一種基于線性光耦的壓力傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及傳感器領(lǐng)域，尤其涉及一種基于線性光耦的壓力傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有微機(jī)處理器接收壓力信號時一般會在壓力輸入信號與輸出信號之間進(jìn)行保持隔離，常采用隔離放大器。隔離放大器的使用，會使整個設(shè)備成本提高，同時使整個電路變得更為復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型要解決以上技術(shù)問題，提供一種基于線性光耦的壓力傳感器。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是:一種基于線性光耦的壓力傳感器，包括線性光耦U3、第一運算放大器Ul、第二運算放大器U2、第一電阻Rl、第二電阻R2、第三電阻R3、第一電容Cl、第二電容C2，所述線性光耦U3包括發(fā)光二極管LED、第一光敏二極管PDl和第二光敏二極管TO2，所述第一運算放大器Ul的I管腳為正向輸入端，所述第一運算放大器Ul的3管腳為負(fù)向輸入端，所述第一運算放大器Ul的4管腳為輸出端，所述線性光耦U3的I管腳為所述發(fā)光二極管LED的陰極，所述線性光耦U3的2管腳為所述發(fā)光二極管LED的陽極，所述線性光耦U3的3管腳為所述第一光敏二極管HH的陰極，所述線性光耦U3的4管腳為所述第一光敏二極管PDl的陽極，所述線性光耦U3的5管腳為所述第二光敏二極管PD2的陽極，所述線性光耦U3的6管腳為所述第二光敏二極管TO2的陰極，所述第二運算放大器U2的I管腳為正向輸入端，所述第二運算放大器U2的3管腳為負(fù)向輸入端，所述第二運算放大器U2的4管腳為輸出端，
[0005]所述第一電阻Rl的一端為信號輸入端，所述第一電阻Rl的另一端分別連接所述第一電容Cl的一端、所述第一運算放大器Ul的3管腳和所述線性光親U3的3管腳，所述第一電容Cl的另一端分別連接所述第一運算放大器Ul的4管腳和所述第二電阻R2的一端，所述第二電阻R2的另一端連接所述線性光耦U3的I管腳，所述線性光耦U3的6管腳分別連接所述第二電容C2的一端、所述第三電阻R3的一端和所述第二運算放大器U2的3管腳，所述線性光耦U3的5管腳與所述第二運算放大器U2的I管腳相連，所述第二電容C2的另一端和所述第三電阻R3的另一端均連接所述第二運算放大器U2的4管腳，所述第一運算放大器Ul的I管腳、2管腳均接輸入地端，所述第一運算放大器Ul的5管腳接輸入電源端，所述線性光耦U3的2管腳接輸入電源，所述線性光耦U3的4管腳接輸入地端，所述第二運算放大器U2的I管腳、2管腳接輸出地端，所述第二運算放大器U2的5管腳接輸出電源，所述第二運算放大器U2的4管腳為信號輸出端。
[0006]所述線性光耦U3采用HCNR201芯片。
[0007]所述第一運算放大器U1、所述第二運算放大器U2均采用LMV321芯片。
[0008]本實用新型具有的優(yōu)點和積極效果是:一種基于線性光耦的壓力傳感器，通過電路設(shè)計，能精確地傳送模擬信號，輸入信號與輸出信號隔離，輸入地端與輸出地端相互隔離，線性光耦輸出信號隨輸入信號變化而成比例變化，使信號輸出端的輸出電壓具有穩(wěn)定性和線性，其增益可以通過調(diào)整第一電阻Rl和第三電阻R3的值實現(xiàn)，它為模擬信號傳輸中隔離電路的簡單化、高精度化帶來了方便。
【附圖說明】
[0009]圖1是一種基于線性光耦的壓力傳感器的電路連接圖。
【具體實施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施例做詳細(xì)說明。
[0011]如圖1所示，一種基于線性光耦的壓力傳感器，包括線性光耦U3、第一運算放大器Ul、第二運算放大器U2、第一電阻Rl、第二電阻R2、第三電阻R3、第一電容Cl、第二電容C2，所述線性光耦U3包括發(fā)光二極管LED、第一光敏二極管HH和第二光敏二極管TO2，所述第一運算放大器Ul的I管腳為正向輸入端，所述第一運算放大器Ul的3管腳為負(fù)向輸入端，所述第一運算放大器Ul的4管腳為輸出端，所述線性光耦U3的I管腳為所述發(fā)光二極管LED的陰極，所述線性光耦U3的2管腳為所述發(fā)光二極管LED的陽極，所述線性光耦U3的3管腳為所述第一光敏二極管HH的陰極，所述線性光耦U3的4管腳為所述第一光敏二極管roi的陽極，所述線性光耦U3的5管腳為所述第二光敏二極管TO2的陽極，所述線性光耦U3的6管腳為所述第二光敏二極管PD2的陰極，所述第二運算放大器U2的I管腳為正向輸入端，所述第二運算放大器U2的3管腳為負(fù)向輸入端，所述第二運算放大器U2的4管腳為輸出端，
[0012]所述第一電阻Rl的一端為信號輸入端，所述第一電阻Rl的另一端分別連接所述第一電容Cl的一端、所述第一運算放大器Ul的3管腳和所述線性光親U3的3管腳，所述第一電容Cl的另一端分別連接所述第一運算放大器Ul的4管腳和所述第二電阻R2的一端，所述第二電阻R2的另一端連接所述線性光耦U3的I管腳，所述線性光耦U3的6管腳分別連接所述第二電容C2的一端、所述第三電阻R3的一端和所述第二運算放大器U2的3管腳，所述線性光耦U3的5管腳與所述第二運算放大器U2的I管腳相連，所述第二電容C2的另一端和所述第三電阻R3的另一端均連接所述第二運算放大器U2的4管腳，所述第一運算放大器Ul的I管腳、2管腳均接輸入地端，所述第一運算放大器Ul的5管腳接輸入電源端，所述線性光耦U3的2管腳接輸入電源，所述線性光耦U3的4管腳接輸入地端，所述第二運算放大器U2的I管腳、2管腳接輸出地端，所述第二運算放大器U2的5管腳接輸出電源，所述第二運算放大器U2的4管腳為信號輸出端。
[0013]所述線性光耦U3采用HCNR201芯片。
[0014]所述第一運算放大器U1、所述第二運算放大器U2均采用LMV321芯片。
[0015]一種基于線性光耦的壓力傳感器的工作原理:當(dāng)有壓力傳感器電壓VIN輸入時，第一運算放大器Ul的輸出使發(fā)光二極管LED上有電流if流過，且輸入電壓的變化體現(xiàn)在電流if上，并驅(qū)動發(fā)光二極管LED發(fā)光把電信號轉(zhuǎn)變成光信號。發(fā)光二極管LED發(fā)出的光被第一光敏二極管PDl探測到并產(chǎn)生光電流ipdl。同時，輸入電壓VIN也會產(chǎn)生電流流過第一電阻R1。假定第一運算放大器Ul是理想運放，則沒有電流流入第一運算放大器Ul的輸入端，流過第一電阻Rl的電流將會流過第一光敏二極管PDl到地，因此，ipdl = VIN/R1。ipdl只取決于輸入電壓VIN和Rl的值，與發(fā)光二極管LED的光輸出特性無關(guān)。又因發(fā)光二極管LED發(fā)出的光同時照射在兩個光敏二極管上，且第一光敏二極管PDl和第二光敏二極管PD2完全相同的，理想情況下ipd2應(yīng)該等于ipdl。定義一個系數(shù)k，有ipdl=k*ipd2，k約為I ±5%。第二運算放大器U2和第三電阻R3把ipd2轉(zhuǎn)變成輸出電壓VOUT，有V0UT = ipd2*R3，組合上面的3個方程得到輸出電壓和輸入電壓關(guān)系:V0UT/VIN=K*R2/R1，因此，輸出電壓VOUT具有穩(wěn)定性和線性，其增益可通過調(diào)整R3與Rl的值來實現(xiàn)，通常取Rl和R3的值相同。
[0016]—種基于線性光耦的壓力傳感器，通過電路設(shè)計，能精確地傳送模擬信號，輸入信號與輸出信號隔離，輸入地端與輸出地端相互隔離，線性光耦輸出信號隨輸入信號變化而成比例變化，使信號輸出端的輸出電壓具有穩(wěn)定性和線性，其增益可以通過調(diào)整第一電阻Rl和第三電阻R3的值實現(xiàn)，它為模擬信號傳輸中隔離電路的簡單化、高精度化帶來了方便。
[0017]以上對本實用新型的實施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但所述內(nèi)容僅為本實用新型的較佳實施例，不能被認(rèn)為用于限定本發(fā)明的實施范圍。凡依本實用新型范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本專利涵蓋范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種基于線性光耦的壓力傳感器，其特征在于:包括線性光耦U3、第一運算放大器Ul、第二運算放大器U2、第一電阻Rl、第二電阻R2、第三電阻R3、第一電容Cl、第二電容C2，所述線性光耦U3包括發(fā)光二極管LED、第一光敏二極管HH和第二光敏二極管TO2，所述第一運算放大器Ul的I管腳為正向輸入端，所述第一運算放大器Ul的3管腳為負(fù)向輸入端，所述第一運算放大器Ul的4管腳為輸出端，所述線性光耦U3的I管腳為所述發(fā)光二極管LED的陰極，所述線性光耦U3的2管腳為所述發(fā)光二極管LED的陽極，所述線性光耦U3的3管腳為所述第一光敏二極管HH的陰極，所述線性光耦U3的4管腳為所述第一光敏二極管roi的陽極，所述線性光耦U3的5管腳為所述第二光敏二極管TO2的陽極，所述線性光耦U3的6管腳為所述第二光敏二極管PD2的陰極，所述第二運算放大器U2的I管腳為正向輸入端，所述第二運算放大器U2的3管腳為負(fù)向輸入端，所述第二運算放大器U2的4管腳為輸出端， 所述第一電阻Rl的一端為信號輸入端，所述第一電阻Rl的另一端分別連接所述第一電容Cl的一端、所述第一運算放大器Ul的3管腳和所述線性光親U3的3管腳，所述第一電容Cl的另一端分別連接所述第一運算放大器Ul的4管腳和所述第二電阻R2的一端，所述第二電阻R2的另一端連接所述線性光耦U3的I管腳，所述線性光耦U3的6管腳分別連接所述第二電容C2的一端、所述第三電阻R3的一端和所述第二運算放大器U2的3管腳，所述線性光耦U3的5管腳與所述第二運算放大器U2的I管腳相連，所述第二電容C2的另一端和所述第三電阻R3的另一端均連接所述第二運算放大器U2的4管腳，所述第一運算放大器Ul的I管腳、2管腳均接輸入地端，所述第一運算放大器Ul的5管腳接輸入電源端，所述線性光耦U3的2管腳接輸入電源，所述線性光耦U3的4管腳接輸入地端，所述第二運算放大器U2的I管腳、2管腳接輸出地端，所述第二運算放大器U2的5管腳接輸出電源，所述第二運算放大器U2的4管腳為信號輸出端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于線性光耦的壓力傳感器，其特征在于:所述線性光耦U3采用HCNR201芯片。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于線性光耦的壓力傳感器，其特征在于:所述第一運算放大器U1、所述第二運算放大器U2均采用LMV321芯片。
【專利摘要】本實用新型提供一種基于線性光耦的壓力傳感器，包括線性光耦U3、第一運算放大器U1、第二運算放大器U2、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第一電容C1、第二電容C2，所述線性光耦U3包括發(fā)光二極管LED、第一光敏二極管PD1和第二光敏二極管PD2。一種基于線性光耦的壓力傳感器，通過電路設(shè)計，能精確地傳送模擬信號，輸入信號與輸出信號隔離，輸入地端與輸出地端相互隔離，線性光耦輸出信號隨輸入信號變化而成比例變化，使信號輸出端的輸出電壓具有穩(wěn)定性和線性，其增益可以通過調(diào)整第一電阻R1和第三電阻R3的值實現(xiàn)，它為模擬信號傳輸中隔離電路的簡單化、高精度化帶來了方便。
【IPC分類】G01L1/00
【公開號】CN205317377
【申請?zhí)枴緾N201620075044
【發(fā)明人】林源文, 殷希, 朱世林, 何俊, 許福偉
【申請人】揚州恒春電子有限公司
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年1月26日