AD698在RVDT傳感器測(cè)量中的應(yīng)用

3 AD698在RVDT傳感器測(cè)量中的應(yīng)用

設(shè)計(jì)要求實(shí)現(xiàn)RVDT傳感器20XXCW-1B精確測(cè)量，用于閥門開度的反饋控制。角位移傳感器20XXCW-1B是一種高精度變壓器旋轉(zhuǎn)角位移傳感器，主要技術(shù)指標(biāo)如下：1)激勵(lì)電壓：12 V，激勵(lì)頻率：400 Hz；2)輸出角度范圍：+40°；3)輸出斜率：0．15+0．008 V／°；4)線性誤差：不大于1％。

3．1 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)過程

RVDT傳感器輸出變換后用于A／D采集，A／D輸入范圍為-5～+5 V，RVDT輸出信號(hào)需進(jìn)行必要的調(diào)理。RVDT傳感器的恒定輸出信號(hào)VB僅與激勵(lì)電壓有關(guān)，正常使用情況下，可不予考慮。電路實(shí)現(xiàn)如圖2所示。

1)工作電源選擇

電路采用±15 V雙電源工作，6．8μF鉭電容C1、C2和100 nF瓷介電容C3、C4用于正負(fù)電源濾波。

2)激勵(lì)頻率設(shè)置

fesc=400 Hz激勵(lì)信號(hào)頻率由C5確定，C5=35μF／fesc，所以C5=87．5 nF。

3)激勵(lì)電壓設(shè)置

AD698激勵(lì)信號(hào)電壓由電阻R1確定，當(dāng)Vesc=12 V時(shí)，由Vesc與R1的特征曲線確定：R1阻值在1～2 kΩ之間。

設(shè)計(jì)中先用2．5 kΩ電位器代替R1，調(diào)試獲得準(zhǔn)確的R1值后，再采用標(biāo)準(zhǔn)電阻。

4)帶寬頻率設(shè)置

C6、C7和C8確定AD698帶寬頻率fSYSTEM，一般要求：

C6=C7=C8=10-4 F Hz／fSYSTEM，fSYSTEM=400 Hz／10=40 Hz，所以C6=C7=C8=2．5μF。

5)滿量程輸出電壓設(shè)定

傳感器滿量程輸出電壓是傳感器靈敏度S(即輸出斜率)，傳感器最大工作范圍d(即輸出角度范圍)和R2的函數(shù)。

對(duì)于20XXCW-1B傳感器VOUT=±5 V。將S=0．15V／°，d=±40°，得R2=1．667 kΩ。

6)偏置電壓設(shè)置

R3、R4可實(shí)現(xiàn)輸出信號(hào)電壓正、負(fù)偏置調(diào)節(jié)。偏置電壓VOS與R3、R4的關(guān)系為

當(dāng)VOS為正偏置時(shí)，Rd開路；當(dāng)不需要設(shè)置VOS時(shí)，R3、R4均開路。在圖2電路中未連接R3、R4。

3．2 跟隨和濾波電路設(shè)計(jì)

選用雙運(yùn)放電路AD708實(shí)現(xiàn)AD698輸出信號(hào)的跟隨和濾波。

3．3 電路測(cè)試結(jié)果

如圖電路，對(duì)電路輸入輸出信號(hào)進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果為：

1)fesc=398 Hz；R2=1．8 kΩ時(shí)激勵(lì)電壓VEXCc=11．78 V，滿足傳感器使用設(shè)計(jì)要求；

2)信號(hào)輸出紋波小于10 mV。信號(hào)一致性、重復(fù)性好。