工程師說 | RX23E-A MCU實現(xiàn)傳感器設備通用化的實例

我們經(jīng)常聽到“通用化設計”的要求。通用化設計不僅可以降低元件的成本，還可以壓縮未來的維護工時。特別是RX23E-A作為主要目標的工業(yè)傳感器設備，具有產(chǎn)品生命周期長、規(guī)格多樣的特點，因此可以說通用化的好處是很大的。

通用化大致分為兩個方向。一種是同類產(chǎn)品之間的通用化。例如，高端產(chǎn)品和低端產(chǎn)品的通用化。另一種通用化是不同類別產(chǎn)品之間的通用化。例如，壓力計和溫度計的通用化。本期將通過具體示例為大家介紹RX23E-A是如何幫助前者即同類產(chǎn)品之間實現(xiàn)通用化的。

RX23E-A產(chǎn)品陣容包括RX23E-A/2units（配備了2臺ΔΣADC）和RX23E-A/1unit（配備了1臺ΔΣADC）。下面介紹區(qū)別運用RX23E-A/2units和RX23E-A/1unit實現(xiàn)通用化設計的示例。需要注意的是，本次介紹的示例中包含作者的一些設想。

示例1：荷載測量

第一個示例是重量、力和扭矩等荷載測量的例子。在荷載測量應用中，事實上有許多不同的版本。最簡單的版本是配備有一個負載傳感器和一個ΔΣADC的版本，如下左圖所示。然而，根據(jù)機械結構、精度/準確度和測量周期的不同，某些版本可能具有多個負載傳感器和多個ΔΣADC，如下右圖所示。比如高端版本的稱重儀，在稱重臺的四個角放置應變傳感器，似乎可以提高精度。區(qū)別運用RX23E-A/1unit和RX23E-A/2units，可實現(xiàn)這些不同版本的通用化。

示例2：壓力控制

第二個示例是壓力控制應用中的例子。用于控制壓力的機制如下所示。

當供應閥打開而排氣閥關閉時，供壓被提供給輸出側，從而使輸出壓力上升。

當供應閥關閉而排氣閥打開時，使輸出壓力減小。

重復上述兩個動作，可控制壓力恒定。

常規(guī)版本的控制系統(tǒng)只配備了一個壓力傳感器來測量輸出壓力，如左圖所示。而高端版本的控制系統(tǒng)則如右圖所示，分別配備了一個用于測量輸出壓力的壓力傳感器和一個用于測量供壓的壓力傳感器。在左圖的情況下，當供壓發(fā)生變化時，輸出壓力變化幅度較大和調整時間變長可能成為一個大問題。另一方面，在右圖的情況下，通過測量供壓應該可以解決這些問題。因此，區(qū)別運用RX23E-A/1unit和RX23E-A/2units可實現(xiàn)常規(guī)版本和高端版本的通用化。

示例3：溫度測量

第三個示例是利用熱電偶進行溫度測量的例子。

使用熱電偶進行溫度測量時，除了熱電偶本身的測量外，還需要測量參比端（RJC：Reference Junction Compensation）的溫度。PT100通常用于測量參比端。與上述示例相比，溫度是一個變化較慢的信號，因此許多版本采用MUX在熱電偶和參比端PT100之間進行切換測量，如左圖所示。但是，某些版本也會同時進行熱電偶測量和參比端測量。在這種情況下，可以使用便宜的數(shù)字溫度傳感器來測量參比端。這意味著測量參比端的方法因版本而異。從通用化的角度來看，這是我們要避免的。

以此為出發(fā)點，RX23E-A/2units允許同時測量熱電偶和參比端PT100，如右圖所示。因此，區(qū)別運用RX23E-A/1unit和RX23E-A/2units可消除對數(shù)字溫度傳感器的需求，并實現(xiàn)元件的通用化。

以上介紹了3個示例。最后補充一點，RX23E-A/2units和RX23E-A/1unit是針腳兼容的，并且具有通用的開發(fā)工具。本期介紹的是基于硬件角度的通用化，當然固件通用化也是可以的。