台湾双叶工业股份有限公司 数字显示的压力计
CN202757724U (zh) * 2012-08-17 2013-02-27 上海文襄汽车传感器有限公司 双进气歧管压力传感器
CN203688133U (zh) * 2013-12-23 2014-07-02 大连高佳化工有限公司 取盐罐压力测量装置
CN104122029A (zh) * 2014-07-29 2014-10-29 广东科艺普实验室设备研制有限公司 新结构的气压压差传感器总成
CN204650088U (zh) * 2015-01-14 2015-09-16 艾默生(北京)仪表有限公司 液晶显示屏组件和变送器
CN104614116A (zh) * 2015-02-12 2015-05-13 威海海泰电子有限公司 船用柴油机压力传感器
CN106595941A (zh) * 2016-12-12 2017-04-26 芜湖纯元光电设备技术有限公司 一种压力检测用霍尔传感器
CN108318176A (zh) * 2017-01-17 2018-07-24 无锡市惠华特种仪表有限公司 一种智能电接点压力表
CN107219027A (zh) * 2017-07-17 2017-09-29 合肥皖科智能技术有限公司 一种陶瓷电容压力传感器的封装结构
CN207456672U (zh) * 2017-12-06 2018-06-05 南昌工控电装有限公司 一种压差传感器
CN208223704U (zh) * 2018-05-15 2018-12-11 宝鸡市兴宇腾测控设备有限公司 一种无线压力变送器
CN208242051U (zh) * 2018-06-21 2018-12-14 迈格仪表(成都)有限公司 一种多层多方向插拔式压力变送器的电路模块
CN210008070U (zh) * 2019-04-12 2020-01-31 威廉姆斯(苏州)控制系统有限公司 一种传感器
CN210893490U (zh) * 2019-11-25 2020-06-30 松诺盟科技有限公司 一种简式可拆卸压力传感器
CN111174967A (zh) * 2020-01-19 2020-05-19 宝鸡市兴宇腾测控设备有限公司 性能统一及可互换型数字传感器
CN212275131U (zh) * 2020-09-22 2021-01-01 宝鸡市兴宇腾测控设备有限公司 具有多种输出的变送器芯体

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