導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)硬件設(shè)計(jì)和應(yīng)用.pdf

1、導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)已經(jīng)發(fā)展了三十多年，無(wú)論是早期功能單一的儀表亦或是現(xiàn)代的自動(dòng)化儀表，測(cè)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(cè)量方法或是信號(hào)處理上做出些許改進(jìn)、創(chuàng)新。因此液位測(cè)量?jī)x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(shè)計(jì)的液位計(jì)儀表基于時(shí)域反射的測(cè)量原理，以低功耗為主線，從器件選型，方案選擇，電路設(shè)計(jì)，傳感器制作等方面，提出了一種新的設(shè)計(jì)思路。在滿足功耗和板上面積的前提下，采用冗余設(shè)計(jì)

2、的思想，即關(guān)鍵模塊設(shè)置備用，或?yàn)榻窈髷U(kuò)展或增加系統(tǒng)可靠性。本文主要討論導(dǎo)波雷達(dá)液位計(jì)的硬件設(shè)計(jì)，采用系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)方法，將系統(tǒng)劃分為若干子系統(tǒng)并進(jìn)一步按功能細(xì)分為不同的電路模塊。
　　首先針對(duì)各個(gè)電路模塊的實(shí)現(xiàn)，從多種方案出發(fā)，分析各自的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇最佳的實(shí)現(xiàn)。對(duì)于低成本的采樣電路實(shí)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(wú)源器件，功耗和漏電流等指標(biāo)是選擇的標(biāo)準(zhǔn)。電源電路的設(shè)計(jì)從兩種角度著手，電池供電時(shí)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(shí)則采用集成化的解決方案，單個(gè)芯片便可提供系統(tǒng)所需的所有電壓等級(jí)，而且對(duì)HART通信有更好的支持，兩種方案皆不會(huì)占用過(guò)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(diào)制解調(diào)器，使得可以同時(shí)傳送多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)變量，同時(shí)保留 RS485作為備用。微控制器選用意法半導(dǎo)體的低功耗產(chǎn)品，其豐富的外設(shè)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(guò)移植嵌入式系統(tǒng)和協(xié)議?？梢詫?duì)