基于CAV424的電容式液位變送器信號(hào)調(diào)理電路設(shè)計(jì)
1、CAV424電容信號(hào)的檢測原理CAV424是德國AMG公司開發(fā)的用于測量一個(gè)液位變送器電容與另一個(gè)參考電容值的相對變化，并將電容的相對變化量轉(zhuǎn)換成對應(yīng)模擬信號(hào)的框架集成電路(Frame-ASIC)【】】。它具有電容信號(hào)的測量和處理功能、模擬電壓信號(hào)輸出功能以及一些保護(hù)功能(比如電源極性保護(hù)及輸出過載電流限制保護(hù))，另外它還能提供一個(gè)恒壓源用于其他元器件的工作電源(比如微處理器等)。
CAV424的測量原理是由液位變送器電容c 確定頻率的參考振蕩器控制兩個(gè)相位恒定和周期相同的對稱構(gòu)造的積分器，這兩個(gè)積分器的振幅通過電容c 和Cm來確定，其中電容c為參考電容，Cm為測量電容。比較兩個(gè)積分器的電壓振幅可以得到電容Cxl和Cm的相對電容變化差值(AC=Cm-)。兩個(gè)積分電路的電壓振幅差值信號(hào)通過芯片內(nèi)部的一個(gè)二級(jí)有源低通濾波器轉(zhuǎn)化成直流電壓信號(hào)，并經(jīng)過輸出可調(diào)的放大輸出級(jí)輸出與AC成比例的電壓信號(hào)。通過選擇參考電容c 的類型，使參考電容與被測液位變送器電容的溫度變化關(guān)系盡可能的接近，從而使輸出信號(hào)獲得一定的溫度補(bǔ)償效果。該輸出信號(hào)已經(jīng)進(jìn)行了溫度補(bǔ)償，同時(shí)只要簡單調(diào)整很少的2元器件就可以改變低通濾波器的濾波常數(shù)和放大倍數(shù)。其中，J Ql和Q2決定低通濾波器1和低通濾波器2的角頻率，凡l和凡2用來調(diào)整放大器的增益，可過調(diào)整電阻 和Rosc的電壓來調(diào)節(jié)Cm和Cosc電容器的激勵(lì)電流，從而對傳感器的零點(diǎn)和滿度的校正及其溫度系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償。
在CAV424的電路中還集成了一個(gè)溫度傳感器，它可以直接給微處理器提供溫度信號(hào)用于溫度補(bǔ)償。利用CAV424作為電容式液位變送器的調(diào)理電路可克服寄生電容和環(huán)境變化的影響，同時(shí)變送器的處理電路也較簡單。
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