精密压力变送器的研制

　　在一些工业测控系统中，需要对某些参数进行测量，而一般传感器的输出信号较为微弱，不宜作远距离传送。为了使信号传送到远离现场的控制室时减小干扰及标准化输出信号，可采用四线制、三线制的电流与电压输出形式的变送器;为节约传输电缆又提出了二线制的电流变送器，其中普遍使用的有4一20rnA输出的双线制变送器。这些变送器一般可通过一些放大器、电流变换等电路或专用集成电路如AD693来实现，但由于电路复杂性等的限制，非线性补偿效果不很理想，温度补偿很难实施，所以达不到较高的精度，尤其在极端环境温度时误差更大。本文提出了一种采用信号处理器的4一201了认输出的精密双线制压力变送器的设计方案。

　　1电路的组成及工作原理

　　1.1稳压电路

　　为保证测量精度及允许在低质量的供电电源下正常工作，电路中设计了由三端可调式稳压块构成的稳压电源，并确立了变送器的地，如图1所示，此地作为变送器中所有电路的参考端。地和输人电源负端之间不直接相连，而有一用于控制变送器输出电流的小电阻R，l。输人端加接桥式整流电路，是为了保证输人电源反接时变送器也可正常工作。电路中采用1掀317L三端可调稳压块来稳压，可取得较低的功耗及较宽的工作温度范围。稳压电路的输出可根据公式Vo=1.25(1+凡/RI)来设定;如选取R:=6价，Rl=2价，则输出电压为sv，作为变送器电路的工作电压。

　　1.2恒流源及压力传感器的激励

　　恒流源电路主要由LM285及四运算放大器OR诊5之一构成，具体电路见图2所示。

　　IJM285为一微功耗的基准电压源，温度系数较小，输出1.2V的基准电压送至运放的同相端，以取得正常线性工作状态时等于1.2V的运算放大器反相端电压。由电路可知输出电流为:人=1.2/(R;+R二)

　　这样，取稳定的电阻R;即可得到一用于激励压力传感器的恒流源。其中，R二为调节恒流源大小的电位器，也可调节整个变送器的灵敏度。

　　智能变送器中采用ICS公司的集成硅压力传感器，它由接成电桥的四个压敏电阻及温度补偿电路组成，其灵敏度离散性较大，一般在70mv/mA左右;整个温度范围内温度系数在补偿后仍有0.5%左右;非线性及迟滞则相对较好。

　　由于传感器输出信号来自电桥，两输出端均不能接地且存在较大的共模电压，因此后续的放大电路需采用仪表放大器。为简便起见，电路中采用由两个运放构成的仪表放大器。外接电阻非完全对称时可调整零压力时的岭输出，而放大器仍具有较大的输人电阻及共模抑制比，100倍左右的放大倍数使传感器输出放大后接近处理器内置的灯D转换器的满量程。