多通道隔离电流输出型变送器信号调理系统.pdf

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1、2010往仪表技术与传感器2010第1O期InstrumentTechniqueandSensorNo．10多通道隔离电流输出型变送器信号调理系统王长江，李声晋，卢刚(西北工业大学机电学院，陕西西安710072)摘要：设计了一个应用于电流输出型变送器的多通道隔离信号调理系统，它集I／V转换电路、放大电路、滤波电路、隔离设计于一体，实现了将4～20mA电流信号转换为可被A／D采样卡采集的电压模拟信号。经实验验证，该系统转换精度高、稳定性好、抗干扰能力强，已被应用在工程实践中。关键词：隔离；变送器；I／V转换电路；信号调理中图分类号：TP

2、216文献标识码：B文章编号：1002—1841(2010)10—0024—03IsolatedMulti-ChannelCurrentOutputTransducerSignalConditioningSystemWANGChang~iang，LISheng~in，LuGang(CoHegeofMechanicalandElectricalEngineering，NorthwesternPolytechnicUniversity，Xi’an710072，China)Abstract：Amulti—channelisolatedtra

3、nsducersignalconditioningsystemwasdesigned．Itisappliedincurrentoutput-typetransducer．ItincludesI／Vconversioncircuit，amplifiercircuit，filtercircuit．Itcanconve~the4mAto20mAcurrentsignalsintovoltageanalogsignalswhichcanbecollectedbyA／Dsamplingcards．Throughexperimentalverif

4、ication，thesystemwithhighersignaltransferprecision，goodstabilityandstronganti—interferenceability，hasbeenappliedinengineeringpractice．Keywords：isolated；transducer；I／Vconversioncircuit；signalconditioning1隔离多通道信号调理系统设计信号，再通过差动放大电路转换为±10V的电压信号，此电1．1隔离多通道信号调理系统总体设计压信号通过隔离放大

5、器被1：1传递到副边，实现原边和副边文中以拉绳位移传感器MPS—S一1000一MA为例，设计的隔离，由于输入到副边的信号强度大，抗干扰能力强，因了隔离四通道信号调理系统。图1为四通道隔离信号调理系此副边各通道的有源器件统一由副边DCDC模块供电，且副统的整体结构框图。原边位移传感器输出的是4～20mA的电边的干扰不会影响到原边信号，保证了信号的纯洁度，提高流信号，按照抑制和尽量避免干扰的原则，原边同一通道的了系统的抗干扰能力及转换精度，并可有效降低成本。进入所有有源器件使用同一DCDC模块供电，不同的通道使用不到副边的信号再通过Sal

6、len—Key滤波电路滤波后送入到AD采同的DCDC模块供电，防止通道间信号的相互干扰。输入的样卡信号输入端。电流信号首先通过集成芯片RCV420被转换为0—5V的电压图1四通道隔离信号调理系统整体结构框图1．2隔离多通道信号调理系统电源管理模块24V的电压转换为±15V的电压，为该通道的有源元件供电。隔离多通道信号调理系统供电电压为+24V，原边的每个文中以拉绳位移传感器MPS—S一1000一MA为例设计的信号通道分别使用1个WRA—CS2415—3W系列的DCDC模块，将调理系统，其供电电压为+l5V，也是通过其所在通道的DCDC

7、模块进行供电。WRA—CS2415—3W是专门针对布板空间狭小，收稿日期：2010—03—11收修改稿日期：2010—05—01输入输出必须隔离的电源电路应用场合而设计的，其隔离电压第10期王长江等：多通道隔离电流输出型变送器信号调理系统25为1500VDC，输入电压范围为18～36V，输出电流的范围为14脚输出的0～5V电压信号，2．5V基准电压与该电压信号进±10～±100mA，工作效率在80％以上，输出电压精度在1％行比较所得差值被放大4倍，从而得到一10～+1OV的电压信左右，稳定性好、纹波噪声小。隔离系统的副边选用WRA—号

8、。YMD2415—6W，将24v的电压转换为±15V的电压，统一给副边所有的有源器件供电。WRA—YMD2415—6W也是宽电压VOA2输入电源，隔离电压为1500VDC，效率高达86％，输出电流的范围是±20一"4-2