采用MAX1452信號調(diào)理的壓力變送器設(shè)計方案初步
1 通過對MAX1452的了解和實驗,采用MAX1452電路設(shè)計0.2級的壓力變送器電路,電路的基本功能如下:
1.1 穩(wěn)定的傳感器無需調(diào)零、調(diào)整溫漂,直接用于變送器的裝配,變送器能對傳感器溫漂及變送器自身的溫漂進行連續(xù)溫度點補償,達到變送器在全溫區(qū)范圍內(nèi)的零點和滿量程輸出不發(fā)生改變或很小的改變。變送器的溫度范圍為-40~85℃。1.2 變送器具有線性補償功能。1.3 電路與現(xiàn)有變送器電路可互換。1.4 電路設(shè)手動零點、量程電位器調(diào)節(jié)電位器,方便用戶現(xiàn)場調(diào)節(jié)。另設(shè)通訊調(diào)節(jié)功能,有防振要求時,可不需要調(diào)節(jié)電位器進行零點和滿量程調(diào)節(jié)。1.5 電路為單電源供電,供電電壓為12~36VDC,可實現(xiàn)0~5VDC、1~5VDC、0.5~4.5VDC等電壓型輸出。設(shè)計中須解決的關(guān)鍵問題是如何將MAX1452串入信號處理回路中,根據(jù)MAX1452的自身特性,著重解決下列問題。
2.1 變送器的線性補償問題。由于電路自身不帶線性補償功能,需要外加補償電路,補償電路采用加法電路,讓激勵電壓隨輸出增加而增加,從而使傳感器下彎的線性特性得以補償。
2.2 變送器的通信電源問題。 變送器要與計算機通信,實現(xiàn)計算機對變送器的調(diào)校功能,必須加通信適配器,適配器的電源由電路板提供,適配器在工作時的電流為40mA左右,當電路正常工作時,電路的消耗電流為4 mA左右,如選用大電流穩(wěn)壓塊,器件不僅體積大而且浪費資源,所以擬在通信時采用外部電源,正常工作時采用內(nèi)部電源,因此要做兩塊電路板,一塊為前級信號處理部分,另一塊為后級信號變換和電源部分,在組裝變送器時,第一塊電路板先單獨使用,這時采用外部穩(wěn)壓電源給變送器供電,通過溫循和測試,將變送器的零點、量程、零點量程溫漂、線性補好,使其輸出0.5~4.5VDC標準信號。然后將它視為一個標準的傳感器,再加上后級電路對它進行處理和信號變換。
2.3由于采用的芯片和元件較多,電路板要做小,必須采用兩塊電路板,含MAX1452的電路板,因為MAX1452是貼片的元件,為節(jié)省空間,整塊電路板采用貼片元件,上層電路板視元件體積大小決定采用何種封裝形式的元件
3 電路實現(xiàn)框圖,電路信號通路如圖所示
圖中:A1 為前置放大部分。A2 為MAX1452。A3 為后級緩沖電路,用于電壓信號變換。由A1、A2、A4部分組成第一塊電路板,第一塊電路板的設(shè)計溫度范圍是-40~125℃。本文源自澤天傳感,版權(quán)所有,轉(zhuǎn)載請保留出處。
4、電源電路可以采用LM117,其性能測試情況簡要說明如下:
4.1 LM117/883在12V供電,負載57mA,常溫輸出5.723V。在高溫100度時,輸出為5.600V;在高溫106度時,輸出為3.2V。說明LM117/883受負載大小和壓差影響,在常溫段輸出電壓穩(wěn)定,在高溫段不一定穩(wěn)定。
4.2 在40度時,27.4V供電,LM117/883輸出5.701V,帶負載14mA,在125度下,輸入電壓不能超過16.4V,否則輸出將會大幅下降。
4.3 LM117/883:27.4V供電,輸入端串0.5W800ohm電阻,分壓9.9V,電流輸入為12.4mA,輸出電壓為5.732V,輸出電流為7mA。800ohm電阻實際功率為12.4*12.4*800=0.135W。125度為5.712V,穩(wěn)定30分鐘后輸出仍為5.713V,穩(wěn)定。在知道負載的條件下,使用電阻分壓降壓測試結(jié)果表明可行,但必須使用GJB RJ系列電阻,在高溫下按降額曲線使用。