壓力變送器傳感器的激勵電路設計
壓力變送器有壓力傳感器和二次儀表構成，壓力傳感器采用硅壓阻式壓力傳感器，傳感器采用恒流激勵源，在恒流源激
勵下，壓力傳感器輸出電壓與壓力關系為：V=KP +式中： 為壓力傳感器的靈敏度；v0為傳感器零點輸出電壓。流，0與 成正比，壓力變送器傳感器輸出電壓信號在壓力恒定的情況下與傳感器的激勵電流成正比，即傳感器輸出電壓（1，+一一）與 成正比，將 同時作為l2位A／D轉換器的基準電壓，采樣值N：4 095G（V+一 一）／V,of，其中G為信號調理增益，因此，可以得出Ⅳ 與 無關，即參考電壓對測量結果沒有影
響，有效地降低了系統的測量誤差。
2．2 壓力變送器信號調理部分設計
為滿足系統低功耗設計要求，電阻橋式傳感器輸出電壓信號放大調理采用低功耗的儀表放大器AD627，其zui大靜態工作電流僅為85 A，具有高輸入阻抗，軌對軌輸出，并可以采用單電源供電，只需通過一個外部精密電阻設定增益 。通過改變外部增益電阻將傳感器輸出微弱電壓信號放大到合適的測量
范圍。
2．3壓力變送器HART通信模塊設計
如圖3所示為HART變送器基本連線圖，圖中采樣電阻將電流和HART信號轉換為電壓信號并傳送給通信上位機或手操器。
HART通信模塊由MSP430F435微處理器、模數轉換器AD421以及HART調制解調芯片A5191HRT組成，如圖4所示。壓力變送器AD421是高性能單片數模轉換器（DAC），它兼容HART協議的FSK通信電路，適合低功耗、高精度的智能工業控制應用 ]。AIM21內部電壓調整器由內部運放、帶隙基準和外接FET調整管組成，電壓調整器能夠從電流環路中獲取電流，可以為外部電路提供3．0 V、3．3 V或5．0 V的供電電壓，且AIM21能夠給外圍電路提供高精度的1．25 V與2．5 V電壓基準，這里將AIM21輸出的2．5 V電壓基準作為A／D轉換提供電壓基準。數模轉換器采用Σ一△結構DAC核和電流放大器組成，保證16位的分辨率和單調性。采用標準三線串行接I；1與MSP430相連，MSP430將測量結果轉換為對應的16位數字碼發送給AD421，AD421將其轉換為對應的4—20 mA模擬電流。
A5191HRT是單片HART調制解調器，采用相位連續的FSK半雙工工作方式，數據率為l 200 bps．A5191HRT內部集成了符合Bell202標準的調制器、解調器、接收濾波器、發送信號整形電路、載波檢測等電路 ，所以只要使用較少的外部無源元件就能夠構建滿足HART協議物理層要求的電路。A5191HRT將疊加在4—20 mA環路上的FSK信號經過帶通濾波、放大整形提取出來，解調為數字信號后傳送給MSP430F435，或將從微處理器接收到的應答幀信息調制成FSK信號經波形整形后通過電容耦合到AIM21上，通過AIM21疊加在4—20 mA環路上發送出去。
圖4中A5191HRT與MSP430F435的UART通用串行接口信號包括載波監測OCD、HART的解調輸出ORXD、來自UART的HART調制輸入ITXD和請求發送INRTS；loop+與Loop一分別為4～20 mA電流環路的2個端口， 為AIM21對外部電路提供的3．3 V供電電源，A5191HRT調制解調需要頻率為460．8 kHz時鐘信號源。由于460．8 kHz晶體為非標晶體，這里采用MSP430F435外接1．8432 MHz的標準晶振，經微處理器4分頻后與A5191 HRT時鐘輸入相連。
3 系統軟件設計
壓力變送器軟件分為3個部分：一部分是測量程序，負責傳感器信號的采集處理和輸出；一部分是HART協議通信程序，接收到HART通信信號，進人中斷，進行識別和響應；另一部分菜單設置程序，當有按鍵按下，變送器進行本地參數設置。

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