AD698在RVDT傳感器測量中的應用

3 AD698在RVDT傳感器測量中的應用

設計要求實(shí)現RVDT傳感器20XXCW-1B精確測量，用于閥門(mén)開(kāi)度的反饋控制。角位移傳感器20XXCW-1B是一種高精度變壓器旋轉角位移傳感器，主要技術(shù)指標如下：1)激勵電壓：12 V，激勵頻率：400 Hz；2)輸出角度范圍：+40°；3)輸出斜率：0．15+0．008 V／°；4)線(xiàn)性誤差：不大于1％。

3．1 設計實(shí)現過(guò)程

RVDT傳感器輸出變換后用于A(yíng)／D采集，A／D輸入范圍為-5～+5 V，RVDT輸出信號需進(jìn)行必要的調理。RVDT傳感器的恒定輸出信號VB僅與激勵電壓有關(guān)，正常使用情況下，可不予考慮。電路實(shí)現如圖2所示。

1)工作電源選擇

電路采用±15 V雙電源工作，6．8μF鉭電容C1、C2和100 nF瓷介電容C3、C4用于正負電源濾波。

2)激勵頻率設置

fesc=400 Hz激勵信號頻率由C5確定，C5=35μF／fesc，所以C5=87．5 nF。

3)激勵電壓設置

AD698激勵信號電壓由電阻R1確定，當Vesc=12 V時(shí)，由Vesc與R1的特征曲線(xiàn)確定：R1阻值在1～2 kΩ之間。

設計中先用2．5 kΩ電位器代替R1，調試獲得準確的R1值后，再采用標準電阻。

4)帶寬頻率設置

C6、C7和C8確定AD698帶寬頻率fSYSTEM，一般要求：

C6=C7=C8=10-4 F Hz／fSYSTEM，fSYSTEM=400 Hz／10=40 Hz，所以C6=C7=C8=2．5μF。

5)滿(mǎn)量程輸出電壓設定

傳感器滿(mǎn)量程輸出電壓是傳感器靈敏度S(即輸出斜率)，傳感器最大工作范圍d(即輸出角度范圍)和R2的函數。

對于20XXCW-1B傳感器VOUT=±5 V。將S=0．15V／°，d=±40°，得R2=1．667 kΩ。

6)偏置電壓設置

R3、R4可實(shí)現輸出信號電壓正、負偏置調節。偏置電壓VOS與R3、R4的關(guān)系為

當VOS為正偏置時(shí)，Rd開(kāi)路；當不需要設置VOS時(shí)，R3、R4均開(kāi)路。在圖2電路中未連接R3、R4。

3．2 跟隨和濾波電路設計

選用雙運放電路AD708實(shí)現AD698輸出信號的跟隨和濾波。

3．3 電路測試結果

如圖電路，對電路輸入輸出信號進(jìn)行測試，測試結果為：

1)fesc=398 Hz；R2=1．8 kΩ時(shí)激勵電壓VEXCc=11．78 V，滿(mǎn)足傳感器使用設計要求；

2)信號輸出紋波小于10 mV。信號一致性、重復性好。