智能电气转换器

摘要

本发明公开了智能电气转换器，该电气转换器的电路包括电源电路部分、压力处理电路部分和微处理器电路部分，依电回路方式连接构成电气转换器的电路；本发明采用温度补偿技术和数字模拟双PID控制算法，反应速度快，稳定性高，输出压力不过冲，具有抗震动和耐冲击的特点，模拟电路采用低功耗设计，压力输入范围宽，仪表上LCD直观显示输入电流和输出压力，可以随意设置控制量程，方便现场应用。

主权项

智能电气转换器，其特征在于：该电气转换器的电路包括电源电路部分、压力处理电路部分和微处理器电路部分，以电回路方式连接构成电气转换器的电路；电源电路部分：4‑20mA既作为电源输入，又作为控制信号输入，采用LM385作为转换器件，4‑20mA输入电流通过LM385的调控输出稳定的5V电压，它又相继转换成压电阀需要的±12V直流电压和微处理器的3.3V直流电压，压电阀需要的±12V是通过MAX1771把5V电压转换为12V直流电压，再用ICL7660把12V直流电压转换为‑12V直流电压，±12V双电源给四运算放大器LM324，由5V电压通过CAT6219‑3.3转换成微处理器的3.3V直流电压；压力处理电路部分：先导式压电阀的进口和出口分别接进气端和出口端，进气端进气压力的范围为0.14‑0.8MPa，在气路部分的出口处安装压力传感器，差分信号输出测量出口的压力，四运算放大器LM324分为4部分：1)第一个运放是压力传感器差分信号的放大部分；2)电流信号与压力信号复合部分，电流信号反串在LM385‑ADJ电源负端，随着电流的增加，产生出增加的负电压，此负电压与放大后压力信号一同进入第二个运放，进行比例运算；3)第三个运放是对第二个运放输出的信号进行比例积分微分运算，一是输出给压电阀的负极，二是输出给第四个运放；4)第四个运放是对第三个运放的极性进行转换，产生相反极性的电压，给压电阀的正极，压电阀上的电压就是电路处理电压信号的两倍；微处理器电路部分：微处理器采用TI公司的16位MSP430F425，它有3路差分信号输入的16位ADC和128段液晶，电流通过串接在4‑20mA回路电阻上取得，电阻两端的电压经过电位迁移后直接给MSP430F425的ADC进行AD转换，压力通过压力传感器的差分信号再分一路经过OPA2349进行仪用放大后的差分信号直接给MSP430F425的ADC对压力信号进行AD转换，根据压力控制信号和压力采集信号MSP430F425做出模糊控制PID算法，经过DAC6311进行数模转换输出模拟电压。