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-传感器中的电压电流电压频率变换的完成

发布时间:2022-01-24 11:58:51
来源:bob综合体育下载

  跟着电子技艺和谋略机技艺的赶疾先进,工业主动化取得了神速开展,而正在工业把持规模,检测

  只供给4~20mA或者0~5V的直流模仿信号输出,而我国煤矿运用的煤矿平安监测体系大部门只答允接入1~5mA或者200~1000Hz的模仿信号,以是正在凡是工业现场运用的

  正在煤矿的利用,除了研商防爆成特别,还必需实行输出模仿信号的转换。这种输出信号的转换假若置备专用的转换配置,不单价钱高,运用也不是很便当。实质上己方计划造造极少转换电道也可能便当的

  电压/电流转换即V/I转换,是将输入的电压信号转换成满意必然合连的电流信号,转换后的电流相当一个输出可调的恒流源,其输出电流应可能连结褂讪而不会随负载的变动而变动。V/I转换道理如图1。

  由图1可见,电道合键元件为一运算放大器LM324和三极管BG9013及其他辅帮元件组成,V0为偏置电压,Vin为输入电压即待转换电压,R为负载电阻。个中运算放大器起比力器效率,将正相端电压输入信号与反相端电压V-实行比力,经运算放大器放大后再经三极管放大,BG9013的射级电流Ie效率正在电位器Rw上,由运放本质可知:

  由上述剖析可见,输出电流Io的巨细正在偏置电压和反应电阻Rw为定值时,与输入电压Vin成正比,而与负载电阻R的巨细无合,注领略电道杰出的恒流功能。转移V0的巨细,可正在Vin=0时转移Io的输出。正在V0必然时转移Rw的巨细,可能转移Vin与Io的比例合连。由Io(V0+Vi)/Rw合连式也可能看出,当确定了Vin和Io之间的比例合连后,即可便表地确定偏置电压V0和反应电阻Rw。比方将0~5V电压转换成0~5mA的电流信号,可令V0=0,Rw=1k,个中Vo=0相当于将其直接接地。若将0~5V电压信号转换成1~5mA电流信号,则可确定V0=1.25V,Rw=1.25k。同样若将4~20mA电流信号转换成1~5mA电流信号,只需先将4~20mA转换成电压即可按上述合连确定V0和Rw的参数巨细,其他转换可递次类推。

  为了使输入输出得到杰出的线性对应合连,要特殊戒备元器件的选拔,如输入电阻R1、R2及反应电阻Rw,要选用低温漂的严紧电阻或严紧电位器,元件要经历正确衡量后再焊接,并经历留心调试以得到最佳的功能。咱们正在多次实质利用中测试,上述转换电道的最大非线%,转换精度切合哀求。

  电压/频率转换即V/F转换,是将必然的输入电压信号按线性的比例合连转换成频率信号,当输入电压变动时,输出频率也呼应变动。针对煤矿的非常哀求,咱们只剖析奈何将电压转换成200~1000Hz的频率信号。

  杀青V/F转换有许多的集成芯片可能使用,个中LM331是一款功能价钱比力高的芯片,由美国NS公司分娩,是一种目前至极常用的电压/频率转换器,还可用作严紧频率电压转换器、A/D转换器、线性频率调造解调、长时候积分器及其他相干器件。因为LM331采用了新的温度补充能隙基准电道,正在全部职责温度周围内和低到4.0V电源电压下都有极高的精度。LM331的动态周围宽,可达100dB;线性度好,最大非线Hz时尚有较好的线性;变换精度高,数字别离率可达12位;表接电道简易,只需接入几个表部元件就可便当组成V/F或F/V等变换电道,而且容易保障转换精度。LM331可采用双电源或单电源供电,可职责正在4.0~40V之间,输出可高达40V,况且可能防备Vs短道。图2是由LM331构成的典范的电压/频率变换器。

  可见,正在参数Rs、R1、Rt、Ct确定后,输出脉冲频率Fout与输入电压Vin成正比,从而杀青了电压-频率的线性变换。转移式中Rs的值,可医治电道的转换增益,即V和F之间的线Hz的频率信号,电道参数表面值为R=18k,Ct=0.022uF,R1=100k,Rs=16.5528k,因为元器件与标称值存正在偏差,正在电道参数基础确定后,通过医治Rs的电位器,可能杀青所需V/F线性变换。

  由Fout=VinRs/(2.09R1RtCt)可知,电阻Rs、R1、Rt和电容Ct直接影响转换结果Fout,所以对元件的精度要有必然的哀求,可依照转换精度合意选拔,个中Rt、Ct、Rs、R1要选用低温漂的褂讪元件,Cin可依照必要选拔0.1uF或1uF。电容C1对转换结果固然没有直接的影。