導波雷達液位計硬件設計和應用.pdf

1、導波雷達液位計已經(jīng)發(fā)展了三十多年，無論是早期功能單一的儀表亦或是現(xiàn)代的自動化儀表，測量原理早已趨于成熟，且鮮有創(chuàng)新性的突破，后續(xù)的研究只是在測量方法或是信號處理上做出些許改進、創(chuàng)新。因此液位測量儀表的發(fā)展方向是以新的科技為支撐，使之更加集成化和智能化。
　　本文設計的液位計儀表基于時域反射的測量原理，以低功耗為主線，從器件選型，方案選擇，電路設計，傳感器制作等方面，提出了一種新的設計思路。在滿足功耗和板上面積的前提下，采用冗余設計

2、的思想，即關鍵模塊設置備用，或為今后擴展或增加系統(tǒng)可靠性。本文主要討論導波雷達液位計的硬件設計，采用系統(tǒng)化的設計方法，將系統(tǒng)劃分為若干子系統(tǒng)并進一步按功能細分為不同的電路模塊。
　　首先針對各個電路模塊的實現(xiàn)，從多種方案出發(fā)，分析各自的優(yōu)缺點，選擇最佳的實現(xiàn)。對于低成本的采樣電路實現(xiàn)，等效采樣是唯一的選擇，系統(tǒng)大量采用低功耗的器件，從微控制器到無源器件，功耗和漏電流等指標是選擇的標準。電源電路的設計從兩種角度著手，電池供電時采用L

3、DO線性穩(wěn)壓器的提供所需電源，而直流24V供電時則采用集成化的解決方案，單個芯片便可提供系統(tǒng)所需的所有電壓等級，而且對HART通信有更好的支持，兩種方案皆不會占用過多的板上面積。通信方式選擇在傳統(tǒng)的4～20mA電流環(huán)路中添加頻移鍵控 HART調制解調器，使得可以同時傳送多個現(xiàn)場變量，同時保留 RS485作為備用。微控制器選用意法半導體的低功耗產(chǎn)品，其豐富的外設和優(yōu)越的性能除了滿足系統(tǒng)基本功能和功耗要求外，通過移植嵌入式系統(tǒng)和協(xié)議?？梢詫?/p>