Розробка перетворювача тиску Харт з використанням вітчизняної мікросхеми Харт ХАРТ1200М
Протокол HART займає важливе місце в конструкції передавачів датчиків. Підводячи підсумок, прості конструкції передавача традиційно пропускають аналогове значення, яке часто називають змінною процесу (PV), через струмову петлю. Ця PV зазвичай пов’язана зі значенням датчика (вологість, температура, pH, тиск), яке представлено аналоговим сигналом від 4 до 20 мА. Аналогове значення може проходити кілометрами дроту, щоб досягти аналогової передньої схеми, яка реєструє падіння потенціалу на шунтуючому резисторі під час інтерпретації переданого датчиком значення.
Тепер це чудово, якщо ви хочете повідомити цінність через довгу проводку. Але що, якщо ви хочете надіслати або отримати додаткові дані через ті самі два дроти? Включаючи протокол HART у конструкцію передавача.
Включаючи aHART модем, ваша конструкція передавача тепер може передавати широкий спектр процедур калібрування, надсилати діагностичні дані або передавати PV з інших сенсорних платформ. Цей зв’язок можна здійснити за допомогою форми сигналу HART з частотною маніпуляцією (FSK), яка поєднується з аналоговим сигналом струму. .
Перш ніж занурюватися в деталі конструкції двопровідного передавача HART, пройдіть прискорений курс (або курс підвищення кваліфікації) з конструкції простого двопровідного передавача. Ви вже завершили оновлення? Дивно, що ви вже на півдорозі.
Почнемо зі схеми, зображеної на малюнку 1.
Ця схема може виглядати дещо лякаючою, але єдина відмінність між цією схемою та тією, що показана в дописі в блозі Simple Two-Wire Transmitter Design, це включення модему DAC8740H HART. Низький струм спокою модему DAC8740H HART становить 180 мкА, що робить цей модем чудовим кандидатом на рішення датчика-передавача малої потужності. Коефіцієнт посилення струму контуру (1+R3/R4) буде визначено за допомогою методу, показаного в процедурі зіткнення.
Між ними існує лише два зв’язкиHART модемі передавач, як показано на малюнку 2. Вивід DAC8740H MODOUT модему HART підключений до передавача через конденсатор зв’язку змінного струму, C1. Цей конденсатор разом із R6 створює фільтр високих частот, який послаблює частоти, нижчі від обраної частоти зрізу 1/(2 x π x R6 x C1).
Під час роботи сигнал HART FSK керується MODOUT і накладається на аналогове значення струму контуру з амплітудою FSK 1mApp. Резистор R6 змінює та встановлює амплітуду FSK, яка послідовно підключена від HART-модему до неінвертуючої клеми U3. За допомогою суперпозиції Рівняння 1 обчислює компонент змінного струму петлі струму як:
Рівняння 1:
Таким чином, R6 = (VHART/IIOUT pp) (1 + R3/R4).
Підставляючи схематичні значення R3, R4 і амплітудну напругу MODOUT, ви побачите значення R6. Після отримання значення R6 C1 можна обчислити, вибравши граничну частоту фільтра високих частот. У високоточному польовому передавачі від 4 мА до 20 мА з живленням від контуру з еталонним дизайном модему HART гранична частота 679 Гц забезпечує ефективне послаблення шумів і частот нижче 1200 Гц і 2200 Гц без істотного впливу на діапазон частот HART.
Вивід прийому сигналу HART - висновок DAC8740H MOD_IN - підключений до позитивної мережі живлення шини схеми передавача через конденсатор зв’язку змінного струму C2 і до внутрішнього смугового фільтра.
Наступним кроком є створення рішення інтелектуального датчика-передавача шляхом вибору інтерфейсу датчика, такого як TMP116, який забезпечує кращу точність, ніж резистивний температурний детектор (RTD) класу А з однієї мікросхеми.
