1.1 溫度測控模塊
該系統(tǒng)溫度傳感器采用PT100鉑電阻溫度傳感器,,它具有線性度好,,測量范圍寬,,靈敏度高,,無需參考點(diǎn)等優(yōu)點(diǎn),。利用鉑電阻的溫度電阻特性,,將溫度信號直接轉(zhuǎn)化為電信號,。然后經(jīng)過前置放大后送入到單片機(jī)內(nèi)12位開關(guān)電容逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)化器,,完成模/數(shù)轉(zhuǎn)換,。在電子測量系統(tǒng)中,,需要檢測大量的電量或非電量信息,而且檢測的電信號又非常的微弱,,極易受到干擾,。因此,對前置級獲取信號的放大,,提出如下要求:高輸入阻抗,、高共模抑制比、低漂移、低噪聲,、低輸出電阻等參數(shù)要求,。基于以上原則前置放大器選用美國BURR-BROWN公司生產(chǎn)的低電壓通用型雙通道儀表放大器INA2128,,它除了滿足以上要求外,,并可用一個(gè)外部電阻方便地從1~100 000設(shè)定增益,使得INA2128能夠廣泛應(yīng)用于信號采集放大,。醫(yī)用儀器及多通道系統(tǒng)等很多領(lǐng)域,,可以在低至的+2.25 V電源電壓下工作,并且靜態(tài)工作電流很少,。它與Pt100構(gòu)成的溫度檢測和前置放大如圖2所示,。
INA2128內(nèi)部是由過壓保護(hù)電路和三運(yùn)放組成的性能優(yōu)越的測量放大器;A1和A2組成雙端輸入/雙端輸出的差動放大器,由于信號從兩個(gè)同相端輸入,,使輸入阻抗高大10 MΩ以上,。第二級又采用差動輸入,在運(yùn)放參數(shù)和R5嚴(yán)格對稱時(shí),,電路具有很高的共模抑制能力和低溫漂,。
上式表明:該電路可以通過調(diào)節(jié)RG進(jìn)行增益的控制。1.2 超聲波產(chǎn)生控制模塊
超聲波產(chǎn)生模塊主要是由PWM驅(qū)動電路,、半橋式逆變電路和阻抗匹配電路三部分組成,。電路的作用是將直流電流變成超生波振蕩電流,并通過阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)激勵(lì)換能器產(chǎn)生相同頻率的彈性振動,。該系統(tǒng)中驅(qū)動電路采用芯片IR2112來實(shí)現(xiàn),。IR2112是IR公司生產(chǎn)的大功率MOSFET、和IGBT專用集成驅(qū)動電路,。該芯片具有兩個(gè)獨(dú)立的高低端通道,,其中高端通道可采用自舉電路,最高可承受500 V電壓,。兩通道輸出的電壓范圍為10~20 V,,IR2112邏輯電源和功率電源即可以相互獨(dú)立也可以共用一個(gè)電源,。其工作頻率最高可達(dá)500 kHz,,關(guān)斷和延遲時(shí)間很短。IR2112輸出采用圖騰柱結(jié)構(gòu),,最大輸出電流可達(dá)2 A,。