| 液位變送器輸出的變換 |
| 沈陽化工學院 孫立紅 王春暉 |
| 摘 要：介紹了液位傳感器調(diào)理電路的設(shè)計及變送器在不同應(yīng)用場合所需的不同的輸出形式 關(guān)鍵詞：變送器;輸出;變換 |
| ---傳感器技術(shù)已日趨成熟,液位變送器已廣泛應(yīng)用于工業(yè)過程控制。雖然傳感器制造技術(shù)在飛速發(fā)展,但傳感器（敏感器件）輸出的信號還存在一些問題,如溫漂問題,各種傳感器都存在零點和靈敏度溫漂,必須減小漂移來滿足檢測和控制的精度要求;各種傳感器還都存在非線性問題,因此需要對傳感器輸出的信號要進行線性化;大部分傳感器的輸出信號都比較小,尤其是金屬膜傳感器輸出的信號更小,必須放大并使輸出信號標準化,設(shè)計變送器信號調(diào)理電路可以解決上述問題。 1 變送器信號調(diào)理電路的設(shè)計  ---對于輸出信號很小,甚至只有幾mV的傳感器在制作4～20mA液位變送器時,可以使用性能優(yōu)良的儀表放大器,如INA118,對溫度補償、線性化、放大以及輸出全面考慮,設(shè)計出滿足需求的液位變送器電路。 ---也可以應(yīng)用變送器電路塊,如xTR106,這是美國BB公司的產(chǎn)品。具體電路如圖3所示,用該電路組裝的變送器經(jīng)過長期運行,各方面的性能都很好,其中用Wl調(diào)零點,W2調(diào)量程,R3調(diào)靈敏度溫漂,R8調(diào)線性。  2 變送器輸出的變換 2.1 4～20mA變換為0～5V ---利用OP295放大器的變換電路 ---OP295為雙運放電路,噪聲低,精度高,可輸入和輸出正負信號。單電源工作3～36V,低失調(diào)電壓300μV,高開環(huán)增益1000V/mV,每個放大器的電源電流最大為150μA,輸出電流±18mA,工作溫度-40～125℃。是一種很好的放大器。 ---用OP295放大器構(gòu)成的4～20mA變換為0～5V的原理圖如圖4所示。其中R1為取樣電阻,W1和W2分別為調(diào)零位和滿位的電位器,二極管組用于共模調(diào)整,8V電壓可用LM317得到。該電路組裝調(diào)試便捷,精度高。  ---利用BB公司的RCV420的變換電路---RCV420是 BB公司的產(chǎn)品。它能將4～20mA變換為0～5V。它的電源電壓額定值為±15V,靜態(tài)電流為3mA,工作溫度范圍-55～125℃。雖然說明書中給出的電源是雙電源,但也可以應(yīng)用于單電源0～24V的場合,這就十分方便,應(yīng)用時不加任何外部元件（見圖5）。 2.2 4～20mA變換為0～10mA  ---把4～20mA變換為0～10mA的電路如圖6所示。這個電路雖然比較復(fù)雜,但性能穩(wěn)定可靠。---設(shè)R1上的壓降（取樣電壓）為Vi,經(jīng)推導(dǎo)可以得到流經(jīng)RL上的電流為I=(Vi-1)/R11 。很顯然,如果變送器在零位時輸出4mA,在250Ω的取樣電阻的壓降為1V,于是I=0。如果變送器輸出為20mA,Vi=5V,則I=(5-1)/R11,適當選取R11,可得I=10mA。 2.3雙4～20mA輸出 ---有時為應(yīng)用方便,一個變送器需用兩個或多個4～20mA輸出。圖7給出了在實際應(yīng)用中很成功的解決  方法。---實際電路由OP295和9015PNP管構(gòu)成,調(diào)解R1使其輸出為4～20mA,就成了雙4～20mA輸出。這個電路輸出穩(wěn)定可靠。 3 結(jié)語 參考文獻 |
1.1 溫度漂移的處理
