第03章過程參數(shù)的檢測_(p)

1、第第3 3章章 過程參數(shù)的檢測過程參數(shù)的檢測 pa絕對壓力零線pphpa大氣壓p01.01325105Pa0appp0happp 由于各種工藝設(shè)備和檢測儀表通常是處于大氣之中，本由于各種工藝設(shè)備和檢測儀表通常是處于大氣之中，本身就承受著大氣壓力，因此工程上通常采用表壓或者真空身就承受著大氣壓力，因此工程上通常采用表壓或者真空度來表示壓力的大小，一般的壓力檢測儀表所指示的壓力度來表示壓力的大小，一般的壓力檢測儀表所指示的壓力也是表壓或者真空度也是表壓或者真空度。pa絕對壓力零線pphpa大氣壓p01.01325105Pa目前工業(yè)上常用的壓力檢測方法和壓力檢測儀表很多，根據(jù)敏感元件和轉(zhuǎn)目前工業(yè)上常

2、用的壓力檢測方法和壓力檢測儀表很多，根據(jù)敏感元件和轉(zhuǎn)換原理的不同，一般分為四類：換原理的不同，一般分為四類：(1)(1)液柱式壓力檢測液柱式壓力檢測 采用充有水或水銀等液體的玻璃采用充有水或水銀等液體的玻璃U U形管或單管進(jìn)行測量。形管或單管進(jìn)行測量。(2)(2)彈性式壓力檢測彈性式壓力檢測 根據(jù)彈性元件受力變形的原理，將被測壓力轉(zhuǎn)換成位移進(jìn)根據(jù)彈性元件受力變形的原理，將被測壓力轉(zhuǎn)換成位移進(jìn)行測量的。常用的彈性元件有彈簧管、膜片和波紋管等。行測量的。常用的彈性元件有彈簧管、膜片和波紋管等。(3)(3)電氣式壓力檢測電氣式壓力檢測 利用敏感元件將被測壓力直接轉(zhuǎn)換成各種電量進(jìn)行測量的利用敏感元件將

3、被測壓力直接轉(zhuǎn)換成各種電量進(jìn)行測量的 儀表，如電阻、電荷量等。儀表，如電阻、電荷量等。(4)(4)活塞式壓力檢測活塞式壓力檢測 它是根據(jù)液壓機(jī)液體傳送壓力的原理，將被測壓力轉(zhuǎn)換成它是根據(jù)液壓機(jī)液體傳送壓力的原理，將被測壓力轉(zhuǎn)換成活塞面積上所加平衡砝碼的質(zhì)量來進(jìn)行測量?；钊娣e上所加平衡砝碼的質(zhì)量來進(jìn)行測量。 活塞式壓力計的測量精度較高，允許誤差可以小到活塞式壓力計的測量精度較高，允許誤差可以小到0.050.02，它普遍被用作標(biāo)準(zhǔn)儀器對壓力檢測儀表進(jìn)行檢定。它普遍被用作標(biāo)準(zhǔn)儀器對壓力檢測儀表進(jìn)行檢定。p1 p2p1 p2h(a)(b)21pppgh xpxpxpxpxpxxxxx 平薄膜 波紋膜

4、 波紋管 單圈彈簧管 多圈彈簧管膜膜 片片受壓力作用產(chǎn)生位移，可直接帶動傳動機(jī)構(gòu)指示。但是膜片的位移較小，靈敏度低，指示精度不高，受壓力作用產(chǎn)生位移，可直接帶動傳動機(jī)構(gòu)指示。但是膜片的位移較小，靈敏度低，指示精度不高，一般為一般為2.5級。膜片更多的是和其他轉(zhuǎn)換元件合起來使用，通過膜片和轉(zhuǎn)換元件把壓力轉(zhuǎn)換成電信號；級。膜片更多的是和其他轉(zhuǎn)換元件合起來使用，通過膜片和轉(zhuǎn)換元件把壓力轉(zhuǎn)換成電信號；波紋管波紋管的位移相對較大，一般可在其頂端安裝傳動機(jī)構(gòu)，帶動指針直接讀數(shù)。其特點(diǎn)是靈敏高（特別是在的位移相對較大，一般可在其頂端安裝傳動機(jī)構(gòu)，帶動指針直接讀數(shù)。其特點(diǎn)是靈敏高（特別是在低壓區(qū)），常用于檢測

5、較低的壓力（低壓區(qū)），常用于檢測較低的壓力（1.0106Pa），但波紋管遲滯誤差較大，精度一般只能達(dá)到），但波紋管遲滯誤差較大，精度一般只能達(dá)到1.5級；級；彈簧管彈簧管結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、價格低廉，它使用范圍廣，測量范圍寬，可以測量負(fù)壓、微壓、低壓、中壓結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、價格低廉，它使用范圍廣，測量范圍寬，可以測量負(fù)壓、微壓、低壓、中壓和高壓，因此應(yīng)用十分廣泛。根據(jù)制造的要求，儀表精度最高可達(dá)和高壓，因此應(yīng)用十分廣泛。根據(jù)制造的要求，儀表精度最高可達(dá)0.15級。級。xpxpxpxpxpxxxxx 平薄膜 波紋膜 波紋管 單圈彈簧管 多圈彈簧管膜膜 片片受壓力作用產(chǎn)生位移，可直接帶動傳動機(jī)構(gòu)

6、指示。但是膜片的位移受壓力作用產(chǎn)生位移，可直接帶動傳動機(jī)構(gòu)指示。但是膜片的位移較小，靈敏度低，指示精度不高，一般為較小，靈敏度低，指示精度不高，一般為2.5級。膜片更多的是和其他轉(zhuǎn)級。膜片更多的是和其他轉(zhuǎn)換元件合起來使用，通過膜片和轉(zhuǎn)換元件把壓力轉(zhuǎn)換成電信號；換元件合起來使用，通過膜片和轉(zhuǎn)換元件把壓力轉(zhuǎn)換成電信號；彈簧管彈簧管結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、價格低廉，它使用范圍廣，測量范圍寬，結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、價格低廉，它使用范圍廣，測量范圍寬，可以測量負(fù)壓、微壓、低壓、中壓和高壓，因此應(yīng)用十分廣泛。根據(jù)制可以測量負(fù)壓、微壓、低壓、中壓和高壓，因此應(yīng)用十分廣泛。根據(jù)制造的要求，儀表精度最高可達(dá)造的要求，

7、儀表精度最高可達(dá)0.15級。級。波紋管波紋管的位移相對較大，一般可在其頂端安裝傳動機(jī)構(gòu)，帶動指針直接讀的位移相對較大，一般可在其頂端安裝傳動機(jī)構(gòu)，帶動指針直接讀數(shù)。其特點(diǎn)是靈敏高（特別是在低壓區(qū)），常用于檢測較低的壓力（數(shù)。其特點(diǎn)是靈敏高（特別是在低壓區(qū)），常用于檢測較低的壓力（1.0106Pa），但波紋管遲滯誤差較大，精度一般只能達(dá)到），但波紋管遲滯誤差較大，精度一般只能達(dá)到1.5級；級；222220)1 (1abbhREP0P1彈簧管 2拉桿 3扇形齒輪4中心齒輪 5指針 6面板7游絲 8調(diào)節(jié)螺釘 9接頭圖3-18 彈簧管壓力表工作原理：力矩平衡工作原理：力矩平衡 檢測元件檢測元件膜盒或膜

8、片膜盒或膜片 杠桿系統(tǒng)則有單杠桿、雙杠桿和矢量機(jī)構(gòu)杠桿系統(tǒng)則有單杠桿、雙杠桿和矢量機(jī)構(gòu) 膜盒式差壓變送器構(gòu)成膜盒式差壓變送器構(gòu)成 檢測檢測部分部分: P 輸入力輸入力Fi 杠桿系統(tǒng)杠桿系統(tǒng): 力的傳遞和力矩比較，力的傳遞和力矩比較，生成位移信號生成位移信號 位移檢測放大器位移檢測放大器: 位移位移 輸出輸出Io電磁反饋裝置電磁反饋裝置: : 輸出輸出反饋力反饋力Ff 作用：作用：把被測差壓把被測差壓P轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換成 作用于主杠桿下端的輸入力作用于主杠桿下端的輸入力Fi A1= A2= Ad Fi= Ad(P1 -P2) = AdP Fi= A1P1 -A2P2因因: : 故故:p1p2負(fù)壓室正壓

9、室軸封膜片主杠桿主杠桿的支點(diǎn)膜片的有效膜片的有效面積面積 進(jìn)行力的傳遞和力矩比較進(jìn)行力的傳遞和力矩比較 主杠桿主杠桿將將Fi轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換為F1 矢量機(jī)構(gòu)矢量機(jī)構(gòu)將將F1轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換為F2 副杠桿副杠桿將將F2產(chǎn)生的力矩與產(chǎn)生的力矩與Ff產(chǎn)生的力矩進(jìn)行比較，產(chǎn)生的力矩進(jìn)行比較，生成位移變化生成位移變化 zz將將Fi轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換為F1F1作用于矢量機(jī)構(gòu)上作用于矢量機(jī)構(gòu)上 iFllF211HF1Fil2l1將輸入力將輸入力F1轉(zhuǎn)換為作用于副杠桿上的力轉(zhuǎn)換為作用于副杠桿上的力F2 tgFF121F3F2F1F2F3F(a)(b)進(jìn)行力矩的比較進(jìn)行力矩的比較 23FlMifffFlMzzzMl FfiMMMF

10、2產(chǎn)生的力矩產(chǎn)生的力矩Ff產(chǎn)生的力矩產(chǎn)生的力矩合力矩合力矩調(diào)零力調(diào)零力Fz產(chǎn)生的力矩產(chǎn)生的力矩ifzMMMMzz 作用：作用：把變送器的輸出電流把變送器的輸出電流I0轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換成作用于副杠桿的電磁反饋力作用于副杠桿的電磁反饋力Ff Ff =BDcWI0設(shè)設(shè) Kf =BDcW改變反饋動圈的匝數(shù)改變反饋動圈的匝數(shù)W，可以改變可以改變 Kf的大小的大小 反饋動圈反饋動圈1固定在副杠桿上，且處于永久固定在副杠桿上，且處于永久磁鋼磁鋼2的磁場中，可在其中左右移動。軟的磁場中，可在其中左右移動。軟鐵芯鐵芯3和永久磁鋼和永久磁鋼2組成磁路。軟鐵芯使組成磁路。軟鐵芯使環(huán)形氣隙中形成均勻的輻射磁場，從而環(huán)形氣隙

11、中形成均勻的輻射磁場，從而使流過反饋動圈的電流方向總是與磁場使流過反饋動圈的電流方向總是與磁場方向垂直。當(dāng)變送器的輸出電流過反饋方向垂直。當(dāng)變送器的輸出電流過反饋動圈時，就會產(chǎn)生電磁反饋力動圈時，就會產(chǎn)生電磁反饋力Ff。Ff與變與變送器輸出電流送器輸出電流I0之間的關(guān)系為：之間的關(guān)系為： 則則 Ff = KfI0 1-3短接、短接、2-4短接短接 W = W1=725匝 1-2短接短接 W = W1+W2=2175匝 可實(shí)現(xiàn)可實(shí)現(xiàn)3：1的量程調(diào)整的量程調(diào)整 W1=725匝，匝，W2=1450匝匝R11與與W1的直流電阻相同的直流電阻相同 dApiF1F2FzFfF0IiMfMzMM12l lt

12、an3lKflzlfKzffzPFKllPK0?IdApiF1F2FzFfF0IiMfMzMM12l ltan3lKflzlfKzffzffdFKllPKlllltgAI23101ffl K K 若：Io mAPminPmax420P1 30211dzzffffl lKKIA tgPlFll K Kl K K1.變送器的輸出電流變送器的輸出電流I0和輸入信號和輸入信號P之間呈線性關(guān)系之間呈線性關(guān)系 2.調(diào)整調(diào)零彈簧可以使變送器輸出電流調(diào)整調(diào)零彈簧可以使變送器輸出電流I0在輸入信號范圍下限在輸入信號范圍下限時為時為4mA 。 3.改變改變tg或或Kf可以調(diào)整變送器的量程可以調(diào)整變送器的量程 4.

13、零點(diǎn)和量程要反復(fù)調(diào)整零點(diǎn)和量程要反復(fù)調(diào)整 zffzffdFKllPKlllltgAI2310Io mAPminPmax420P電容式電容式差壓變送器采用差動差壓變送器采用差動電容作為檢測元件電容作為檢測元件主要包括測量部件和轉(zhuǎn)換放大電路兩部分：主要包括測量部件和轉(zhuǎn)換放大電路兩部分： 差壓電容膜盒電容-電流轉(zhuǎn)換電路調(diào)零、零遷電路電流放大器反饋電路pCIiIfIzIoP=0 Ci1=Ci2=15pF P0 Ci1的電容量減小的電容量減小 Ci2的電容量增大的電容量增大 差動差動電容測量原理電容測量原理圖3.86 差動電容式壓力變送器的差動電容結(jié)構(gòu)Uo隔離膜片固定電極硅油測量膜片玻璃層引線固定電極底

14、座P=0 d1=d2=d0 P0 d1=d0+ d2=d0- 01111dAdACi02222dAdACi21)11(0012ddACCCii1KP由于：01111dAdACi02222dAdACi相對變化值 與被測差壓P成線性關(guān)系， 1212iiiiCCCC且與灌充液的介電常數(shù)無關(guān) 22000122dAdAdACCii22000122dAddAdACCiipdCCCCiiii01212電容式壓力變送器，目前電容式壓力變送器，目前在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用非常廣泛用非常廣泛，其輸出信號也是標(biāo)準(zhǔn)，其輸出信號也是標(biāo)準(zhǔn)4 20mADC電流信號。電流信號。電容式壓力變送器是先將壓力的變化轉(zhuǎn)換電容式

15、壓力變送器是先將壓力的變化轉(zhuǎn)換為電容量的變化，然后進(jìn)行測量的。為電容量的變化，然后進(jìn)行測量的。電容式差壓變送器的原理圖可見傳感器有左右固定極板，在兩個電容式差壓變送器的原理圖可見傳感器有左右固定極板，在兩個固定極板之間是彈性材料制成的測量膜片，作為電容的中央動極固定極板之間是彈性材料制成的測量膜片，作為電容的中央動極板，在板，在測量膜片兩側(cè)的空腔中充滿硅油測量膜片兩側(cè)的空腔中充滿硅油。電容式差壓變送器的結(jié)構(gòu)可以有效地保護(hù)測量膜片，當(dāng)差壓過大電容式差壓變送器的結(jié)構(gòu)可以有效地保護(hù)測量膜片，當(dāng)差壓過大并超過允許測量范圍時，測量膜片將平滑地貼靠在玻璃凹球面上，并超過允許測量范圍時，測量膜片將平滑地貼靠

16、在玻璃凹球面上，因此不易損壞，與力矩平衡式相比，電容式?jīng)]有杠桿傳動機(jī)構(gòu)，因此不易損壞，與力矩平衡式相比，電容式?jīng)]有杠桿傳動機(jī)構(gòu)，因而尺寸緊湊，密封性與抗振性好，測量精度相應(yīng)提高，可達(dá)因而尺寸緊湊，密封性與抗振性好，測量精度相應(yīng)提高，可達(dá)0.2級級。 SlRr1r2123P(a)傳感器1外殼 2彈性筒 3膜片r1r2123P(a)傳感器1外殼 2彈性筒 3膜片UiEr1r2R3R4AB(b)測量電橋313412() U0 RrUERRrr ，不受壓時0122011212010201201() 24224rrrrrrrrrUEEEPrrrrrrrr 因因電阻率變化引起阻值變化電阻率變化引起阻值變化

17、稱為稱為壓阻效應(yīng)壓阻效應(yīng)。半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)比半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)比較明顯。用作壓阻式傳感器的基片材料主要為硅片和鍺片，由于單晶較明顯。用作壓阻式傳感器的基片材料主要為硅片和鍺片，由于單晶硅材料純、功耗小、滯后和蠕變極小、機(jī)械穩(wěn)定性好，而且傳感器的硅材料純、功耗小、滯后和蠕變極小、機(jī)械穩(wěn)定性好，而且傳感器的制造工藝和硅集成電路工藝有很好的兼容性，以擴(kuò)散硅壓阻傳感器作制造工藝和硅集成電路工藝有很好的兼容性，以擴(kuò)散硅壓阻傳感器作為檢測元件的壓力檢測儀表得到了廣泛的使用。為檢測元件的壓力檢測儀表得到了廣泛的使用。 p2p1硅杯圖3-30 壓阻式傳感器示意圖正壓側(cè)隔離膜片引出線負(fù)壓側(cè)隔離膜片硅油構(gòu)成

18、框圖構(gòu)成框圖：擴(kuò)散硅壓擴(kuò)散硅壓阻傳感器阻傳感器前置前置放大器放大器調(diào)零電路調(diào)零電路VI轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換PUSU01UZIO+把被測差壓把被測差壓P成比例地轉(zhuǎn)換為不平衡電壓成比例地轉(zhuǎn)換為不平衡電壓US 1.負(fù)壓室負(fù)壓室 2.正壓室正壓室 3.硅杯硅杯4.引線引線 5.硅片硅片Ri1Ri2Ri3Ri4Ri1Ri2Ri3Ri4USRi1Ri2Ri3Ri4IS不受壓時：不受壓時：Ri1Ri2Ri3Ri4R US Ri1Ri2Ri3Ri4IS受壓時：受壓時：Ri1Ri4r1Ri2Ri3r224()2iiSSRRIU21()2Srr I受壓時，流經(jīng)受壓時，流經(jīng)2橋臂的電流始終相等橋臂的電流始終相等P1K P結(jié)論：

19、結(jié)論：壓阻式壓力傳感器的主要壓阻式壓力傳感器的主要優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是體積小，結(jié)構(gòu)簡單，其是體積小，結(jié)構(gòu)簡單，其核心部分就是一個既是彈性元件又是壓敏元件的單晶硅膜片核心部分就是一個既是彈性元件又是壓敏元件的單晶硅膜片. .擴(kuò)擴(kuò)散電阻的靈敏系數(shù)是金屬應(yīng)變片的幾十倍，能直接測量出微小散電阻的靈敏系數(shù)是金屬應(yīng)變片的幾十倍，能直接測量出微小的壓力變化此外，壓阻式壓力傳感器還具有良好的動態(tài)響應(yīng)，的壓力變化此外，壓阻式壓力傳感器還具有良好的動態(tài)響應(yīng)，遲滯小，可用來測量幾千赫茲乃至更高的脈動壓力。因此，這遲滯小，可用來測量幾千赫茲乃至更高的脈動壓力。因此，這是一種發(fā)展比較迅速，應(yīng)用十分廣泛的一類壓力傳感器。是一種發(fā)展

20、比較迅速，應(yīng)用十分廣泛的一類壓力傳感器。 這種傳感器的缺點(diǎn)則是這種傳感器的缺點(diǎn)則是擴(kuò)散擴(kuò)散電阻電阻存在溫度效應(yīng)，存在溫度效應(yīng)，容易受環(huán)境容易受環(huán)境溫度的影響，溫度的影響，有些廠家在傳感器組件中提供了若干校正用的有些廠家在傳感器組件中提供了若干校正用的溫度補(bǔ)償電路，甚至把放大轉(zhuǎn)換等電路集成在同一塊單晶硅溫度補(bǔ)償電路，甚至把放大轉(zhuǎn)換等電路集成在同一塊單晶硅膜片上，從而可以大大提高傳感器的基本性能。膜片上，從而可以大大提高傳感器的基本性能。1151數(shù)字式差壓變送器數(shù)字式差壓變送器 數(shù)字式（智能式）差壓變送器種類較多，結(jié)構(gòu)各異，但數(shù)字式（智能式）差壓變送器種類較多，結(jié)構(gòu)各異，但總體結(jié)構(gòu)式相同的?？傮w結(jié)

21、構(gòu)式相同的。 ST3000差壓變送器差壓變送器 ST3000、1151數(shù)字式差壓變送器都是采用數(shù)字式差壓變送器都是采用HART通通信方式進(jìn)行通信的信方式進(jìn)行通信的傳感器傳感器三組件（差壓、溫度和靜壓）三組件（差壓、溫度和靜壓）差壓傳感器差壓傳感器擴(kuò)散硅壓阻傳感器擴(kuò)散硅壓阻傳感器差壓差壓傳感器傳感器溫度溫度傳感器傳感器靜壓靜壓傳感器傳感器多多路路轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換A/DCPUD/A數(shù)字?jǐn)?shù)字IOROMRAMEPROMHart信號信號差壓傳感器差壓傳感器主傳感器，測量差壓主傳感器，測量差壓溫度、靜壓傳感器溫度、靜壓傳感器輔助傳感器，用于補(bǔ)償，以提高測量精度輔助傳感器，用于補(bǔ)償，以提高測量精度RAMRAM存儲變

22、送器的各種參數(shù)存儲變送器的各種參數(shù)EPROMEPROM存儲著與存儲著與RAMRAM同樣的數(shù)據(jù)。同樣的數(shù)據(jù)。變送器設(shè)置變送器設(shè)置通過數(shù)字設(shè)定器設(shè)置，通過數(shù)字設(shè)定器設(shè)置，差壓差壓傳感器傳感器溫度溫度傳感器傳感器靜壓靜壓傳感器傳感器多多路路轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換A/DCPUD/A數(shù)字?jǐn)?shù)字IOROMRAMEPROMHart信號信號傳感器傳感器AD7715CPUWDTAD421HT2012PI0 1.傳感器采用電容式差壓傳感器傳感器采用電容式差壓傳感器2.將輸入差壓轉(zhuǎn)換成將輸入差壓轉(zhuǎn)換成02.5V左右的電壓信號左右的電壓信號 。3.變送器的正常工作電流必須等于或小于變送器的正常工作電流必須等于或小于3.5mA4.傳感

23、器部分工作電流為傳感器部分工作電流為0.8mA左右左右 。 1.AD7715是美國是美國ADI公司生產(chǎn)的公司生產(chǎn)的16位模數(shù)轉(zhuǎn)換器。它具有位模數(shù)轉(zhuǎn)換器。它具有0.0015的的非線性、片內(nèi)可編程增益放大器、差動輸入、三線串行接口、緩沖非線性、片內(nèi)可編程增益放大器、差動輸入、三線串行接口、緩沖輸入、輸出更新速度可編程等特點(diǎn)。輸入、輸出更新速度可編程等特點(diǎn)。2.2.3.帶有模擬前置放大器的帶有模擬前置放大器的A/D轉(zhuǎn)換芯片采用轉(zhuǎn)換芯片采用-轉(zhuǎn)換技術(shù)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換技術(shù)，實(shí)現(xiàn)16位的位的高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換 。4.不太適用多路信號頻繁切換的場合，只有在一路信號每周期的使用，不太適用多路信號頻繁切換的

24、場合，只有在一路信號每周期的使用，而其它路信號不常用的情況下可以使用。而其它路信號不常用的情況下可以使用。5.5.在低速采樣應(yīng)用中，在低速采樣應(yīng)用中，AD7715AD7715的性能最佳。當(dāng)采用的性能最佳。當(dāng)采用60Hz60Hz或或60Hz60Hz以下的以下的更新速度進(jìn)行采樣時，更新速度進(jìn)行采樣時，AD7715AD7715對對50Hz50Hz的工頻有抑制作用，采樣的效的工頻有抑制作用，采樣的效果很好，但當(dāng)更新速度大于果很好，但當(dāng)更新速度大于60Hz60Hz時，采出碼將出現(xiàn)波動，效果變差，時，采出碼將出現(xiàn)波動，效果變差，這時可以在讀數(shù)據(jù)時采用滑動平均值數(shù)字濾波，使效果得以改善，這時可以在讀數(shù)據(jù)時采

25、用滑動平均值數(shù)字濾波，使效果得以改善，即加入所謂的后置濾波器。即加入所謂的后置濾波器。6. AD77156. AD7715在小信號的采樣中得到很好的應(yīng)用，在熱電偶、熱電阻測在小信號的采樣中得到很好的應(yīng)用，在熱電偶、熱電阻測溫的應(yīng)用方面也取得了令人滿意的效果。溫的應(yīng)用方面也取得了令人滿意的效果。 -調(diào)制器包含調(diào)制器包含1個差分放大器、個差分放大器、1個積分器、個積分器、1個比較器以及個比較器以及1個由個由1bit DAC（1個簡單的開關(guān)，可以將差分放大器的反相輸入接到正或負(fù)個簡單的開關(guān)，可以將差分放大器的反相輸入接到正或負(fù)參考電壓）構(gòu)成的反饋環(huán)。參考電壓）構(gòu)成的反饋環(huán)。反饋反饋DAC的作用是使積

26、分器的平均輸出電壓接近于比較器的參考電平。的作用是使積分器的平均輸出電壓接近于比較器的參考電平。調(diào)制器輸出中調(diào)制器輸出中“1”的密度將正比于輸入信號，如果輸入電壓上升，比較的密度將正比于輸入信號，如果輸入電壓上升，比較器必須產(chǎn)生更多數(shù)量的器必須產(chǎn)生更多數(shù)量的“1”，反之亦然。，反之亦然。積分器用來對誤差電壓求和，對于輸入信號表現(xiàn)為一個低通濾波器，而積分器用來對誤差電壓求和，對于輸入信號表現(xiàn)為一個低通濾波器，而對于量化噪聲則表現(xiàn)為高通濾波。這樣，大部分量化噪聲就被推向更高對于量化噪聲則表現(xiàn)為高通濾波。這樣，大部分量化噪聲就被推向更高的頻段。如果對噪聲成形后的的頻段。如果對噪聲成形后的-調(diào)制器輸出

27、進(jìn)行數(shù)字濾波，將有可能調(diào)制器輸出進(jìn)行數(shù)字濾波，將有可能移走比簡單過采樣中更多的噪聲。移走比簡單過采樣中更多的噪聲。AD7715是以是以原理工作的原理工作的16位模數(shù)轉(zhuǎn)換器位模數(shù)轉(zhuǎn)換器采用單一采用單一5V(AD77155)或或3V(AD77153)電源供電電源供電可用最少數(shù)量的口線與單片機(jī)或可用最少數(shù)量的口線與單片機(jī)或微處理器相接微處理器相接適用于單通道低速小信號采樣的適用于單通道低速小信號采樣的應(yīng)用場合。應(yīng)用場合。 1.AT89S8252微處理器微處理器 ，它與，它與MCS-51兼容。兼容。2. 8K bytes的的Flash ROM、2K bytes的的EEPROM、256 bytes的的R

28、AM、32個個 I/O口線、兩個口線、兩個DPTR、3個個16位定時位定時/計數(shù)器、計數(shù)器、1個全雙工串個全雙工串行口、可編程看門狗、在片振蕩器和時鐘電路等。行口、可編程看門狗、在片振蕩器和時鐘電路等。3. CPU采用采用3V供電，工作頻率供電，工作頻率1.8432MHz。4. CPU采取間斷工作方式采取間斷工作方式 1/5時間工作、時間工作、4/5時間休眠，以降低時間休眠，以降低CPU功耗功耗實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)HART協(xié)議物理層的硬件電路協(xié)議物理層的硬件電路 將將CPU輸入的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為輸入的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為420mA直流電流作為整機(jī)的輸出直流電流作為整機(jī)的輸出將通信部分輸入的數(shù)字信號疊加在將通信部分輸入的數(shù)字信號疊加在420mA直流電流上一起輸出直流電流上一起輸出 與場效應(yīng)管與場效應(yīng)管VT1等組成電壓調(diào)整等組成電壓調(diào)整電路電路 三極管三極管VT2