1.2 隔离测量技术
常规温度湿度测量,往往将温度、湿度信号共地,利用一套测量电路即可。在本方案中,变送器的输出要先行接入温湿度显示仪(前端),再串接于DDC(直接数字控制器)后端构成变送器回路,变送器电源由DDC来提供,因此由变送器输出的两路共地信号在前端需要进行隔离测量,以消除对后端测量的影响。即两端串联并同时测量一对共地信号。对于模拟量隔离测量,笔者曾经考虑3套方案:
方案一“虚”隔离,即采用差分测量技术,将差分一端经过一适当电阻接地,这种方案成本最低,但是对于运放的要求十分苛刻,而且稳定性不高。
方案二 采用线性光耦隔离,但线性光耦难以调试,离散性大,需要周边元器件多(运算放大器),而且光耦前端仍需隔离电源,后端仍需模数转换器。
方案三 采用两组独立测量电路,然后通过普通光耦与处理器接口,需要两套隔离电源,两组测量部分,成本稍高,但此种方案最可靠,调试方便,因而最终被采用,如图2所示。
l.3 4~20 mA电流测量
采样电阻采用125 Ω/0.1%精密电阻,这样,只需测量O.5~2.5 V电压信号即可。
1.4放大器及模数转换器应用
本温湿度显示仪模拟信号变换采用TI公司的轨对轨运放TLC2252,该放大器最大的特点一是输出可达电源满幅,二是失调电压较小,0.5 mV,价格较低,适合本仪表应用。
模数转换器(ADC)采用TI公司的ADS1286U,此芯片主要性能有:
(1)分辨率:12位;
(2)最高采样频率:20 kHz;
(3)INL:±2LSB/max;
(4)DNL:±1LSB/max;