投入式液位变送器单片机控制模块

投入式液位变送器单片机控制模块

单片机选用MSP430系列，它是，I＇I公司推出的16位超低功耗的单片机。在低功耗方面，它具有5种工作模式，而且各种低功耗工作模式和活动模式之间可快速有指令进行切换；可由3．3V DC锂电池供电；在非活动状态进入低功耗模式3（LMV3）的休眠状态，此时电流仅有O．7 A；当外部中断时，唤醒休眠状态进人活动状态仅需6 Ws。本系统采用MSP430F1611，内部带有 宅日寸／计数器、模拟比较器、D／A转换器等。
3．2 电源转换模块
一个稳定可靠的电源是一个系统的强有力的支柱。电源设计得好坏直接影响到系统的稳定性。由于投入式液位变送器采用二线制DC24V环路供电，单片机需1．8—3．6 V供电，模拟开关4066需一0．5—7．0 V，运放芯片LMV324需正负双电源±（2．5—15）V供电。为减少电路损耗，降低功耗，使用电压转换芯片TPS715345，将24 V电压输入转换为3．45 V电压输出。电压转换电路如图4所示。

在输出回路中，选用IB值较高、穿透电流小的三极管9014，集电极电源主要用作扩流，使晶体管的集电结反向偏置，以保证晶体管工作在放大状态。因运放输出级存在饱和压降，故供电电压应比最大输出电压高1—2 V，以保持输入输出的线性关系，这是集电极电源应取较大值的另一个原因。当U；=0时，输出电流，为电路的静态工作电流，适当调节 。，将输出调至4 mA；当 输入最大时，用软件将输出电流调至20 mA，即完成了电路的调零及满度调整。
3．4 双层屏蔽电缆电路
由于电容式液位传感器自身电容比较小，所以传感器和控制电路的连接电缆产生的分布电容、线路的杂散电容以及传感器的内极与周围导体构成的电容等影响很大；同时，更换电缆线时需对投入式液位变送器输出值重新标定。
为减小寄生电容的影响和消除更换电缆重新标定投入式液位变送器的不便，本系统采用图6中的双层屏蔽电缆电路。连接电缆采用内外双层屏蔽，使引线与内屏蔽的导线电位相同，这样引线与内屏蔽之间的电缆电容将不起作用，外屏蔽仍接地而起屏蔽作用。外屏蔽层接大地（或传感器地）用来防止外界电场的干扰。内外屏蔽层之间的电容是1：l放大器的负载。本系统采用低电压轨至轨输出运算放大器芯片LMV324，满足“驱动电缆”技术对1：1放大器的要求。

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