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三線制 4 ~ 20mA 硅壓阻橋變送器簡介


發(fā)布時間:

2019-11-21

硅壓阻惠斯通橋傳感器是目前工業(yè)上普遍常用的壓力傳感器。其優(yōu)點是低成本、可批量生產。其缺點是零位(offset)和滿度(FSO)的誤差和排線性大、溫漂也大。

MAX1452提供了查表式溫度修正,使得硅壓阻惠斯通橋可以可靠地應用于寬溫度區(qū)間,且能有效地提高測量精度。它的輸出為模擬電壓量,不適合于長線傳輸。

但在工程使用時,由MAX1452搭建的變送器距離后續(xù)的數(shù)采集須均有一定間距,中間有可能還要經過電連接器。線纜上的寄生電參數(shù)大,致使在復雜電磁環(huán)境下,電壓輸出到末端時的信噪比很差,嚴重影響了測量精度。

由于回路上的電流不會受線纜上寄生的寄生電感(L)寄生電容(C)以及串聯(lián)電阻(R)的影響,故工程上的普遍認知是回路電流可以傳輸?shù)谋容^遠,且不損失信噪比。工業(yè)標準4 ~ 20mA電流環(huán)的概念就是基于以上事實制定的,并且大量應用。          

                           

HJ14521簡介
 
 

陜西航晶微電子HJ14521是采用厚膜工藝技術集成的精密三線制4 ~20mA電流輸出型硅壓阻傳感器調理電路,主要由MAX1452模擬傳感器信號處理電路、線性穩(wěn)壓電源,一個精密基準電壓源、多個精密寬帶運算放大器和多個精密匹配電阻對組成,整個器件單電源供電,浮地GNDI是MAX1452的參考地,從而將MAX1452的輸出電壓0 ~5V轉換成輸出電流4 ~20mA輸出,進一步優(yōu)化使用,可以傳長線,提高抗噪能力,提高集成度。它能夠承受極端的環(huán)境應力和惡劣的電磁環(huán)境。

以往的硅壓阻變送器一般都是電壓輸出,該硅壓阻變送器,能夠將壓力信號轉換成等比例的4~20mA的電流信號,它結構小巧, 保護措施完備,在輸出端設計了保護二級管,防止輸出導線上出現(xiàn)的浪涌電壓,電源輸入端有防接反功能。它性能優(yōu)良,改進了MAX1452的不足之處,部分電路重新設計,雖然,MAX1452公司給出了用MAX1452內部的獨立運算放大器,結構一部分外用分立器件可以構成一個兩線制4 ~20mA電流輸出環(huán)。但由于內部獨立運算放大器性能指標差,電壓轉電流的妥善結構不合理,溫度適應性不好,聯(lián)調困難等因素,致使工程上很難使用。

  由HJ14521控制的三線制4 ~20mA 變送器電原理圖如下:

圖片6.png


注 “ 圖片10.png”為浮地,不能與供電的地PGND相連。

為防止錯誤的接線和方便使用,變送器劃分了三個分離的接口,硅壓阻橋接P1端口,功率電源和電流輸出接P2端口,校準器接P3端口,三者不要越界。

 

使用說明

 

 

1.  輸入電源電壓: 10V 40V,即P2 的Vcc 和PGND,  根據(jù)輸出導線阻抗決定。航空產品一般接寬范圍28V(16V 36V)。建議使用4 ~20mA電流環(huán)接受器在終端轉換成電壓。

2. 輸出電流設置:

 (a) P4開路輸出4 ~20mA電流:

  IOUT (mA)= 0.51·(V01 + 1.23) /RSET

 (b) P4短接,輸出0 ~20mA電流:

  IOUT(mA)=0.51· V01 /RSET

V01是HJ1452 的輸出電壓。

如終端接250歐電阻(一般用精密電阻),輸出4 ~20mA電流時,輸出電壓為1 ~5V;輸出0 ~20mA電流時,輸出電壓為0 ~5V。

  終端接收器一般形式如圖:

                         圖片7.png

3. 工作溫度范圍 -55 ℃    160 ℃ 

4. 外形尺寸:  變送器外形尺寸 28mm ×15mm×4.3mm

 
使用注意事項
 
 
 

1.  MAX1452校準系統(tǒng)的地不能與供電電源的地PGND相連。校準系統(tǒng)的地接變送器的GND1。

2.  硅壓阻橋的低端始終不能與供電電源的地PGND相連,硅壓阻橋的低端接在P1端口。 (實際上在變送器內部與GND1相連)

3.  變送器已將DIO和 V01 分開。

4.  校準后將UNLOCK與GND1相連接,可提高干擾能力。

5. 用MAX校準程序只針對MAX1452的電壓輸出完成即可,電壓轉電流環(huán)路不用校準。

6.  變送器調試電阻Rb取值由下式決定,2mA≤(Vcc - 6.25)/ Rb ≤ 10mA ,

7. 在Vcc 接近低電壓10V或高40V時最好調整Rb值 。出廠時Rb 取值2.7K。

8. 關于Vcc 最小值,最大值的問題:

     Vcc max 不能大于40V , 受運放耐壓限制。

     Vcc min 不能小于 20mA×(RSET + RT)+ 5V ,要給運放留夠線性空間。

9. +Vcc  , PGND,  IOUT  三絞 ,可改善電磁兼容性。

10. 壓阻橋的時漂靠該器件不能消除。

11. 建議用鉤焊的方式連接外引出線。U形槽穿導線用。

12 該變送器常規(guī)的安裝方式是利用兩個ф2.5mm 的安裝孔固定在基體上。但由于尺寸小,也可用熱縮管加熱固定。

13. 用戶如有特殊需求,可根據(jù)用戶要求訂制。

14. 樣品未做“三防”處理,建議用戶做低溫實驗時,注意結冰/結霜的影響。

15. 變送器印制板見附圖:

圖片8.png

           4-20mA 硅壓阻變送器正面

圖片9.png

           4-20mA 硅壓阻變送器反面

陜西航晶微電子有限公司

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傳真:029-89259996

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