基于AM402的电流量输出电容式角度传感器

　　3．2 电压一电流转换电路AM402

　　AM402是处理差分信号输入、电流输出接口的集成电路，可以将输入的微弱的传感器差动电压信号转换成符合工业标准的二线方式输出(4～20 mA)或者三线方式输出(0／4～20 mA)的电流信号。AM402由3个基本的单元组成：

　　(1)高精度的前置放大器。其具有较大的增益调节范围，适合于不同的信号输入范围，可用于各种不同变化范围的传感器信号处理。

　　(2)由电压控制的电流输出级。通过调整偏置电压可以使输出电流在较宽的范围内可调。

　　(3)可调的参考电压。可为传感器或者外部元件提供5 V或10 V的电压。

　　该电容式角度传感器的实际测量电路如图2所示，其中可变电容C1和 C2的串联部分为电容传感器等效电路部分。

图2 电容信号测量电路

　　4 实验与分析

　　实验设计中，根据AM402三线制输出电流的取值范围，调节电容传感器信号转换集成电路芯片CAV424的外接元件，使其输出的差分电压值为0～200 mV，即输入到电压一电流转换接口电路AM402的电压值为0～200 mV，而AM402采用三线制输出方式，其输出电流范围为4～20 mA．根据前述的理论推导可知，在实际应用中，角度传感器只适合取用0～ 2/π范围内电流输出随角度的增大而增大的线性变化区域，故在测量过程中，只测量0-2/π内电流随角度变化的输出情况。通过负载的二电流输出随角度变化的测量结果如表1所示。根据最-'b~-乘法原理，对实验数据进行曲线拟合，得到一阶最佳线性拟合曲线，如图3所示，曲线拟合度为0．997 3，非常接近于1，可见曲线拟合度较好。由图3可以看出：输出电流的实际测量值， 与角度变化量0成线性关系。曲线通式为：

　　式中：Iout为输出电流；0为传感器角度变化量。

图3 单片机程序