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1、基于液位变送器输出的变换caojing导语：介绍了液位传感器调理电路的设计及变送器在不同应用场合所需的不同的输出形式。摘要：介绍了液位传感器调理电路的设计及变送器在不同应用场合所需的不同的输出形式。关键词：变送器液位传感器温度漂移传感器技术已日趋成熟，液位变送器已广泛应用于工业经过控制。固然传感器制造技术在飞速开展，但传感器敏感器件输出的信号还存在一些问题,如温漂问题,各种传感器都存在零点和灵敏度温漂,必须减小漂移来知足检测和控制的精度要求；各种传感器还都存在非线性问题，因此需要对传感器输出的信号要进展线性化；大局部传感器的输出信号都比拟小，尤其是金属膜传感器输出的信号更小，必须放大并使输出信
2、号标准化，设计变送器信号调理电路可以解决上述问题。在变送器的开发应用中，经常会碰到所需的变送器的输出与已有的变送器的输出不同，或者用户已有的变送器的输出不能知足新的需求，这就需要改变变送器原来的输出。为了知足多种客户的需求，就需有多种输出的变送器。例如：作为二型表，标准输出多为010mA,或者010V，而目前应用的三型表，却是420mA或者15V的，它们之间怎样变换，是我们必须解决的问题。1变送器信号调理电路的设计1.1温度漂移的处理传感器的温度漂移可分为零点温度漂移和灵敏度温度漂移。零点温漂即传感器不受压时的输出由温度变化引起的漂移，在传感器的应用中，经常用恒流供电，零点及其温漂的补偿方法可
3、用电阻串并联法，采用图1所示的电路可有效的解决零点温漂问题。恒流供电桥路的传感器，其灵敏度温度补偿通常采用的电路如图2所示。其中R的网路中Rt为温度系数与灵敏度温漂同向的热敏电阻，Rs、Rp、Rz为温度系数可忽略的电阻，用来调整Rt的温度系数。经上述零点和灵敏度的温度补偿的传感器的输出信号即可视为在一定的温度范围内与温度变化无关。1.2放大及非线性的处理任何力敏传感器的非线性都有大小、正负之分，信号的处理和传输时要进展线性化处理，使最后得到的信号与液位成线性关系。线性化电路就是根据非线性的大小和正负来设计的，线性化可以在信号处理的不同阶段来进展，有的在模拟信号阶段进展，有的在数字信号阶段进展。
4、在图3的电路中，12脚与6脚连接后调整电阻R8，可以调节正非线性；12脚与1脚连接后调整电阻R8，可以调节负非线性。对于一般应用要求的精度0.5FS0，在适当的量程范围内，使用简单的正负反应的修正就足够了；小量程的传感器应用到大量程中，非线性会增大，有时用简单的正负反应修正进展线性化比拟困难，最好使用数字线性化方法，也可以采用多点修正方法。对于输出信号很小，甚至只有几mV的传感器在制作420mA液位变送器时，可以使用性能优良的仪表放大器，如INA118，对温度补偿、线性化、放大以及输出全面考虑，设计出知足需求的液位变送器电路。也可以应用变送器电路块，如xTR106，这是美国BB公司的产品。详细
5、电路如图3所示，用该电路组装的变送器经过长期运行，各方面的性能都很好，其中用Wl调零点，W2调量程，R3调灵敏度温漂，R8调线性。2变送器输出的变换2.1420mA变换为05VOP295为双运放电路，噪声低，精度高，可输入和输出正负信号。单电源工作336V，低失调电压300V，高开环增益1000V/mV，每个放大器的电源电流最大为150A，输出电流18mA，工作温度-40125。是一种很好的放大器。用OP295放大器构成的420mA变换为05V的原理图如图4所示。其中R1为取样电阻，W1和W2分别为调零位和满位的电位器，二极管组用于共模调整，8V电压可用LM317得到。该电路组装调试便捷，精度
6、高。2.2420mA变换为010mARCV420是BB公司的产品。它能将420mA变换为05V。它的电源电压额定值为15V，静态电流为3mA，工作温度范围-55125。固然讲明书中给出的电源是双电源，但也可以应用于单电源024V的场合，这就特别方便，应用时不加任何外部元件见图5。把420mA变换为010mA的电路如图6所示。这个电路固然比拟复杂，但性能稳定可靠。设R1上的压降取样电压为Vi，经推导可以得到流经RL上的电流为I=Vi-1/R11。很显然，假如变送器在零位时输出4mA，在250的取样电阻的压降为1V，于是I=0。假如变送器输出为20mA，Vi=5V，那么I=5-1/R11，适中选取R11，可得I=10mA。2.3双420mA输出有时为应用方便，一个变送器需用两个或者多个420mA输出。图7给出了在实际应用中很成功的解决方法。实际电路由OP295和9015PNP管构成，调解R1使其输出为420mA，就成了双420mA输出。这个电路输出稳定可靠。本文介绍的液位传感器的信号调理电路以及各种变送器的变换电路是作者实际工作的总结，用该方法设计的液位变送器，经多年的实际应用，证实用该设计方法制作的变送器性能优良运行可靠。0