| 液位变送器输出的变换 |
| 沈阳化工学院 孙立红 王春晖 |
| 摘 要：介绍了液位传感器调理电路的设计及变送器在不同应用场合所需的不同的输出形式 关键词：变送器;输出;变换 |
| ---传感器技术已日趋成熟，液位变送器已广泛应用于工业过程控制。虽然传感器制造技术在飞速发展，但传感器（敏感器件）输出的信号还存在一些问题,如温漂问题,各种传感器都存在零点和灵敏度温漂,必须减小漂移来满足检测和控制的精度要求;各种传感器还都存在非线性问题，因此需要对传感器输出的信号要进行线性化;大部分传感器的输出信号都比较小，尤其是金属膜传感器输出的信号更小，必须放大并使输出信号标准化，设计变送器信号调理电路可以解决上述问题。 1 变送器信号调理电路的设计  ---对于输出信号很小，甚至只有几mV的传感器在制作4～20mA液位变送器时，可以使用性能优良的仪表放大器，如INA118，对温度补偿、线性化、放大以及输出全面考虑，设计出满足需求的液位变送器电路。 ---也可以应用变送器电路块，如xTR106，这是美国BB公司的产品。具体电路如图3所示，用该电路组装的变送器经过长期运行，各方面的性能都很好，其中用Wl调零点，W2调量程，R3调灵敏度温漂，R8调线性。  2 变送器输出的变换 2.1 4～20mA变换为0～5V ---利用OP295放大器的变换电路 ---OP295为双运放电路，噪声低，精度高，可输入和输出正负信号。单电源工作3～36V，低失调电压300μV，高开环增益1000V/mV，每个放大器的电源电流最大为150μA，输出电流±18mA，工作温度-40～125℃。是一种很好的放大器。 ---用OP295放大器构成的4～20mA变换为0～5V的原理图如图4所示。其中R1为取样电阻，W1和W2分别为调零位和满位的电位器，二极管组用于共模调整，8V电压可用LM317得到。该电路组装调试便捷，精度高。  ---利用BB公司的RCV420的变换电路---RCV420是 BB公司的产品。它能将4～20mA变换为0～5V。它的电源电压额定值为±15V，静态电流为3mA，工作温度范围-55～125℃。虽然说明书中给出的电源是双电源，但也可以应用于单电源0～24V的场合，这就十分方便，应用时不加任何外部元件（见图5）。 2.2 4～20mA变换为0～10mA  ---把4～20mA变换为0～10mA的电路如图6所示。这个电路虽然比较复杂，但性能稳定可靠。---设R1上的压降（取样电压）为Vi，经推导可以得到流经RL上的电流为I=(Vi-1)/R11 。很显然，如果变送器在零位时输出4mA，在250Ω的取样电阻的压降为1V，于是I=0。如果变送器输出为20mA，Vi=5V，则I=(5-1)/R11，适当选取R11，可得I=10mA。 2.3双4～20mA输出 ---有时为应用方便，一个变送器需用两个或多个4～20mA输出。图7给出了在实际应用中很成功的解决  方法。---实际电路由OP295和9015PNP管构成，调解R1使其输出为4～20mA，就成了双4～20mA输出。这个电路输出稳定可靠。 3 结语 参考文献 |
1.1 温度漂移的处理