流量计的信号调理电路图分析

2022-04-26 07:31分类：电路图阅读：

　　蒸汽流量计简述

　　蒸汽流量计是工业生产精确测量中主要的仪表盘之一，伴随着工业化生产的发展趋势，对流量计量的准确性和区域的需求愈来愈高，流量计量技术性日新月异，而在许多的蒸汽流量计中针对细微液体流量的精确测量还出现空缺，该型蒸汽流量计恰好是根据此目地新产品研发的。该型高精密微空气流量计是根据流量计基本原理设计方案而成，而光敏电阻器体会电机转子偏移数据信号，对数据信号开展过滤、变大等调养，輸出数据信号力度比较大的电流数据信号，根据A/D变换进到CPU，历经测算、温度补偿获得总流量值，智能化表明总流量值，并根据规范RS485輸出。根据试品试验说明了它具备高精密、可靠性高、响应速度短、功耗低、体型小、构造简易、智能化系统等特性。

　　脉冲调制电路原理

　　1 仪用运算放大器

　　由励磁电流电磁线圈形成的三值矩形框波数据信号的次数为6．25Hz，则感应电流也为同次数的沟通数据信号，即被测数据信号。

　　因为被测数据信号归属于低頻数据信号，必须用频段从零开始的直流放大器。那麼直流放大器将遭遇2个难题：一是前面和后续的静态工作点相互之间危害，二是零点漂移难题。前面造成的零点漂移工作电压，再被后续变大，最后将遮盖一切正常的讯号輸出。而差动保护运算放大器因其具备独特的控制电路构造，可以高效地抑止零点漂移，因而精确测量线路的第一级选用仪表放大器。

　　仪表放大器是一种功率放大、直流电藕合放大仪，它具备差分信号键入、单端輸出高输入电阻和高共模抑制比等特性。仪表放大器所运用的基本构件（运放电路），他们在功能上与规范运放电路有较大的不一样。规范运放电路是单端元器件，其传送涵数关键由意见反馈互联网决策; 而仪表放大器在有共模数据信号情况下可以变大很细小的音频信号，因此具备很高的共模抑制比（CMR）。

　　MAX4194 功耗低仪表放大器归属于三运算放大器网络拓扑结构，三运算放大器拓扑结构的真正的优点是可以开展真实的差分信号精确测量（高CMR），与此同时又有十分高的车俞入特性阻抗，这种特性使其获得了广泛运用，特别是在信号源特性阻抗十分高的场所。

　　外接增益值设定电阻器是仪表放大器的核心部件，要具备不错的温度系数和溫度一致性，它的精密度及溫度可靠性立即影增益值，针对放大仪的整体特性有很大危害。尤其是增益值很大时（ G 》100），联线及插［ 1的阻值也会对增益值产生额外偏差。换句话说，式中的RG值应是外接电阻器与联线等杂散电阻器的总数。充分考虑被测数据信号中强噪音的存有，降低噪音进到事后电源电路及其促使高精密仪用放大仪处在线形工作区域，选第一级变大倍率约为10，取RG为5.5K。

　　2.低通滤波器电源电路

　　由感应器精确测量电级检验到的电流数据信号，历经仪表盘运算放大器后变成单端数据信号。因为测出的电流数据信号属很弱数据信号，电磁干扰的频率相对性很大，为确保前置放大器工作中在线形地区，因此前置放大器的输入输出力度依然很低，不可以立即进数据信号取样，还必须再经数百倍的变大。与此同时必须特别注意的是，低倍多级别的变大务必防止放大仪的谐振电路。除此之外，精确测量电源电路及元器件自身存有噪音外，也有干扰信号、静电干扰等要素，总流量数据信号中依然很有可能带有多种多样頻率成份的噪音。比较严重时这种噪音很有可能吞没真真正正的数据流量数据信号，促使检测系统没法获得有价值的数据流量数据信号。因而，在收集数据信号前必须开展过滤解决，将不用的噪音电磁干扰抑止掉，用于提升检测系统的频率稳定度。

　　设计方案中总流量数据信号的工作频率是6.25Hz，属低頻数据信号，因此设计方案应用低通滤波器电源电路。

　　由集成化运算放大器和RC互联网一同构成的低通滤波器，因为集成化运算放大器是有源器件，归属于有源滤波器电源电路，具备可选择性好、带负荷工作能力强的特性，因而选用二阶数字功放低通滤波器电源电路。

　　运放电路采用英国AD 企业的OP90，它是一种低压微功能损耗元器件，单、双电源开关二种供电系统方式。精确测量数据信号归属于细微数据信号，选用单电原供电系统，供电系统范［围是 1.6V~ 36V。除此之外，它的开环增益最小700V/mV，较高的共模抑制比，特别适合充电电池供配电系统。

　　电源电路具备同相键入构造，集成化运算放大器连接成电压跟随器的方式，直流电输入电阻很高，输出阻抗很低，具备较强的带负荷工作能力。因为电源电路针对RC互联网展现很高的输入电阻，因而，全部线路的选频特点大部分在于RC互联网。

　　3.数据信号运算放大器

　　历经前置放大器的差动保护变大、二阶低通滤波器电源电路以后，被测总流量数据信号的共模干扰及其别的影响頻率的噪音获得了极大地消弱。可是，其数据信号幅度值依然不大，必须开展幅度值的高倍率变大后，才可以开展讯号的收集与剖析。

　　选用可调整功率放大工作电压运算放大器来完成数据信号变大。该电源电路由MAX4197和MAX4194 纠l成，MAX4194的外置高精密电阴l/ 月来调整放大仪的增益值。

　　针对功率放大运算放大器，为了更好地达到輸出数据信号幅度值的制定规定，变大倍率一般很大，而做为精确测量电源电路自身的噪音也会被变大，因而仅有根据负的反馈环城路，清除共模数据信号的影响，才可以保证电源电路对被测讯号的扩大功效。当流量计量数据信号进到精确测量电源电路时，放大仪与电容器产生负的反馈闭环控制电源电路，精确测量线路的具有噪音数据信号反应到键入端，即电容器C3上的电庄玉值，被测数据信号与电容器的噪音组成差动保护数据信号，进而除去原有噪音电磁干扰，合理降低噪音讯号的影响。因为是二级变大，彻底能够达到电源电路对讯号的变大规定，促使总体变大倍率做到1千倍上下，輸出数据信号幅度值能够做到0.4V~ 2.5V，进到之后的A/D取样一部分。