壓力變送器按照傳感器結(jié)構(gòu)組成分類主要有電容式和硅壓阻式，其中硅壓阻式傳感器以其成本低廉、抗干擾能力強、體積小、質(zhì)量輕、分辨率高等特點正被大量用在工業(yè)測量與環(huán)境監(jiān)測方面。目前市場上采用硅壓阻式傳感器構(gòu)建的直接安裝型壓力變送器大多采用模擬電路來實現(xiàn)，比較經(jīng)典的是用單芯片XTＲ105 來實現(xiàn)的，或者用儀表運放等分立元件來設(shè)計，這些方案的優(yōu)點是成本低，結(jié)構(gòu)簡單，但缺點是變送器的測量精度和溫度性能方面比起智能型壓力變送器要差。
現(xiàn)在智能壓力變送器的線路板開始采用ADuCM360芯片，該芯片內(nèi)部集成了PGA放大器，雙路24 位ADC，AＲM COＲTEX － M3 內(nèi)核處理器以及恒流源輸出模塊。非常適合在4 ～ 20 mA環(huán)路供電智能變送器設(shè)計中使用。該設(shè)計就是采用ADuCM360 與擴散硅壓力傳感器來實現(xiàn)小巧型、低成本、高性能的智能壓力變送器。
ADuCM360 是完全集成的3． 9 KSPS、24 位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，在單芯片上集成雙核高性能多通道Σ － Δ 型模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)、32 位AＲM CortexTM － M3 處理器和Flash /EE 存儲器。ADuCM360 自帶一個片內(nèi)32 kHz 振蕩器和一個內(nèi)部16 MHz 高頻振蕩器。微控制器的內(nèi)核為低功耗AＲM Cortex － M3 處理器，它是一個32 位ＲISC 機器，峰值性能#高可達(dá)20 MIPS。
由于ADuCM360 的封裝為QFN48，外形尺寸僅為7 mm ×7 mm，非常小巧，而且其內(nèi)部集成了前置放大、ADC 和MCU 以及12 位DADC，幾乎單顆芯片就可以實現(xiàn)完整的變送器方案，因此特別適合在投入式液位變送器等對結(jié)構(gòu)要求比較苛刻的設(shè)計中使用。圖2 為完整的硬件設(shè)計原理圖。該系統(tǒng)主要由ADuCM360 配合XTＲ115 芯片構(gòu)成，其中ADuCM360 負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集、信號處理、A/D 轉(zhuǎn)換、智能補償、線性擬合和DAC 輸出等工作，XTＲ115 主要負(fù)責(zé)V/I 轉(zhuǎn)換輸出4 ～ 20 mA 電流信號，同時為整個系統(tǒng)提供工作電源。傳感器采用硅壓阻式壓力傳感器，信號激勵源由ADuCM360 內(nèi)置的恒流源產(chǎn)生，該恒流源輸出范圍為50 ～ 1 000 μA;可由軟件任意配置。傳感器輸出的mV 信號經(jīng)濾波后接入ADuCM360 的模擬輸入引腳，該差分信號可由ADuCM360 內(nèi)部集成的PGA 進(jìn)行放大后經(jīng)由芯片內(nèi)置的Σ－ Δ 型模數(shù)轉(zhuǎn)換器模塊轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，該PGA 的放大倍數(shù)可自由編程設(shè)定為1、2、4、8、16、32、64、128 等。
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