Нормирующие устройства.
При производстве мостовых и полумостовых датчиков, к которым относятся тензорезистивные датчики давления (КНК, КНС, SmS и т.п.) в зависимости от производственного процесса сигнал с преобразователя получается с сильным технологическим разбросом, поэтому первичный сигнал нуждается в усилении, компенсации (температурной) и калибровке. Кроме того, входная схема разрабатываемого устройства обычно жестко регламентирует применение какого-либо стандартного аналогового или цифрового интерфейса. Выполнение всех этих функций обеспечивают специализированные нормирующие устройства — формирователи сигналов, к входам которых подключается первичный мостовой сенсор и способные выдать унифицированный выходной сигнал. Дополнительной задачей нормирующих устройств является согласование уровней и стабилизация напряжения внешнего питания датчика и первичного мостового элемента.
Типичная диаграмма зависимости значений первичного элемента от давления и температуры:
Чувствительность от 20,9 мВ/В при -60°С до 16,3 мВ/В при 150°С, начальное смещение -14,3мВ/
В, нелинейность по давлению при 23°С 0,045% ВПИ, температурная зависимость 13,7% ВПИ, нелинейность по температурной зависимости достигает 2%ВПИ.
При малых значениях высших порядков (начиная с 3) нелинейности температурной зависимости при использовании нормирующего электронного модуля на основе ZSC31150 (старое наименование ZMD31150) фирмы Zentrum Mikroelektronik Dresden AG нормализованный выходной сигнал 0,5-4,5В имеет следующую диаграмму:
В температурном диапазоне -40°С +85°С суммарная погрешность не превышает 0,163% ВПИ при изменении напряжения питания от 6 до 65В при максимально допустимых выбросах до 95В.
Для получения лучших значений можно использовать устройства на базе микропроцессора с более высоким порядком компенсации нелинейности (типично 4), выпускаемые с цифровым интерфейсом RS485 (ModbusRTU) или с дополнительным гальванически развязанным аналоговым выходом. Данный вид устройств ограничен температурным диапазоном -40°С +85°С, с кратковременным интервалом -60°С +125°С.
Номенклатура выпускаемых нормирующих электронных модулей:
1. Интерфейс токовая петля 4-20мА на основе ZSC31050.
2. Интерфейс 0,5 - 4,5 В на основе ZSC31150.
3. Интерфейс с вольтовым выходом от 0-50мВ до 0-10В на основе ZSC31050 вариант 3-проводный и 4-проводный (эмулятор мостового датчика) .
4. Источник питания с выходным напряжение 5,75В и входным от 8 до 65В согласно ГОСТ 19705-89 «Системы электроснабжения самолетов и вертолетов. Общие требования и нормы качества электроэнергии».
5. Электронное нормирующее устройство с цифровым интерфейсом по протоколу RS485 ModbusRTU, полная гальваническая развязка питания и сигнальных выходов.
6. Ведется разработка нормирующего устройства с аналоговым выходом (токовая петля или по напряжению) с цифровой обработкой сигнала и полной гальванической развязкой питания и сигнальных выходов.
