【正文】 壓振幅差經(jīng)過一個(gè)低通濾波器濾波后整流輸出。低通濾波器的邊界頻率和放大倍數(shù)是可調(diào)的。經(jīng)過低通濾波器并整流后的信號(hào)直接送到電壓電流轉(zhuǎn)換電路（Namur 標(biāo)準(zhǔn)輸出，最大輸出電流可調(diào)。在 Namur 標(biāo)準(zhǔn)輸出時(shí)，外接地Ground 是通過電阻RM 和RI 才到集成電路的內(nèi)接地（管腳6GND）。系統(tǒng)電源電壓是與集成電路的最小供電電壓VCC(5V)和電阻RI 以及電阻RM相關(guān)連并且必須滿足下面這不等式： VS≥VCC,min+IOUT,max﹒(RI+RM) （31）在Namur方式工作時(shí)電壓 VS 和電阻 RI 要取下面的數(shù)值： VS,n=(177。)V （32） RI,n=(1000177。10) Ω （33）CAN404的調(diào)整：在二個(gè)電容值CX1 和CX1 近似相等的情況下（電容式接近傳感器中是指無測試物體情況），輸出差分信號(hào)VOUT（如下式所示）是可以通過電阻RCX1 和電阻RCX1 調(diào)為零點(diǎn)輸出的。 VOUT=VLPOUTVM （34） 其實(shí)，只要調(diào)整其中一個(gè)電阻就可得到： VOUT=0 （35）當(dāng)電容值變化達(dá)到最大時(shí) CX2 = CX1?(1 + CX)，（在電容式接近傳感器中是指存在試驗(yàn)物體），輸出差分信號(hào)也最大，并且能通通過低濾波器放大。要注意的是該輸出信號(hào)VLPOUT要處在所給電路參數(shù)的范圍內(nèi)。Namur標(biāo)準(zhǔn)輸出有一個(gè)特殊的調(diào)整要求。在最小輸出信號(hào)時(shí)要滿足： VLPOUT，min=VM (當(dāng)CX2 = CX1，即ΔCx,min =0) （36）在最大輸出信號(hào)時(shí)要通過低通濾波器放大至 ： VLPOUT，max= [當(dāng)CX2 ≠CX1，并且ΔCx,max =( CX2 CX1)/ CX1] （37）輸出電流ICC 是由系統(tǒng)工作所需電流ICC,0 和一些元器件所需電流相加而成。當(dāng)輸出電壓VLPOUTmax 最大時(shí)，最大輸出電流應(yīng)調(diào)到 ICC ,max= （38）當(dāng)輸出電壓VLPOUT,min 最小時(shí)，最小輸出電流應(yīng)大于系統(tǒng)供電所需的電流值，也即： ICC,min= （39）Namur輸出的傳遞函數(shù)是通過電阻RM和電壓VSET 調(diào)節(jié)。電阻RM由下式得出：RM= (VLPOUT，max VLPOUT，min )/10(ICC,maxICC,min) （310） 電壓 VSET 可由下式得出：VSET =( VLPOUT，min 10RM ICC,max)/11 （311)電壓 VSET 可通過RN1 和RN2 調(diào)整： RN1 / RN2=VM/VSET1 （312）圖 CAN404各管腳名稱簡介表 CAN404格引腳說明管腳名稱簡介1CL1低通濾波器1的3db角頻率2RL1低通濾波器1的增益調(diào)節(jié)3RL2低通濾波器2的增益調(diào)節(jié)4CL2低通濾波器2的3db角頻率5RL3低通濾波器2的增益調(diào)節(jié)6LPOUT低通濾波器2的輸出7SETNamur輸出電流調(diào)整8GNDIC接地9VB電源電壓（負(fù)）10VB+電源電壓（正）11RSUP內(nèi)置電源的電流設(shè)定12ROSC參考振蕩器的電流調(diào)整13RCX2電容式振蕩器2的電流調(diào)整14RCX1電容式振蕩器1的電流調(diào)整15VBG內(nèi)置穩(wěn)定電壓16COSC參考振蕩器的電容17VM參考電壓2V18CX1振蕩器1的電容19VSTAB20CX2振蕩器2的電容 實(shí)驗(yàn)過程中，發(fā)現(xiàn)芯片工作在NAMUR模式下時(shí)候，功耗較大，因此為了滿足本設(shè)計(jì)低功耗的要求，實(shí)際設(shè)計(jì)中令芯片采用非Namur模式工作，并對(duì)內(nèi)部運(yùn)放進(jìn)行電壓跟隨處理，較之Namur模式有了很大降低。 注意：本模塊中，Rusp、Rosc、RcxRcxVbg各引腳上的電阻值因采用本設(shè)計(jì)中的數(shù)值，在試驗(yàn)中經(jīng)過調(diào)試發(fā)現(xiàn)以上各引腳的電阻值只要在圖紙上的這些數(shù)值時(shí)整個(gè)芯片的功耗才能達(dá)到最小。圖 傳感器采用工業(yè)現(xiàn)場中十分常用的PT100，由于PT100其電阻值較小，必然會(huì)產(chǎn)生較大的電流，并且PT100本身也具有一定的溫漂，連接導(dǎo)線電阻不能忽略，因此直接使用的話，是不能滿足設(shè)計(jì)中要求的低功耗的要求。在本設(shè)計(jì)中，采用了恒流源供電的三線制方式，這樣就很好的解決了上面所提到的問題。首先由于采用恒流源的方式，使電流有了明顯降低，其次，利用巧妙的運(yùn)放電路將連接PT100的導(dǎo)線的電阻引起的誤差抵消掉，再通過二級(jí)濾波及放大電路，將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)地電壓信號(hào)。試驗(yàn)中，剛開始采用1mA恒流源，發(fā)現(xiàn)功耗很大，發(fā)現(xiàn)功耗有所降低，經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，最終在不影響精度和功能效果的情況下，用超低功耗運(yùn)放MAX4044替換了原來的MAX4254，使其功耗有了顯著的降低，在試驗(yàn)中。圖 總結(jié) 本章主要講述了一體化變送器的硬件設(shè)計(jì)情況其中包括了硬件設(shè)計(jì)環(huán)境PROTEL的簡介，MSP430F149單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，HART信號(hào)傳輸模塊設(shè)計(jì)，對(duì)差壓、絕壓、溫度的測量電路設(shè)計(jì)。主要針對(duì)低功耗、高精度的測量的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。第四章 總結(jié)與展望本文以一體化流量變送器為研究開發(fā)對(duì)象。通過對(duì)流量計(jì)發(fā)展現(xiàn)狀及相關(guān)技術(shù)的研究分析，我們按照項(xiàng)目的設(shè)計(jì)要求展開了流量變送器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)工作，展開了探索。通過理論分析、電路設(shè)計(jì)，該流量變送器能較好的完成測量任務(wù)，測量結(jié)果精確度高，系統(tǒng)功耗低，運(yùn)行可靠。本課題的主要涉及內(nèi)容如下：1. 首先講述了流量測量的意義、差壓流量計(jì)的基本測量原理、一體化流量變送器的發(fā)展過程與現(xiàn)狀以及流量計(jì)的發(fā)展及應(yīng)用引出差壓、絕壓、及溫度測量的原因。2. 然后詳細(xì)講述了一體化變送器的整體框架及傳感器和單片機(jī)的選型。3. 最后講述了一體化流量變送器的硬件設(shè)計(jì)其中包括了硬件設(shè)計(jì)環(huán)境PROTEL的簡介，MSP430F149單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，HART信號(hào)傳輸模塊設(shè)計(jì)，對(duì)差壓、絕壓、溫度的測量電路設(shè)計(jì)。主要針對(duì)電路的低功耗、高精度進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過理論分析、電路設(shè)計(jì)，該變送器能較好的完成測量任務(wù)，結(jié)果準(zhǔn)確，測量電路明確，系統(tǒng)功耗低，運(yùn)行可靠。提高了測量的精確度具有非常好的發(fā)展前景。參 考 文 獻(xiàn)[1][D].北京化工大學(xué),2008[2]陳力,陳仁文,[J].電子工程師，2006,08（15）.[3][J].自動(dòng)化與儀器儀表,2003,05(03).[4][D].南京航空航天大學(xué),2007.[5]藍(lán)標(biāo), 戴建國. 差壓傳感器在流量測量中的應(yīng)用[J]. 氣象水文海洋儀器,1988,03(04).[6]孫長庫, 肖旭, 王鵬. 用電容傳感器進(jìn)行相對(duì)測量的實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)[J]. 實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理, 2010,18(01).[7]BurrBrown Corporation．What Desingers Should Know About Data ConventerDrift．：//．ti．corn．[8]李建榮， [J].電子技術(shù)，2010,12.[9]毛德平, 凌有鑄, [J].數(shù)字/模擬電路,2007,04(02).[10] 周建發(fā), 趙玉龍, 苑國英,等. 一種集成式多參數(shù)硅微傳感器[J]. 傳感技術(shù)學(xué)報(bào),2006,00(02).[11]劉慶. 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