具有分站功能的多通道壓力測量系統(tǒng)

摘要：在煤礦的生產(chǎn)中需要精確測量多個壓力信號，并將信號傳輸?shù)缴衔粰C中，因此提出了應用XTR105進行信號調(diào)理的方法，通過電壓電流信號的轉(zhuǎn)換，保證了數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和抗干擾性，同時在系統(tǒng)中加入了兩路頻率信號的輸入，使系統(tǒng)具有了分站功能。實驗結(jié)果表明，該系統(tǒng)抗干擾性強、測量精度高，可以應用于環(huán)境條件復雜的工業(yè)現(xiàn)場中。

關(guān)鍵詞：1210；XTRl05；多通道測量；分站

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2015.03.013

本文著錄格式：高文平，具有分站功能的多通道壓力測量系統(tǒng)[J].軟件，2015，36（3）：64-68

0.引言

在煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)中，為了實現(xiàn)對管道氣體流量和管道負壓等的監(jiān)測，壓力檢測是非常關(guān)鍵和必要的。目前，采用4-20mA電流信號傳輸在煤礦中應用具有很大優(yōu)勢，電流信號抗干擾能力強，能夠遠距離傳輸。因此，文中采用了以1210為測壓傳感頭、XTR105為信號調(diào)理電路，設計了多通道壓力測量系統(tǒng)，同時為了方便其他傳感器信號的傳輸，設計中還加入了分站功能，可以從外部引入頻率信號，對信號進行處理后顯示并向上位機傳輸。該設計具有功能強，電路設計簡單，成本低，可靠性高，易于實現(xiàn)的多種優(yōu)點。

1.1210壓力傳感器和XTR105特性簡介

權(quán)衡設計要求、成本、開發(fā)難易程度等各種因素，最后選取美國MEAS的1210壓力傳感器作為壓力探頭，選用XTR105實現(xiàn)電壓電流信號轉(zhuǎn)換。本設計中需要測量三種壓力信號，分別為：0～10kPa的差壓信號，-100～0kPa的負壓信號，0～200kPa的絕壓信號。為此選用了三種1210傳感器，分別為：1210A-002D-3S，1210A-015D-3S，1210A-030A-3S。

XTRl05是一片擁有兩路精確電流源的4～20mA雙線電流轉(zhuǎn)換器，它為測量放大器和單片集成電路上的電流輸出電路提供完整的電流激勵。

2.系統(tǒng)設計

在參考了1210和XTR105數(shù)據(jù)手冊的基礎(chǔ)上，借助典型電路，綜合設計要求，討論并設計了帶有電源反電壓保護的基于XTRl05的變送電路，及由LPCI227控制AD7705進行A/D轉(zhuǎn)換與液晶顯示的多通道壓力測量系統(tǒng)。因此，整個電路可分成測量變送電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、頻率輸入隔離電路、數(shù)據(jù)通信電路、單片機控制電路和顯示電路6個模塊。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。