本發明專利技術屬于柴油機監控技術領域，公開一種用于壓力變送器的信號采樣保護電路，該方法采用的電路是具有對壓力變送器信號進行轉換、放大和采樣及對單路傳感器的過流保護功能的壓力變送器的信號采樣電路Part_B；所述的壓力變送器的信號采樣電路Part_B由場效應管Q4通過分壓電阻與運放器U2相連組成。本發明專利技術與壓力變送器的供電電源保護電路結合的測量電路，適用于柴油機冷卻水、滑油、進機空氣等介質的壓力信號的測量，實現了對壓力變送器供電電源保護和信號采樣保護，降低了因為接線錯誤、變送器損壞而引起的測量電路損壞的風險，提高了柴油機監控系統的安全性、可靠性。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于柴油機監控
，主要涉及用于柴油機冷卻水、滑油、進機空氣等 介質的壓力信號測量的一種用于壓力變送器的信號采樣保護方法及保護電路，也可推廣應 用于其它動力裝備的監控系統中。
技術介紹
壓力信號測量是工業自動化控制中常用的測量技術手段，根據應用場合、測量范 圍、精度要求、應用成本等因素，所選取的傳感器類型各不相同。目前柴油機監控常用的壓 力傳感器多為壓力變阻器和壓力變送器兩種形式，壓力變阻器隨壓力變化輸出線性電阻信 號，該種傳感器造價低廉、使用廣泛，但隨著測量線路的延長引起線路電阻增加進而引起測 量誤差將增大;壓力變送器則隨壓力值變化輸出4_20mA線性電流信號，可以消除傳輸線路 電阻引起的信號誤差，隨著工藝改進及造價降低該種傳感器應用越來越廣泛。壓力變送器 測量電路中包含供電電源和信號采集兩個部分，電路的工作可靠性將直接影響信號采集的 正確性，進而影響柴油機運行的安全性、可靠性。
技術實現思路
為解決上述技術問題，本專利技術的目的是提出一種用于壓力變送器的信號采樣保護 方法及保護電路。 本專利技術為完成其專利技術任務采用如下技術方案： 一種用于壓力變送器的信號采樣保護電路，是具有對壓力變送器信號進行轉換、放大 和采樣及對單路傳感器的過流保護功能的壓力變送器的信號采樣電路Part_B;所述的壓力 變送器的信號采樣電路Part_B-端通過接線端P-與系統外部壓力變送器信號輸出端連接， 另一端連接處理器MCU;所述的壓力變送器的信號采樣電路Part_B由場效應管Q4通過分壓 電阻與運放器U2相連組成。 -種用于壓力變送器的信號采樣保護電路，與場效應管Q4相連的取樣電阻取樣端 為D端點。 一種用于壓力變送器的信號采樣保護電路，所述運放器U2型號為AD8608,運放器 U2輸出端為F端點。 -種用于壓力變送器的信號采樣保護電路，所述場效應管Q4型號為2N7002。 -種用于壓力變送器的信號采樣保護方法，其步驟如下： 1) 、將壓力變送器的信號采樣保護電路與壓力變送器相連，將采集的電信號傳輸至處 理器MCU輸入端； 2) 、壓力變送器的信號采樣電路采用的是傳感器通道采集電路Part_B，其具有對壓力 變送器信號進行轉換、放大和采樣，同時具有對單路傳感器的過流保護功能； 傳感器通道采集電路Part_B，是每個傳感器通道采集電路Part_B輸出采樣信號 Output-MCU-AD分別送入MCU進行AD采樣 同時，處理器MCU輸出1路供電控制信號MCU-PW-CRT和12路通道控制信號MCU-CH-CRT， 前者能夠實現對測量電路的供電控制，后者能夠實現對每個通道采集電路的單獨控制； 每個傳感器通道采集電路Part_B將壓力變送器輸入的4-20mA信號轉換為電壓信號并 放大后送入處理器MCU，處理器MCU根據電壓值計算出電流值，并根據電流與壓力的轉換公 式計算出實際的壓力值;處理器MCU對輸入電壓UF進行12位AD轉換，有 UF B ，…、 '兩-(18) 運放U2對UD起到放大2倍的作用，故 i/F = 2x〇D (19) 根據傳感器壓力與電流的關系，以O-IMPa量程為例，待測壓力值P* " ΙΖ? - ?υΟΜ (20) 0.016 根據ID與D點電壓UD有如下關系： m UD ID =(21) 120 將公式（18)、（19)、（21)代入(20)可得 ........^^--0 004 F_ 4096x2x120 (22) _ ?.016 MCU按照公式(22 )即可計算出待測壓力值，單位MPa; 壓力變送器信號的量程為4-20mA，對應輸入電壓UF的范圍為0.96-4.8V，當MCU檢測到 輸入電壓UF超過此量程上限時，認為需要對該通道傳感器進行過流保護，故強制置MCU-CH-CRT為邏輯0;場效應管Q4為N溝道M0S管，其柵源極閥值電壓V GS(th) =3V，當MCU-CH-CRT為邏 輯0時，場效應管Q4的柵源極電壓VGS ? 0V<VGS(th)，則Q4關斷，傳感器被斷開，達到了對該通 道傳感器過流保護的目的。由于采用如上所述的技術方案，本專利技術具有如下優越性： 一種用于壓力變送器的信號采樣保護方法及保護電路與具有供電控制和總電流過流 保護功能的壓力變送器的供電電源電路Part_A結合構成的測量電路，實現了基本測量功能 的同時增加了壓力變送器供電電源保護和信號采樣保護，降低了因為接線錯誤、變送器損 壞而引起的測量電路損壞的風險，提高了柴油機監控系統的安全性、可靠性。【附圖說明】圖1為用于壓力變送器的測量電路圖。圖2為圖1壓力變送器的信號采樣電路大圖。【具體實施方式】結合附圖和具體實施例對本專利技術加以說明： 如圖1、2所示，一種用于壓力變送器的信號采樣保護電路，是具有對壓力變送器信號進 行轉換、放大和采樣及對單路傳感器的過流保護功能的壓力變送器的信號采樣電路Part_ B;所述的壓力變送器的信號采樣電路Part_B-端通過接線端P-與系統外部壓力變送器信 號輸出端連接，另一端連接處理器MCU;所述的壓力變送器的信號采樣電路Part_BS場效應 管Q4通過取樣電阻與運放器U2相連組成。與場效應管Q4相連的取樣電阻取樣端為D端點，運 放器AD8608輸出端為F端點；場效應管Q4型號為2N7002。壓力變送器的信號采樣電路具有供電控制和總電流過流保護功能的壓 力變送器的供電電源電路Par t_A結合構成壓力變送器的測量電路； 其中的壓力變送器的供電電源電路Part_A-端通過接線端P+與系統外部壓力變送器 電源端連接，另一端連接直流電源24V;壓力變送器的供電電源電路Part_AS二極管D1通過 三極管Q1與場效應管Q2相連，三極管Q1與場效應管Q2相連B端點通過三極管Q3連接處理器 MCU;三極管Q1與場效應管Q2相連B端點與比較器LM2901相連;場效應管Q2型號為FQD17P06。 與具有供電控制和總電流過流保護功能的壓力變送器的供電電源電路par〖_八結 合構成壓力變送器測量電路的測量方法，在為壓力變送器供電的同時完成對壓力變送器信 號的轉換、放大和采樣，并具有分級過流保護功能，即對測量電路的總電流和各采集通道的 分電流都有對應的過流保護； 1)、將4-20mA測量電路采集的電信號傳輸至處理器MCU第四輸入端，其中壓力變送器以 串連方式接入電路； 2 )、4-20mA測量電路的壓力變送器的供電電源電路Par t_A，具有供電控制和總電流過 流保護功能； 是通過控制信號MCU-PW-CRT實現對4-20mA測量電路的供電通斷控制，供電控制信號 MCU-PW-CRT與供電狀態的關系： 當控制信號MCU-PW-CRT為邏輯1時，電壓UE接近5V，三極管Q3飽和導通，在電阻R2、電阻 R3的分壓作用下電壓UB約為12V，場效應管Q2為P溝道M0S管，其柵源極閥值電壓VGS(th)=4V， 實際Q2的柵源極電壓V GS ? 24V-UB = 12V > VGS(th)故Q2導通，24V供電電源被接入測量電路； 當控制信號MCU-PW-CRT為邏輯0時，對應輸入電壓UE接近0V，三極管Q3截止，電壓UB約 為24V，三極管Q2的柵源極電壓VGS ? 24V-UB = 0V&本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種用于壓力變送器的信號采樣保護電路，其特征是：是具有對壓力變送器信號進行轉換、放大和采樣及對單路傳感器的過流保護功能的壓力變送器的信號采樣電路Part_B；所述的壓力變送器的信號采樣電路Part_B一端通過接線端P?與系統外部壓力變送器信號輸出端連接，另一端連接處理器MCU；所述的壓力變送器的信號采樣電路Part_B由場效應管Q4通過取樣電阻與運放器U2相連組成。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：楊迅，于楊，
申請(專利權)人：河南柴油機重工有限責任公司，
類型：發明
國別省市：河南;41
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