煤炭產(chǎn)量遠程監測裝置的設計與應用

煤礦用防爆稱(chēng)重傳感器采用并聯(lián)方式連接，5 V供電，傳感器的輸出精度為2 mV／V，所以滿(mǎn)量程輸出為10 mV，為了使測量結果更精確。在設置A／D轉換器的滿(mǎn)量程范圍時(shí)應盡量的小?？梢栽诰幊虝r(shí)通過(guò)設置增益寄存器和內部放大寄存器來(lái)設置輸入范圍。CS5532可量化的滿(mǎn)量程輸入信號的范圍由增益設定和VREF+、VREF-之間的參考電壓決定。轉換器的滿(mǎn)量程輸入信號范圍為((VREF+)-(VREF-))／(GxA)其中G就為增益放大器的系數，VREF+和VREF-分別為參考電壓的正和負。A的值為l和2可選，當參考電壓選擇位VRS設為0時(shí)，A=2，當VRS設為1時(shí)，A=1。本裝置中參考電壓為2．5 V，即VREF+為2．5 V，VREF-為0 V，A=l，增益G設置為128，所以滿(mǎn)量程輸入范圍為2．5／128≈20 mV，可以滿(mǎn)足現場(chǎng)傳感器測量精度的要求。
2．2 數據幀格式設計
煤炭產(chǎn)量監測裝置數據幀格式采用ASCII碼方式，這種方式能有效減少誤碼率，即將一位十六進(jìn)制數(例如：Ox3E)分成2個(gè)字節的ASCII碼(0x33和0x45)傳輸。按以往的十六進(jìn)制幀格式，在數據幀有效段內可能會(huì )出現與起始位和結束位相同的字節，導致幀接收出錯。以ASCII碼方式編寫(xiě)幀格式時(shí)，可以有效解決以上問(wèn)題。裝置采用的數據幀一共為16個(gè)字節，如圖4所示，起始位為0x01，結束為0x03，數據幀內容為前8字節的兩路速度量，后4個(gè)字節的重量A／D轉換值。

3 防爆設計
3．1 隔離式安全柵電路設計
煤炭產(chǎn)量監測裝置中的信號傳輸回路采用的是隔離式安全柵電路(圖5)和齊納式安全柵相比，具有無(wú)需可靠安全接地的優(yōu)點(diǎn)。

4只齊納二極管Vz1～Vz4組成雙重化的過(guò)壓保護電路限壓。限流電阻用于限制可能流過(guò)本質(zhì)安全電路的電流。需要注意的是：為了防止檢修或替換影響本質(zhì)安全性能的任何單元，需將安全柵電路全部灌封環(huán)氧樹(shù)脂。
3．2 本安設計
本安防爆是一種通過(guò)限制電路能量使得電器裝置在井下安全工作的低功耗技術(shù)。本安設備在正常運行和故障的情況下可能產(chǎn)生的電火花和熱效應分別低于爆炸性危險氣體的最小點(diǎn)燃能量和自燃溫度。本安技術(shù)具有安全可靠性高。適用范圍廣，可帶電維護等優(yōu)點(diǎn)，基于這些優(yōu)點(diǎn)，井下分站采用了本質(zhì)安全型的防爆型式。在設計本安電路和評定電路本安性能時(shí)，考慮了最小點(diǎn)燃曲線(xiàn)，電流／電壓安全系數等因素。