差壓變送器之電路設(shè)計要點難點部分：（1）要求高溫120℃條件下穩(wěn)定工作，電路自身功耗小,。（2）使用溫區(qū)寬,，溫漂要求高。（3）傳感器精度要求高,。（4）傳感器頻響要求大于1KHz,。

難點1：部分要求在120℃環(huán)境溫度下穩(wěn)定工作，而國外供應(yīng)的集成電路的工作溫度范圍大多是-40~85℃,。另外電路要求兩線制輸出4~20mA信號,，要求電路自身功耗小于4mA，這就要求電路采用低功耗的信號處理芯片,。針對上述情況,，經(jīng)過多次選型和實驗，我們采用A3芯片作為放大主芯片,，A2做為穩(wěn)壓輸出和4~20mA變換,。 A3的工作溫度范圍是-40~125℃，自身功耗最大2.5mA,工作電壓5VDC,具有零點,、滿量程數(shù)字校準(zhǔn)功能,，輸出0.8~4VDC,。A2工作溫度范圍是-40~125℃，自身功耗最大300uA,，工作電壓7.5~40VDC,自帶5VDC穩(wěn)壓源,，V/I轉(zhuǎn)換電路。

通過上述電路選型,，電路部分符合了工作溫度要求和輸出要求,。電路原理圖如下：

難點2：在電路中，A3是一個核心芯片,，該芯片有數(shù)字通信接口,，能對芯片內(nèi)部存儲器進行讀寫操作，可實現(xiàn)零點和滿量程的校準(zhǔn),。同時該芯片內(nèi)置溫度傳感器,，能感知外界溫度，達到傳感器的溫度補償效果,。對于傳感器的零點,，在放大前有一個8位的D/A轉(zhuǎn)換器對零點進行粗調(diào)，防止傳感器零點過大使放大器飽和,，在零點粗調(diào)之后,，進行前級信號放大處理，最后在輸出級有一個16位的D/A轉(zhuǎn)換器對零點進行細調(diào),。對于傳感器的滿量程,，放大回路有一個固定增益前級放大，另外還有一個后級放大,，可進行多級階梯放大倍數(shù)調(diào)整,，滿量程在改變放大倍數(shù)后仍不能滿足輸出信號精度要求時，可通過具有16位D/A轉(zhuǎn)換器的壓控電流源來微調(diào)傳感器的激勵電源,，使?jié)M量程輸出符合要求,。零點和滿量程調(diào)整的參數(shù)被存到當(dāng)前溫度點對應(yīng)的寄存器內(nèi)，當(dāng)系統(tǒng)檢測到環(huán)境溫度有變化時,，它采用溫度查表的方式,，將對應(yīng)寄存器內(nèi)的數(shù)值取出應(yīng)用，達到溫度補償功能,。該系統(tǒng)溫度檢測分辨率約為1.5℃,可進行多溫度點補償,實現(xiàn)溫補的分段線性化,對于傳感器的零點和滿量程溫漂不成線性等問題可以很好的解決,。

難點3：傳感器的精度要求高，這就要求對線性不好的傳感器進行線性補償,，由于原電路無線性補償功能,，需要外加器件。在補償設(shè)計中,，首先通過測定已知傳感器的線性可知,，它的線性曲線是一個下拋曲線,，具體表現(xiàn)形式為：傳感器的量程中間點輸出高于端基直線在該點的理論輸出。通過模擬信號補償,，就需要傳感器的放大倍數(shù)隨輸出增大要相應(yīng)增大,，或改變激勵電源。經(jīng)實驗通過A3信號輸出的正反饋可解決該問題,。具體電路原理如下：

圖中A2的輸出隨A3輸出增大而減小,，使A4控制的電流源基準(zhǔn)電流增大，從而使傳感器的激勵電流增大,，形成一個部分由輸出控制的壓控電流源,。改變反饋參數(shù)，可校正不同的非線性誤差,。

難點4：信號調(diào)理電路做數(shù)字溫度補償一般的做法是采用數(shù)字電路,，通常會遇到功耗大，頻響差等問題,，由于電路中,，信號放大通道是全模擬通道，不存在信號處理的延時,，通過選擇比較，我們認(rèn)為選用該電路較合適,，電路理論頻響可達3 KHz,。本文源自澤天傳感，版權(quán)所有,，轉(zhuǎn)載請保留出處,。