高精度新型調制變送器設計與應用

李正兵，蔣興加，王小麗

（西安航天動力試驗技術研究所，陜西西安710100；廣西機電職業技術學院，廣西南寧530007）

0 引言

傳感器就是將被測物理量按照一定的規律轉換成電信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉換元件組成。由于受傳感器結構等因素的影響，其輸出信號一般需要經過變換器處理。變送器是將非標準的傳感器輸出的信號調理成標準電壓或電流信號的電路單元，以方便數字儀表、PLC、計算機等測控系統使用。對于輸出為電阻RX、電感LX或電容CX等參數類型的傳感器，需要將可變參數RX，LX和CX變換成標準電流或電壓輸出，這種變送器稱為調制變送器。對于傳統電容或電感變送器，將傳感器輸出電容CX或電感LX作為振蕩電路的阻抗元件，通過測量阻抗引起振動頻率的變化，表征被測物理量，該類變送器通用性和線性較差，精度低，維護困難。本文針對連續式電容液面計設計的高精度新型調制變送器可以適用于電容、電阻及電感等參數的變換要求。

1 調制變送器設計原理

調制變送器需要把傳感器輸出的電信號變換為標準的電壓或電流，即把物理量引起的電阻、電感、電容變化轉換為電壓信號，然后對電壓進行放大、濾波、調零等處理。調制變送器設計原理框圖如圖1所示。

變送器信號提取電路利用歐姆定律的原理，其電路如圖2所示。

在交流電源的作用下，把傳感器阻抗變換為電壓信號V˙X， ZX為傳感器輸出阻抗，ZS為變送器使用的標準阻抗，V˙為變送器施加標準激勵電壓。……