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特点:
◆ 无触点,无噪音,高可靠性
◆ 采用4-20mA两线制设计,可替代干簧管液位计
◆ 环境适用性强,接近无限寿命
◆ 优良的温度特性,石油化工、汽车、太阳能等多领域适用
概述:
传统液位计设计,大部分采用干簧管作为液位传感器,它具有价格低廉、结构简单等优
点。 其工作原理如图 1 所示,干簧管玻璃管内有簧片,簧片会感应浮球的靠近远离来打开
和闭合,以此来判断浮子的位置得到具体液位。
但是干簧管同样有一些缺点:结构脆弱,采用玻璃管封装,易碎,运送或加工过程中容易
受损伤从而影响开关特性及寿命;尺寸较大(长约 20mm),限制了传感器的分辨率;使
用过程中触点易产生抖动,影响精度;有机械寿命限制,长时间使用可靠性差。
使用多维科技 TMR1340 超低功耗全极型开关传感器来代替干簧管用于液位传感器中,
不但解决了使用干簧管面临的问题,同时有更多其他传感器不具备的优良特性:
◆ 真正的固态开关,没有可活动的部件
◆ 高灵敏度:允许使用更小的磁铁或者更大的工作间隙,便于安装
◆ 超低功耗:连续工作模式下<1.5μA,尤其适用于电池供电的系统
◆ 优秀的温度特性:如图 2
◆ 超小尺寸:3×3mm SOT23 和 4×3mm TO92 封装
◆ 采用小回差设计,液位测量误差更小
TMR1340工作原理
TMR1340 采用 TMR磁传感器和 CMOS 集成电路,包括 TMR 感应元件、 电压发生器、比较器、施密特触发器和 OPEN-DRAIN 输出电路,能将变化的磁场信号转化为数字电压信号输出,如图 3
平行于 TMR1340 传感器敏感方向的磁场超过工作点门限︱BOPS︱(︱BOPN︱)时,
TMR1340 输出低电平。当平行于 TMR 传感器敏感方向的磁场低于释放点︱BRPS︱(︱BRPN
︱)时,TMR1340 输出呈现高组态。磁场工作点和释放点的差值就是传感器的回差 BH。
TMR1340两线制液位计设计
目前,在工业液位计领域中,为方便信号传输,多的采用两线制输出方法,应用 24V 电源,
测量电流变化来判断液位,目前通用电流信号是 4-20mA。 使用 TMR1340 完成了一个两
线制液位计的设计,模块由 TMR1340 电阻模块和电流转换模块组成,模块原理如图 5.
电阻模块由传感器 TMR1340 和电阻组成,此模块采用了 20 颗 TMR1340 不 20 颗 510 欧姆电阻,电路原理如图 6
当浮子滑动时,某个特定的 TMR1340 导通,输出低电平,对应电阻通路被采集到电流转换
模块,电流模块将 S+不 S-端采集到的电阻转换成相应大小的电流输出。 测试模块每个
TMR1340 节点的对应输出电流值如表 2,输出曲线如图 7。 输出具有很好的线性度。
TMR1340液位计电流转换模块设计
电流转换模块采用了两线制液位计的常用方案,主控芯片采用了 TI 的 XTR115,配合 NPN
使用,方案成熟,具有较高的稳定性。 XTR115 应用如图
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