FPGA的智能皮爾茲PILZ變送器的開發(fā)
信號變送電路的功能是將傳感器采集的非電量信號經過調理后變成可以測量的數(shù)字信號然后送入微處理器進行處理。此電路設計的優(yōu)化程度如何，直接關系到智能傳感器系統(tǒng)的測量精度和穩(wěn)定性等重要方面。傳統(tǒng)的PILZ變送器器輸入和輸出都是模擬信號，結構簡單，功能單一，只能為特定的傳感器信號進行調理，當工業(yè)現(xiàn)場傳感器繁多時，就需要多種調理器投入使用。同時，傳統(tǒng)的PILZ變送器沒有對外通信功能，為現(xiàn)代化工業(yè)系統(tǒng)的組網、監(jiān)測帶來了極大不便。

FPGA的智能皮爾茲PILZ變送器的開發(fā)
在分析傳統(tǒng)PILZ變送器的缺陷和不足基礎上，致力于PILZ變送器新型智能控制器的研制工作，開發(fā)出一種基于FPGA的新型智能PILZ變送器。根據(jù)工業(yè)應用的實際需要以及網絡通信發(fā)展的功能要求，提出了基于FPGA智能PILZ變送器控制系統(tǒng)的總體方案，硬件系統(tǒng)設計、系統(tǒng)軟件設計。智能不僅是物料消耗量或產量計量的參數(shù)，也是保證連續(xù)生產和設備安全的重要參數(shù)。傳統(tǒng)的電容式智能測量儀表以其結構簡單、工作可靠、維護方便的優(yōu)點在智能測量領域中占有重要的地位。然而，在進行導電粘性物料的智能測量時，粘性物料會粘附在傳感電極的絕緣層上，形成掛料，造成虛假智能，使測量精度下降。如何消除掛料對智能測量的影響，是本課題要解決的問題。在對傳統(tǒng)的電容式智能測量原理和缺點論述的基礎上，提出了射頻導納原理測量智能的優(yōu)異性，對射頻導納測量原理進行了詳細論述及推導，即推導出了掛料層的等效容抗與等效阻抗相等這一重要原理。接著推導出對于已定的矢量，只要它們的原點相同，所測出的復阻抗僅由兩矢量的幅值及它們的相位差決定，與其它因素無關”這一結論，這是應用射頻導納原理設計智能PILZ變送器的前提。給出了消除掛料影響、測量真實智能的方法。zui后詳細論述了兩線制射頻導納式智能智能PILZ變送器實現(xiàn)真實智能測量的電路設計、元器件選型及程序設計，尤其對電源調理電路、90度固定相位差方波發(fā)生電路、正弦波發(fā)生電路、相敏檢波電路進行了重點論述。此外，該兩線制射頻導納式智能智能PILZ變送器不僅可以實現(xiàn)4～20mA電流信號的傳輸，同時可以通過RS485或RS232接口同上位機進行通訊，實現(xiàn)分布式監(jiān)控系統(tǒng)。設計中采用了單片機技術，提高了PILZ變送器的測量精度，使PILZ變送器功能更強，更具智能化、自動化。吸取*的射頻導納智能PILZ變送器的優(yōu)點，采用了一系列*電路設計方法，和軟件算法，創(chuàng)造出我國目前水平zui高的智能兩線制射頻導納智能PILZ變送器，實現(xiàn)了真實料位的測量并同時具有4～20mA模擬信號傳輸和數(shù)字信號通訊能力。

FPGA的智能皮爾茲PILZ變送器的開發(fā)
實現(xiàn)了系統(tǒng)MCU主控模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、電源控制模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)通信模塊等硬件電路，并結合XILINX提供的FIR Core的應用環(huán)境和仿真驗證環(huán)境，提出低通，帶通，微分，積分等濾波算法的設計方法。詳細闡述了系統(tǒng)各模塊電路的組成原理和實現(xiàn)方法，給出了整個電路系統(tǒng)的原理圖，并制作了印刷電路板。