[参考译文] XTR116：xtr116

尊敬的 Robert：  

以下 是我们的频压转换器选项、可满足您的需求。  

https://www.ti.com/amplifier-circuit/special-function/frequency-converters/products.html?keyMatch=VOLTAGE%20TO%20FREQUENCY%20CONVERTER

Unknown 说：

我正在寻找接近检测器的前端过零检测器的建议，以及一个用于数学运算并输出到 XTR116的微控制器。

封装是0 ≤Vin ≤3.3至4 -20mA 电流转换器的仿真示例。 根据2线4 -20mA 电流环路变送器、我们拥有适用于相应应用的 XTR115、XTR116和 XTR117。 此外、如果输入不满足2线变送器的输入要求、我们还提供 XTR111 3线4 -20mA 电流环路变送器。

2线和3线变送器的区别是：

在2线电流环路变送器中、输入电压信号是浮动的、并将 IRET 或引脚3参考节点作为 XTR115/XTR116或 XTR117 IC 基准、并且只允许一个 GND 基准、通常在 Vloop 或电源侧附近分配。   

在3线电流环路变送器中、没有输入基准信号要求。 XTR111中的输入和输出信号都能够以 GND 为基准(无输入信号约束要求)。  

e2e.ti.com/.../XTR116-0_2D00_3.3V-to-4_2D00_20mA－09282023.TSC

您能否解释一下您的30mV 或更好接近检测器是什么？ 我们提供各种低功耗和精密运算放大器、可连接双线电流环路发送器应用。  

如果涡轮流量计能够生成频率至电压信号、则2线或3线电流环路发送器能够将输入电压转换为电流。 输入信号不必是3.3V 或5V 满量程即可转换为电流、电流转换也是如此。 在2线变送器中、4 -20mA 电流环路是标准传输信号。 在3线变送器中、它可以传输0 -20mA、4 -20mA 或其他选项、以满足应用要求。 我的意思是、只要输入电压范围和输出电流转换满足您的应用的线性传递函数或转换要求、它就会有些灵活。  

我对 MSP430F20x1产品线不是很熟悉、但它似乎 可以被加电至3.6Vdc、这是一款低功耗 MCU。 该产品由 MSP430团队提供支持、我们可以很快解决该问题。 如果您能告诉我哪些范围的 mV 输入信号需要被放大并转换为电流、我可以为您提供建议。 将流量计信号连接到电流的方法有多种(我们可以在所有模拟电路中或通过模拟-->数字-->模拟方法或之间的其他方法实现输入信号转换)。  

以下是可能与您的应用相关的应用手册。  

https://usermanual.wiki/m/7cba65518c268bfa904900d66e68c86f3893def8c26c014c95cc16d627d466b0.pdf

此致！

雷蒙德

我附加了一些介绍该电路的文件链接。 它基本上是接近检测器从管道中的螺旋桨接收脉冲。 此涡轮机在流量台上进行校准、并采用"K"系数"、在本例中为每加仑52.9930个脉冲(PPG)。 这是接近传感器在液体流动期间产生的交流频率。 转换器的频率是可编程的、以允许不同的"K 因子"。 我只需要一个 K 系数。

因此、我需要对30mV 或更好的交流信号进行输入调节/放大、并使用过零检测器进行过零检测、计算频率并使用微控制器转换为电压、然后将电压输出到 TI XTR11x 以实现4 - 20 mA 输出。 XTR11x 采用电流环路供电、并具有为微控制器供电的稳压输出。 也许是具有模拟运算放大器输入的微控制器？ 如 XTRx 数据表中所述、电路消耗的电流必须小于4 mA 的下限范围。

https://www.instrumart.com/assets/Blancett-1100-lTurbine-Flow-Meter-Datasheet.pdf

https://www.instrumart.com/assets/Blancett-IFC-datasheet.pdf

https://kepmeters.com/product/shpfi-m/

感谢您的帮助。

罗伯特·德博尔

大家好、  

Unknown 说：

因此我需要输入调节/放大30mV 或更好的交流信号、过零检测器、计算频率并使用微控制器转换为电压，然后将电压输出到 TI XTR11x 以获得4 - 20 mA 输出。 [/报价]

我看了 F-I 数据表、我看到30mVpp 为电压触发变量。 因此、输入信号是来自涡轮流量计的方波。 我建议使用比较器将振幅增加至0至5V、0至3.3V、0至12V 或类似电压。 这是一个相当简单的电路。  

一旦触发信号增加、您就可以使用其中一个 F-V 转换器转换线性关系、哪个 F 与 Vanalog 应该是线性关系(请参阅 F2V 器件选择中的先前答复)。 如果我们有电压输入、则可以将 Vanalog 转换为电流环路变送器。  

您可以在模拟中实现整个信号前端。 在获得-20mA 电流环路信息后、您可以考虑 K 系数和其他可选流量传感器参数、执行系统校准和/或 GPM 转换。  

请告诉我、我的理解是否正确。 如果您需要进一步的帮助、我可以仿真部分电路。  

BTW、您的方法可能类似于以下方框图。 如果您通读、我们建议使用数字隔离器或 PWM 信号。 该方法 使用数模信号与2线电流环路发送器连接。 这将需要更多的成本、除非 PWM 频率很高、否则 PWM 到模拟的转换将产生一些不必要的错误。 它通过 LPF 对 PWM 调制信号进行平均处理、然后将模拟信号转换为4个-20mA 电流环路。   

 

如果您有其他问题、敬请告知。  

此致！

雷蒙德

因此、信号输入是来自接近检测器的交流信号、其最小交流电压约为30mV。 涡轮机经过测试、每加仑产生52.993个脉冲(周期)。 每分钟读取加仑数为52.993/60秒= 0.883216777。 最大流量为每分钟250加仑、应产生20 mA、最大流量为接近传感器读数为20.8 Hz AC / 0.883216777 = 250 gpm 时应产生20 mA。 频率176.6 Hz / 0.883216777为200gpm、半速 is125gpm * 0.883216777为110.4Hz、并且应该是12 mA、-20 mA 的半量程。 最后、0gpm/Hz 应产生4 mA。

所以我想我正在寻找一个具有运算放大器输入的微控制器、该输入可配置为交流信号过零检测器来计算来自涡轮接近检测器的频率。 该微控制器的比例最高为0.883216777 * 20.8Hz、并具有一个 ADC、可将对应于200微安的值发送到 XTR11x Vinput 引脚、从而输出20 mA 满量程。 该微控制器/处理器必须在 XTR11x VREG 引脚的条件下运行、并且消耗的电流必须远低于4 mA。 整个电路由连接至 XTR11x V+/Iout 引脚的24VDC 回路供电。

这是我发现的问题、必须用处理器取代 AFE、以进行检测、缩放和输出。

download.mikroe.com/.../4-20ma-click-manual-v100.pdf

请告诉我您是否有满足这些要求的微处理器。

谢谢。

罗伯特·德博尔

download.mikroe.com/.../4-20ma-click-manual-v100.pdf

尊敬的 Robert：  

Unknown 说：

这是我找到的东西，必须将 AFE 替换为处理器以进行检测、缩放和输出。

Unknown 说：

请告知我您是否有符合这些要求的微处理器。

请向我们的 MSP-HSM 支持团队提交有关 MSP430或用于超低功耗应用的最新低功耗 MCU 的查询。 我不熟悉提供建议的内容。 您需要 MCU 在3.3Vdc 或5Vdc 的电压下运行、完整的功率信号转换是3.5mA @3.3Vdc 或5Vdc (如果我们有1.8V MCU 超低功耗/电流 MCU、那还会更好)。  

MCU 的功耗(电流是您使用板载功能的函数。 因此、您需要考虑应用所需的特性、并计算 流量计中存在0 gpm/Hz 信号时的电流消耗。  

如果电流消耗无法满足要求、从 PWM 到电压转换的数字隔离器是不错的选择。  

按照模拟设计方法、这里是一个示例。  

以下示例展示了如何通过比较器将磁性拾取信号转换为176.6Hz 的方波。  

e2e.ti.com/.../Magnetic-AC-to-frequency-Comparator-10062023.TSC

从频率到电压转换器、您可以使用 LM2917。  

https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm2917-n.pdf?ts = 1696604938817&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.ti.com%252Fproduct%252FLM2917-N

https://www.ti.com/lit/an/snaa088/snaa088.pdf?ts = 1696605113821和 ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F

https://www.ti.com/lit/ds/snosbi2c/snosbi2c.pdf

如果您需要助手、我可以为应用程序发送仿真。  

您提到、您当前的 F 至 I 转换器可能由于低频工作范围内的灵敏度而无法工作。 您的最大全流量接近250gpm、全频率范围约为220.8Hz。 现有的 F2i 转换器可能高达3500Hz。 因此、您需要为应用找到低频 F2I 转换器。  

至于 mikroe 的 EVM 板、它将进行一些修改。 我已向您发送了 XTR116仿真、您可将其用作4 -20mA V 至 I 转换的指导。   

如果您有其他问题、请告诉我。  

此致！

雷蒙德