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          采用MAX1452信號調理的壓力變送器設計方案初步

          發布時間:2018-11-28??????發布人:湖南澤天??????點擊:

          1  通過對MAX1452的了解和實驗,采用MAX1452電路設計0.2級的壓力變送器電路,電路的基本功能如下:

          1.1 穩定的傳感器無需調零、調整溫漂,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溫度點補償,達到變送器在全溫區范圍內的零點和滿量程輸出不發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 電路與現有變送器電路可互換。1.4 電路設手動零點、量程電位器調節電位器,方便用戶現場調節。另設通訊調節功能,有防振要求時,可不需要調節電位器進行零點和滿量程調節。1.5 電路為單電源供電,供電電壓為12~36VDC,可實現0~5VDC、1~5VDC、0.5~4.5VDC等電壓型輸出。設計中須解決的關鍵問題是如何將MAX1452串入信號處理回路中,根據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,實現計算機對變送器的調校功能,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 電路實現框圖,電路信號通路如圖所示

          采用Max1452信號調理的壓力變送器設計方案

          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,第一塊電路板的設計溫度范圍是-40~125℃。本文源自澤天傳感,版權所有,轉載請保留出處。

          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定,在高溫段不一定穩定。

          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,穩定30分鐘后輸出仍為5.713V,穩定。在知道負載的條件下,使用電阻分壓降壓測試結果表明可行,但必須使用GJB RJ系列電阻,在高溫下按降額曲線使用。

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