煤炭產(chǎn)量遠(yuǎn)程監(jiān)測裝置的設(shè)計與應(yīng)用

煤礦用防爆稱重傳感器采用并聯(lián)方式連接，5 V供電，傳感器的輸出精度為2 mV／V，所以滿量程輸出為10 mV，為了使測量結(jié)果更精確。在設(shè)置A／D轉(zhuǎn)換器的滿量程范圍時應(yīng)盡量的小?？梢栽诰幊虝r通過設(shè)置增益寄存器和內(nèi)部放大寄存器來設(shè)置輸入范圍。CS5532可量化的滿量程輸入信號的范圍由增益設(shè)定和VREF+、VREF-之間的參考電壓決定。轉(zhuǎn)換器的滿量程輸入信號范圍為((VREF+)-(VREF-))／(GxA)其中G就為增益放大器的系數(shù)，VREF+和VREF-分別為參考電壓的正和負(fù)。A的值為l和2可選，當(dāng)參考電壓選擇位VRS設(shè)為0時，A=2，當(dāng)VRS設(shè)為1時，A=1。本裝置中參考電壓為2．5 V，即VREF+為2．5 V，VREF-為0 V，A=l，增益G設(shè)置為128，所以滿量程輸入范圍為2．5／128≈20 mV，可以滿足現(xiàn)場傳感器測量精度的要求。
2．2 數(shù)據(jù)幀格式設(shè)計
煤炭產(chǎn)量監(jiān)測裝置數(shù)據(jù)幀格式采用ASCII碼方式，這種方式能有效減少誤碼率，即將一位十六進(jìn)制數(shù)(例如：Ox3E)分成2個字節(jié)的ASCII碼(0x33和0x45)傳輸。按以往的十六進(jìn)制幀格式，在數(shù)據(jù)幀有效段內(nèi)可能會出現(xiàn)與起始位和結(jié)束位相同的字節(jié)，導(dǎo)致幀接收出錯。以ASCII碼方式編寫幀格式時，可以有效解決以上問題。裝置采用的數(shù)據(jù)幀一共為16個字節(jié)，如圖4所示，起始位為0x01，結(jié)束為0x03，數(shù)據(jù)幀內(nèi)容為前8字節(jié)的兩路速度量，后4個字節(jié)的重量A／D轉(zhuǎn)換值。

3 防爆設(shè)計
3．1 隔離式安全柵電路設(shè)計
煤炭產(chǎn)量監(jiān)測裝置中的信號傳輸回路采用的是隔離式安全柵電路(圖5)和齊納式安全柵相比，具有無需可靠安全接地的優(yōu)點(diǎn)。

4只齊納二極管Vz1～Vz4組成雙重化的過壓保護(hù)電路限壓。限流電阻用于限制可能流過本質(zhì)安全電路的電流。需要注意的是：為了防止檢修或替換影響本質(zhì)安全性能的任何單元，需將安全柵電路全部灌封環(huán)氧樹脂。
3．2 本安設(shè)計
本安防爆是一種通過限制電路能量使得電器裝置在井下安全工作的低功耗技術(shù)。本安設(shè)備在正常運(yùn)行和故障的情況下可能產(chǎn)生的電火花和熱效應(yīng)分別低于爆炸性危險氣體的最小點(diǎn)燃能量和自燃溫度。本安技術(shù)具有安全可靠性高。適用范圍廣，可帶電維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，基于這些優(yōu)點(diǎn)，井下分站采用了本質(zhì)安全型的防爆型式。在設(shè)計本安電路和評定電路本安性能時，考慮了最小點(diǎn)燃曲線，電流／電壓安全系數(shù)等因素。