差壓變送器之電路設計要點難點部分：（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。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)被存到當前溫度點對應的寄存器內(nèi)，當系統(tǒng)檢測到環(huán)境溫度有變化時，它采用溫度查表的方式，將對應寄存器內(nèi)的數(shù)值取出應用，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。