AD698在RVDT传感器测量中的应用

3 AD698在RVDT传感器测量中的应用

设计要求实现RVDT传感器20XXCW-1B精确测量，用于阀门开度的反馈控制。角位移传感器20XXCW-1B是一种高精度变压器旋转角位移传感器，主要技术指标如下：1)激励电压：12 V，激励频率：400 Hz；2)输出角度范围：+40°；3)输出斜率：0．15+0．008 V／°；4)线性误差：不大于1％。

3．1 设计实现过程

RVDT传感器输出变换后用于A／D采集，A／D输入范围为-5～+5 V，RVDT输出信号需进行必要的调理。RVDT传感器的恒定输出信号VB仅与激励电压有关，正常使用情况下，可不予考虑。电路实现如图2所示。

1)工作电源选择

电路采用±15 V双电源工作，6．8μF钽电容C1、C2和100 nF瓷介电容C3、C4用于正负电源滤波。

2)激励频率设置

fesc=400 Hz激励信号频率由C5确定，C5=35μF／fesc，所以C5=87．5 nF。

3)激励电压设置

AD698激励信号电压由电阻R1确定，当Vesc=12 V时，由Vesc与R1的特征曲线确定：R1阻值在1～2 kΩ之间。

设计中先用2．5 kΩ电位器代替R1，调试获得准确的R1值后，再采用标准电阻。

4)带宽频率设置

C6、C7和C8确定AD698带宽频率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)满量程输出电压设定

传感器满量程输出电压是传感器灵敏度S(即输出斜率)，传感器最大工作范围d(即输出角度范围)和R2的函数。

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

6)偏置电压设置

R3、R4可实现输出信号电压正、负偏置调节。偏置电压VOS与R3、R4的关系为

当VOS为正偏置时，Rd开路；当不需要设置VOS时，R3、R4均开路。在图2电路中未连接R3、R4。

3．2 跟随和滤波电路设计

选用双运放电路AD708实现AD698输出信号的跟随和滤波。

3．3 电路测试结果

如图电路，对电路输入输出信号进行测试，测试结果为：

1)fesc=398 Hz；R2=1．8 kΩ时激励电压VEXCc=11．78 V，满足传感器使用设计要求；

2)信号输出纹波小于10 mV。信号一致性、重复性好。