最新压力传感器解决方案

工业压力变送器系统原理和典型架构

压力变送器可以测量三个以上最常见工业测量对象：流速、压力、液位等。它采用的压力传感器的原理各不相同，包括压阻效应类型、电容类型和微谐振器类型。所有这些类型都使用硅单晶的薄膜作为压力接收元件。智能压力变送器应用了多压阻计传感器，可以测量三个指标，即差分压力、静态压力和温度。

通常，压力变送器可以采用电池、线路电源或环路电源供电，并包括电源、压力/温度传感器、信号调理、ADC 、处理器、显示器、键盘、逻辑I/O 以及多种通信机制，例如4 mA 至20 mA 、HART 、RS-485/RS-422/RS-232、PROFIBUS 、Modbus 和foundation 等。

ADI 的压力变送器解决方案

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方案编号：工业压力变送器系统设计考虑事项和主要挑战

要设计出适当的压力变送器系统，设计人员必须考虑众多不同设计要求，包括精度、零漂移、温度和静态压力补偿。

• 除了差分压力信号，必须考虑通过温度和静态压力信号进行特性补偿。

• 预防性维修可检测传感器老化或任何异常。

• 压力变送器产品的最大量程可高达200:1

，上限甚至可达15,000 psi 。

• 测量精度最高可以达到满量程范围的0.04%

，通常需要16至24位的模数转换器。

• 与不同现场总线的连接，例如HART 、PROFIBUS 、Modbus 、foundation 、RS-485/RS-422/RS-232、无线HART 等。• 传感器、调理电路、系统电源、通信和I/O 之间可能需要隔离；隔离等级从1 kV 到2.5 kV 不等。

• 采用电池和环路供电的差分压力变送器需要精心选择的超低功耗元件，例如MCU 、AMP 、ADC 和基准电压源。

工业现场温度环境非常复杂，甚至异常恶劣。为了能够在较宽的温度范围内工作，低温漂移系数和低功耗对差分压力变送器非常重要。ADI 公司提供完美的产品组合，包括精密放大器、精密基准电压源、精密模数转换器和低功耗Cortex-M3内核微处理器等。

除此之外，低功耗系统中的抗电磁干扰能力(如电涌、EFT 和ESD 等)也是压力变送器面临的严峻挑战。ADI 器件的高ESD 抑制能力能够大大改善产品的可靠性和稳定性。

此外，压力变送器内部的空间有限，要求高系统密度。因而必须减小器件尺寸。近来，集成技术的进步使得系统设计人员能够采用尺寸更小、功耗更低、成本更低的解决方案，而其性能与那些大型系统不相上下。持续的技术进步要求既能不断促进这些解决方案集成，同时还提高其性能和诊断能力。

ADI 公司提供面向市场定制的解决方案，以便简化设计过程。这些解决方案采用业界领先技术，并提供众多设计选项：从采用分立器件的实施方案到全集成式解决方案，应有尽有。ADI 公司的整体解决方案

借助ADI 公司的放大器、数据转换、信号处理、通信和电源技术以及专业经验，可以实现高分辨率、低噪声、低功耗的工业压力变送器系统。

(注：虚线部分可能是部分可选或高度集成的，取决于不同应用。)

必需部件图片可选部件图片

2 | ADI 的压力变送器解决方案

分立信号调理的信号链

集成信号调理的信号链

注：以上信号链代表分立信号调理设计的系统框图。模块的技术要求可变化，下面列出的产品代表满足部分要求的ADI 解决方案。

注：以上信号链代表集成信号调理设计的系统框图。模块的技术要求可变化，下面列出的产品代表满足部分要求的ADI 解决方案。

主要产品简介

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主要产品简介(续

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4|ADI的压力变送器解决方案

实验室电路链接

• 基于24位Σ-∆型ADC AD7793和数字隔离器ADuM5401的全隔离输入模块(CN0066)—/zh/CN0066

• 利用精密模拟微控制器ADuC7060/ADuC7061构建4 mA至20 mA环路供电温度监控器(CN0145)—/zh/CN0145

• 利用AD5420提供16位、4 mA至20 mA输出简化解决方案(CN0098)—/zh/CN0098

• 利用内置PGA的20位Σ-∆型ADC AD7781实现电子秤设计(CN0108)—/zh/CN0108

• 利用24位Σ-∆型ADC AD7791和外部零漂移放大器ADA4528-1实现精密电子秤设计(CN0216)—/zh/CN0216

• 具有HART接口的完整4 mA至20 mA环路供电现场仪表(CN0267)—/zh/CN0267

• 具有额外电压输出能力的完整4 mA至20 mA HART解决方案(CN0278)—/zh/CN0278

• 完整4 mA至20 mA HART解决方案(CN0270)—/zh/CN0270

• 利用精密模拟微控制器ADuC7060/ADuC7061构建4 mA至20 mA环路供电温度监控器(CN0145)—/zh/CN0145

• 提供4 mA至20 mA输出的完整闭环精密模拟微控制器热电偶测量系统(CN0300)—/zh/CN0300

有关压力变送器的更多相关需求，请联系ADI公司

ADI公司提供的支持资源

• ADC

ADIsimADC—/zh/ADIsimADC

Σ-∆型ADC寄存器配置助手—

/zh/SigmaDeltaRegisterConfigurationAssistant

• DAC

ADIsimDAC—/ADIsimDAC

• 放大器

ADIsimOpAmp—/ADIsimOpAmp

ADIsimDiffAmp—/ADIsimDiffAmp

• 电源

EVB ADIsimPower—/ADIsimPower

• 处理器

EVB仿真工具和部分软件

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