前兩天在某魚(yú)淘了一款兩線制的壓力變送器，原價(jià)可能大幾百，現(xiàn)價(jià)被我50收了（撿了個(gè)大漏），想著可以拆一拆看看電路，然后拆完了裝回去還能當(dāng)個(gè)桌面擺件，非常實(shí)用！所以本期拆解的主角是一款壓力變送器，外觀如下所示，個(gè)人還是很喜歡這種工業(yè)藍(lán)色，人上了年紀(jì)總是會(huì)喜歡一些奇奇怪怪的東西。感覺(jué)很好看。
然后拆開(kāi)后蓋，是他的接線腔，有四個(gè)接線端子，其中兩個(gè)是NC，只需要接OUT+和OUT-即可，這兩個(gè)既是電源輸入也是信號(hào)輸出（4-20mA輸出）。接線腔圖如下所示：
然后擰開(kāi)顯示前面的蓋子，可以看到顯示板有三個(gè)按鍵，分別是M,Z,S（我也不知道啥意思）。
然后拆掉顯示器，可以看到顯示器是一個(gè)用的一個(gè)帶背光的段碼屏，控制芯片采用的是合泰的HT1621B液晶驅(qū)動(dòng)芯片，價(jià)格大概在一塊七左右。然后一塊段碼屏，在屏幕右側(cè)有一個(gè)小的綠色背光燈，下面三個(gè)按鍵。
然后拿開(kāi)顯示屏，可以看到的是主控電路板，再拿開(kāi)電路板之后就是連接壓力傳感器和接線腔銅柱的地方，如右圖所示：
接著我們就看一下這個(gè)主控板的方案，主控板采用一個(gè)不知名的芯片（絲印被磨掉了），然后一顆TL431，一顆LM385-2.5，一顆LM317作為背光的恒流部分，運(yùn)算放大器用的是我們?nèi)粘ＭΤＳ玫腖M358，然后一顆達(dá)林頓管MPSA28作為運(yùn)放恒流源的擴(kuò)流。
然后是電路分析，電路輸入用了一顆SMBJ36CA的雙向TVS作為EMC防護(hù)，這顆TVS選型需要注意其漏電流，因?yàn)槠渎╇娏鲿?huì)直接影響環(huán)路4-20mA的精度。然后后級(jí)接了一個(gè)LM317搭了一個(gè)恒流輸出驅(qū)動(dòng)背光二極管，恒流電流大概為3.78mA（1.25V/330Ω），然后再給到一顆TLV431以及一個(gè)LM385-2.5V，出來(lái)兩路電源，一路是2.5V的基準(zhǔn)源，用于給反相器供電，另一路5V給MCU及顯示驅(qū)動(dòng)芯片和運(yùn)算放大器供電。
比較有意思的是，他將屏幕的背光放到了整體的環(huán)路中，也就是如果不插上屏幕，整個(gè)電路是不會(huì)工作的（短接到背光燈管腳也可以。）這一部分為環(huán)路的第一部分（背光和MCU運(yùn)放共同消耗了3.78mA電流，將這一部分電流控制在4mA以?xún)?nèi)。
然后是4-20mA環(huán)路的剩下一部分，這一部分用于消耗另外的環(huán)路電流，剛才的LM317背光和MCU等消耗3.78mA電流，然后這個(gè)運(yùn)放和達(dá)林頓管組成的sink類(lèi)型的電流源會(huì)消耗掉額外的電流，比如在20mA時(shí)，這個(gè)電流源只需要消耗掉16.22mA電流即可實(shí)現(xiàn)環(huán)路20mA的控制（16.22+3.78=20）。這個(gè)電路在之前有寫(xiě)過(guò)，是一個(gè)很典型的sink類(lèi)型恒流源，恒流值公式如下圖所示：
然后是壓力傳感器的驅(qū)動(dòng)部分，采取了恒流驅(qū)動(dòng)，大致驅(qū)動(dòng)電流為400uA，不確定壓力變化時(shí)會(huì)不會(huì)調(diào)整驅(qū)動(dòng)電流（具體需要根據(jù)壓力傳感器的說(shuō)明書(shū)來(lái)看需要多少驅(qū)動(dòng)電流）。
采集部分就采用了MCU的內(nèi)置ADC，沒(méi)有采用任何的放大。不確定MCU內(nèi)部是否存在PGA。
另外預(yù)留了一個(gè)恒壓驅(qū)動(dòng)壓力傳感器的接口，因?yàn)閴毫鞲衅饕灿泻銐候?qū)動(dòng)的。
以上部分對(duì)應(yīng)PCB上的這個(gè)焊接壓力傳感器的接口部分：
總體來(lái)說(shuō)，這種設(shè)計(jì)也是挺有意思。算是學(xué)習(xí)了另外一種兩線制變送器的實(shí)現(xiàn)方法。然后我分析完再逛某魚(yú)發(fā)現(xiàn)，另外一個(gè)廠家的壓力變送器的電路圖竟然和我拆的這個(gè)基本一模一樣，還比我這個(gè)要便宜20塊錢(qián)！？？難道這電路板是統(tǒng)一外購(gòu)的？還是已經(jīng)互相抄互相借鑒抄的已經(jīng)同化了？哈哈，我想應(yīng)該P(yáng)CB是外購(gòu)的吧。
最后賦詩(shī)一首：
《拆變送器偶得》
五十淘來(lái)變送器，外殼猶存工業(yè)氣。
輕旋螺絲見(jiàn)內(nèi)里，兩線環(huán)路藏玄機(jī)。
運(yùn)放基準(zhǔn)穩(wěn)如砥，毫安信號(hào)準(zhǔn)不倚。
閑魚(yú)再覓同款跡，弄通原理滿(mǎn)心喜。