传感器高精度数字转换模块的开发.pdfVIP

· 18· 工业仪表与自动化装置 2011年第 3期 传感器高精度数 字转换模块的开发 陈 瑞，莫慧芳，王文蓉 (广州科技贸易职业学院 机电系，广州 511442) 摘要：传感器高精度数字转换模块由微型计算机控制，可实现高精度、宽动态范围模拟量信号 (0～100 mV)的数据采集。针对工业现场使用传感器的条件，采用直流9—40 V宽电源范围供电； 采用低功耗结构设计，体积小，稳定性高，安装方便；解决了工业现场各种类型传感器输出信号的数 字量转换问题。为企业新产品研发和传统设备数字化改造提供了前端数字信息采集的硬件支持。 关键词：传感器；高精度；数字量；转换模块 中图分类号：TP368．1 文献标志码：A 文章编号：1000—0682(2011)03—0018—03 The development of higb—precision digital conversion sensor module CHEN Rui，MO Huifang，WANG Wenron (Dept．MechanicalElectronics ofguangzhou Vocational Colege ofTechnology＆Business，Cuangzhou 511442，China) Abstract：The high—precision digital conversion sensor module is controlled by computer and its ob— ject is wide dynamic range analog signal(0～100 mV)of the high—precision data colection．According to the industrial field conditions using sensors，we use DC 9—40 V wide—range power supply．It has the features of low—power，small size，high stability and easy installation，SO it can meet the requirements of most environments and can solve the industrial field types of digital sensor output signal conversion．The design provided the hardware support for front·end digital information colection for the new product de-· velopment and transformation of traditional equipment． Key words：sensors；high—precision；digital；conversion module 0 引言 检测系统的数字化是未来检测技术发展的主 流。而检测的传统方法主要通过传感器将现场的物 理量转换为电量，通过变送器再变换成标准电流信 号远传到主控单元(二次仪表)，进行分析处理。这 种方式存在：1)变送器配套困难。目前变送器都是 针对某一种传感器来配套的，很多传感器在市场上 基本找不到与之配套的变送器，或变送器与系统设 备不能配套安装等。2)检测系统硬件复杂、故障率 高。3)变送器一般与传感器或一次仪表安装在同 一 壳体中，存在体积庞大，功耗高，缺乏灵活性等问 题l1]。因此，在新型检i贝0系统的研制和传统检i贝0系 收稿 日期 ：2010—11—10 基金项目：甘肃省教育厅计划项目“电压输出型传感器高精度数 字转换模块的研制”(甘教技[2002]49号，0212—03)；2008年 12月 通过省科技厅科技成果鉴定(甘科鉴字[2008]第509号) 作者简介：陈瑞(1961)，女，山西人，广州科技贸易职业学院机电 系教授，主要从事微机测控、电子技术应用方面的教学和研究。 统的数字化改造中，迫切需要适合于各种类型传感 器的数字转换装置。该文为解决上述问题而研制一 种适用于各种类型传感器的高精度数字转换模块。 1 模块构成 根据模块功能要求，课题组成员对常用电压输 出型传感器进行了细致的分析和研究，同时又深入 应用现场了解情况，仔细分析环境对转换模块的要 求和各种影响因素，吸收经验丰富的现场工作人员 参与方案的研讨，并查阅了大量的国内外有关资料， 充分应用成熟的技术，设计的模块由信号转换／控 制、通信及切换、非易失存储和电源等 4个单元组 成，其结构如图1所示。 霪一 蒌 鲽一 == 一兰一j 图 1