煤炭產(chǎn)量遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)裝置的設(shè)計(jì)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(cè)量結(jié)果更精確。在設(shè)置A／D轉(zhuǎn)換器的滿量程范圍時(shí)應(yīng)盡量的小?？梢栽诰幊虝r(shí)通過(guò)設(shè)置增益寄存器和內(nèi)部放大寄存器來(lái)設(shè)置輸入范圍。CS5532可量化的滿量程輸入信號(hào)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(hào)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(shí)，A=2，當(dāng)VRS設(shè)為1時(shí)，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(chǎng)傳感器測(cè)量精度的要求。
2．2 數(shù)據(jù)幀格式設(shè)計(jì)
煤炭產(chǎn)量監(jiān)測(cè)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(gè)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(huì)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(cuò)。以ASCII碼方式編寫(xiě)幀格式時(shí)，可以有效解決以上問(wèn)題。裝置采用的數(shù)據(jù)幀一共為16個(gè)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(gè)字節(jié)的重量A／D轉(zhuǎn)換值。

3 防爆設(shè)計(jì)
3．1 隔離式安全柵電路設(shè)計(jì)
煤炭產(chǎn)量監(jiān)測(cè)裝置中的信號(hào)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(wú)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(guò)壓保護(hù)電路限壓。限流電阻用于限制可能流過(guò)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(shù)脂。
3．2 本安設(shè)計(jì)
本安防爆是一種通過(guò)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(xiǎn)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(jì)本安電路和評(píng)定電路本安性能時(shí)，考慮了最小點(diǎn)燃曲線，電流／電壓安全系數(shù)等因素。