多參數新型智能變送器的設計褚斌。徐力吉化集團公司儀廠研宄所，吉林吉林132，22摘要主要介紹了多參數傳感器芯體的概念原理及結構特點。介紹了美國公司比較新推出的4位1精度低功耗微處理器01215.給出了在多參數智能變送器硬件設計中21吖5和多參，感器接口，電路。小信號處理中針對各種噪聲和干擾采取的模擬濾波和數字濾波。HA通訊過程中數4 1引言隨著內外儀器儀行業的飛速發展。傳感器技術也在不斷地更新，為了滿足市場的綸求。采用以傳感器國家工程研宄中心什發的復介碎壓阻傳感器為核心的多參數智能變送器，融微型化數字化智能化網絡化技術于體，是種技術先進的新增現場用儀。多參數智能變送器的特點就是采用多參數傳感器芯體作為核心檢測部件。

　　2多參數傳感器芯體的設計微型多功能泣壓傳感器足利微電和微機械力口工融合技術，在面積僅為3.5，14.，的娃片上集差壓敏感元件靜壓敏感元件溫度敏感元件為休。，將其封裝在由金屬膜片離密封的保護液中。

　　具有可靠的密封性。傳感器與放大電路配套設計，利用數字補償技術進疔處理，使其在4080的溫度范圍內，測量精度達到1級。

　　多功能集成差壓傳感器能夠時實現對現場中的差壓靜壓溫度變化的測量，靜壓和溫度的測量數據可修正被測環境的差壓輸出倍兌服了擴散硅傳感器隨溫度漂移人的弱點。同時還可以補償靜壓對傳感器輸出為減小變送器的體積。化降低傳感器的成木。采用了勿金屬基，時采用全固態剛性連接結構。形成完整的全閥態封裝的多功能擴散硅壓力傳感器芯體。這種形式的封裝結構可使硅敏感芯片，翻厲，是多功，器芯體結構競冬。

　　靜壓敏感膜片；2差壓敏感膜片；3差壓敏感電橋；4靜壓敏感電橋5.陸鋁絲6敏感芯片7雙拋玻璃8導壓傳基座引線1芯體1多，數傳感器芯體結構意3轉換放大電路部分的設計在現場智能變送器的研制中。功耗問和精度問是4認2，1也就是說在41時保證通訊功能正常而幾整個放人電路和傳感器能正常工作。這就要求變送器整機功耗非常低。變送器工作環境比較惡劣。各種噪盧和十擾都廿常人特別在信號處理方面非常困難。在分析了各種干擾基礎上。選用公司比較新推出的13125數據采集系統。它足805微處理器內核。集成了8路欖擬數字轉換功能粘度可達到24位無誤碼。16位數字模擬轉換功能和16位1；1輸出功能，可編，32k的Fksll數據程序存儲器。片內精確的參考電壓，對輸入信號具有28可編程增編程濾波器，而且低功，1作溫度可在4，5. 3.2電路設計特，沾合應用在小，號的兩線制變送器方面，陽2為3.2.微處理器與傳感器接1電路設計12功能桐，接線及通訊部分意乳當壓力信號作用傳感器后，橋路產生形變致使其阻值發變化，傳感器的供電電壓為3，傳感器的輸出量程為50，智能變送器的主要功能是將滿量程50，的輸入信號轉換成4 2，1的電流輸出，若變送器按，量程比計算，就是將滿量程，5的小信號換成的電流輸出，精度為0.。山1擴散硅傳感器具有隨溫度變化漂移大在個芯體上，智能變送器通過在采集差壓信號的同，也對溫度信號和靜壓信號進行采集。溫度和靜壓怡號付以實，的對差壓信號進行補償。有效地解決溫漂和靜壓影響給變送器帶來的誤差。提高了變送器存儲，便于檢修。通訊單元的作用是使該智能變送器與手持通訊器進行遠程通訊，對變送器的各種參數進行設定，可對變送器進行干調，也就是在不加壓的情況下，可以對變送器的零點量程測量范圍等參數進行設定，使用廣使用非常方便，變送器兼界工廠通訊協議和比較新版木的標準的札通訊協議。多參數智能變送器1以與計算機或遵循凡1通訊協議的任何儀器儀進行通訊。

　　3.2.2通訊屯路的設計通訊單兀主要山輸入帶通濾波電路輸出整形濾波電路凋制解凋器等組成。當變送器接收沖虹通訊信號輸入帶通濾波器將101的正弦波變成方波后送到調制解調器，經制解器解調成數字俏號送邙1處理0返回的數字信號經調制解調器調制成HART頻率，經波形整定電路變成標準的HART正弦波。1200出和2200扭分別代進制的1和04.信號疊加到環路上而不影響環路電流的大小，通過調整相應電容值確保1傳送期間環路中產生峰峰值為的凡尺了巧號。多參數智能變送器可以與變送器的手持通訊器以及任何遵循協議的儀器儀進行通訊。

　　42采樣程序舉例用0語言編寫的米樣程序舉例如下5小信號處理上硬件及軟件上采取的措施由于多參數傳感器輸出信號只有幾至幾十信號比較微弱無論在硬件設計還是在軟件處珊。

　　邡吱考慮濾波問。

　　5.1軟件措施312有片內低通數卞濾波器。它可以對乙△轉換器的輸出進行濾波。也就是說它4以消除模數轉換過程中產生的噪盧。這是模擬濾波做不到的。片內有3種形式濾波器，由覽824扣3數字濾波1輸入通道改變或4編程增益改變，通過自動，濾波器選擇可以動改變濾波方。當切換到個新的通道，將使用Fasll.mg濾波器。兩個轉換中的頭1個波丟失。使用如3濾波器的使用12濾波器可以改善噪聲怍能。3種濾波力式組合使出對低噪聲抑制，優勢。冬5是3種形式的濾波響應特性曲線。FD=DataOutRata1tDARA，5，3濾波器5.2硬件措施由于數字濾波器對采樣頻率整數倍的頻率起不到衰減作用。雖然12用十較的采樣頻率的場合，這個頻率在頻譜中只占很小的部分，大多數己經被濾抑。模擬濾波必須放在模擬采樣的前血。口的是消除那些能通過數字濾波器的有古頻率。以防止那些有用信號以外的噪聲進入到模擬調制器。

　　硬件設計采用模擬濾波。在繪制印刷線路板模擬部分和數字部分要分開，用地線加以隔離，數字部分地和模擬部分地比較后以呈形連在起。接點盡可能靠近況12.

　　模擬器件1面避免走數據線。防止數據線勹器件之間產生耦合噪聲。1312面4以走模擬地線。這樣可以防止產生耦合噪聲，厘5012的電源線要盡可能粗，目的是為了減少短時脈沖波形的干擾，開關信號定要用數字地屏蔽，防止噪聲輻射，特別是時鐘信號絕對；可以艱近模擬信號線。走線，模擬信號線和數字信號線避免交又，線路板反面兩側的線條比較好正交，否則線條平行會產生附加電容，信號層和地線層盡分開。

　　胗從12模擬電源和地之間必須加去耦電容，10叩鉭電容和滌綸電容并接，為了達到理想的去耦效果。去耦電容闈好放在線路板的另面，盡可能靠近12電源管腳，所，邏輯芯片的電源腳都與數字地之間加0.1去耦電容。

　　6結束語數掘采集處理系統。尤其是小信號處理上體現它的優越性它內部大的可編程Fksh存儲個間使硬件設計上大為簡化。以18012為核心的多參數智能變送器經過現場運行考驗。怍能以好。

　　李朝青。單片機原理及接口技術。北京航空航天大學出版社，沈蘭蓀。數據采集出理。北京能源出版社1990.