1、请访问： 方案编号：APM_EM-Flo w-Meter_2017 ADI公司电磁流量计 解决方案 工业电磁流量计系统原理和典型架构 电磁流量计的工作原理基于法拉第电磁感应定律。当垂直于磁 场方向的导体以速度V 做切割磁力线的运动时，导体的两端会产 生一定的感应电动势E ，通过检测该感应电动势的大小来计算液 体流速变化。 电磁流量计的特性包括无压力损耗，不受粘度、流体密度、温 度、压力和导电率的影响，适合对纸浆、泥浆和污水进行高精 度测量。 电磁流量计系统包括电源、励磁、信号调理、模数转换器、 处理器、显示器、键盘和逻辑I/O，以及4 mA 至20 mA、HART、 RS-485/RS-422
2、/RS-232、PROFIBUS 、 Modbus、Foundation等多种通 信接口。 工业电磁流量计系统设计考虑因素和主要挑战 为了合理设计电磁流量计系统，设计人员必须考虑许多不同的 系统要求，包括精度、带宽和励磁频率等。X 电磁流量计传感器的输出范围可能小到只有数十 V ，而且通 常伴随很大的共模电压。输出阻抗往往高于数兆欧。所以， 前端精密运算放大器或仪表放大器要求超高输入阻抗、极低 漏电流和出色的共模抑制比(CMRR) 。 Coil Transducer D Electrode Velocity (V) Magnetic Flex Density (B) EMF (E) E = K
3、 B V D K is the instrument constant B is magnetic ex density V is the average uid velocity across the D is diameter of measurement pipeX 电磁流量计产品的最大测量范围可高达1500 : 1，反映流速范 围：0.01 m/s15 m/s。 X 测量精度最高可以达到读数的0.2%，这通常需要16至24位的 模数转换器。 X 与不同现场总线的连接，例如HART、PROFIBUS 、Modbus、 Foundation、RS-485/RS-422/RS-232、无线H
4、ART等。X 系统电源、中央逻辑单元、通信和I/O之间需要隔离；隔离等 级要求从1 kV到2.5 kV不等。X 便携式电磁流量计需要超低功耗MCU、放大器、ADC元件。X 高频方波激励可改善泥浆的流动并提高抗扰度，但同时需要 考虑零点稳定度。 工业现场温度环境非常复杂，甚至异常恶劣。如需获得较宽的 工作温度范围，低温漂系数和低功耗对电磁流量计来说至关重 要。ADI公司提供完美的产品系列，包括精密放大器、精密基准 电压源、精密模数转换器和Cortex -M3内核微处理器等。 除此之外，浪涌、EFT和ESD等EMC抗扰度也是电磁流量计面临 的严峻挑战。ADI元件的高ESD抑制能力能够大大改善产品的
5、可 靠性和稳定性。 此外，由于电磁流量计内部空间有限，对系统密度也有较高要 求，因而必须减小器件尺寸。近来，集成技术的进步使得系统 设计人员能够采用尺寸更小、功耗更低、成本更低的解决方 案，并且其性能与那些大型系统不相上下。持续的技术进步要 求既能不断提高这些解决方案的集成度，同时还要提高其性能 和诊断能力。 ADI提供面向市场定制的解决方案，有助于简化设计过程。这些 解决方案采用业界领先技术，并提供众多设计选项：从采用分 立式元件的实施方案到全集成式解决方案，应有尽有。 ADI的整体解决方案 借助ADI的放大器、数据转换、信号处理、通信和电源技术以 及专业经验，可以实现高分辨率、低噪声的工业
6、电磁流量计 系统。 2 ADI公司电磁流量计解决方案 主信号链 Interfaces AC-to-DC 110 V/220 V HMI LDO Mux and Amp DC-to-DC Comm Power AC-to-DC Excitation Power Gate Driver Isolated DC-to-DC iCoupler Isolation isoPower Isolation Processor MCU Wireless RS-485/RS-422 Probus I/O Keyboard Display DAC 4 mA to 20 mA EMF Signal Amp Ref
7、Main ADC Temperature Measure Impedance Measure Optional Amp Aux ADC Analog Process Power ADI公司最新的EM流量计解决方案功能框图 ADP2441 VCC GND2 GND2 GND2 GND2 GND1 Analog Front End Rset GND2 GND2 GND2 150 mV VOUT GND2 ADR5040 GND2 Constant Current Sink EMF-AFE Demo PCB_V2 24 V 1 GND1 Power Supplies 24 V GND2 15 V G
8、ND 15 V RS-232 DB-9 Isolated H-Bridge Drive PULSE2 PULSE1 BST VIN SW PGND FB COMP iCoupler Digtal Isolator ADuM7440A SPI0 iCoupler Digital Isolator ADuM7441A 4 mA to 20 mA Current DAC AD5410 PWM GPIO SPI1 Blackn Embedded Processor UART /Reset Timer ADSP-BF504F I 2 C EN SS/TRK FREQ PG AGND VCC RS-232
9、 Transceiver ADM3251E I = 150 mV Rset EEPROM 32 kB 24 V 1 4 mA to 20 mA Out Freq_Out E.M. Flow Sensor Electrode+ Electrode SGND SDP-S PC USB USB VEXC 24-Bit - ADC 31 kSPS AD7173-2 2 16 Char LCD 请访问： 3 主要产品简介 器件 描述 主要特性 优势 ADC AD717x 快速建立、高分辨率、 高度精确、多路复用的 - 型ADC 24/32位ADC，数据速率为5 SPS至250 kSPS 低噪声高精度AD
10、C AD719x 多通道、4.8 kHz、超低噪 声、24位 - 型ADC RMS噪声：11 nV 4.7 Hz ( 增益 = 128) ；最高22个无噪声 位( 增益 = 1) ；可编程增益(1至128) ；输出数据速率： 4.7 Hz至4.8 kHz 超低噪声、内置PGA、高精度 - 型ADC ； 2个差分/4个伪差分、8个差分/16个伪差分 输入通道 AD7793/ AD7794/ AD7795/ AD7796 16至24位、3至6个差分通 道、- 型ADC、集成PGA 4.7 Hz至470 Hz、集成2个可切换电流源、基准电压 源、PGA、低噪声 低功耗，专门设计用于RTD/热电偶温度
11、测量 AD7124 低噪声、低功耗24位 - 型ADC 高达22位ENOB、可编程增益(1至128) 、诊断功能、交叉 点多路复用模拟输入 低噪声、低功耗ADC 处理器/MCU ADSP-BF504F Blackfin 嵌入式处理器 Blackfin处理器内核：400 MHz (800 MMACS) 性能和68 kB L1 存储器；ADC控制模块可与外部ADC无缝接口，实现同步 采样；十二个外设DMA通道和两个存储器对存储器DMA 通道；两个SPI、两个SPORT、两个UART和一个PPI接口； 工业温度等级 资源充裕、成本极具竞争力 ADuCM360/ ADuCM361 ARM Cortex
12、 -M3微控制器 集成双通道/单通道24位 - 型ADC；UART、I 2 C和2个SPI串 行I/O；16位PWM控制器；19引脚多功能GPIO端口；128 kB Flash /EE存储器、8 kB SRAM ADuCM360/ADuCM361可以与外部精密传感器 直接连接，适用于有线和电池供电应用 ADSP-BF70x ADSP-BF70x属于Blackfin高 性能DSP处理器系列 ADSP-70x具有同类一流的800 MMACS处理能力，功耗不 足100 mW与竞争对手的器件相比，性能翻倍且功耗 减半。最高集成1 MB内部SRAM，使许多应用无需采用 外部存储器，而第二种配置则提供了一
13、个可选的DDR存 储器接口 ADSP-BF70x系列提供各种高级连接选项( 包括 USB、SDIO、CAN、ePPI、SPORT、QuadSPI) ，为 设计人员带来无可比拟的灵活性和强大功能 ADuCM3029 集成电源管理和256 kB嵌 入式闪存的超低功耗ARM Cortex-M3 MCU ADuCM3027/ADuCM3029微控制器单元(MCU) 均为集成电源 管理的超低功耗微控制器系统，可用于处理、控制和通 信连接 MCU系统基于ARM Cortex-M3处理器，由数字 外设、嵌入式SRAM和闪存、一个提供时钟、 复位和电源管理功能的模拟子系统以及模数 转换器(ADC) 子系统组成
14、 ADuCM4050 集成电源管理的超低功耗 ARM Cortex-M4F MCU ADuCM4050微控制器单元(MCU) 是一款集成电源管理的超 低功耗集成式微控制器系统，可用于处理、控制和通 信连接 MCU系统基于ARM Cortex-M4F处理器。由数字 外设、嵌入式SRAM和闪存、一个提供时钟、 复位和电源管理功能的模拟子系统以及模数 转换器(ADC) 子系统组成 4 ADI公司电磁流量计解决方案 器件 描述 主要特性 优势 放大器 AD8667 低噪声运算放大器 带宽 = 520 kHz；电压噪声密度 = 21 nV/Hz ； I B= 0.3 pA；I SY= 570 A 极低漏
15、电流、电池供电 ADA4051-1 微功耗自稳零运算放大器 带宽 = 125 kHz；电压噪声密度 = 95 nV/Hz ； I B= 20 pA；I SY= 20 A 电池电源的理想缓冲器，具有竞争力的价格 AD8220 仪表放大器 带宽 = 1.5 MHz；V OS= 1 mV；电压噪声密度 = 90 nV/Hz ； I B= 25 pA；增益控制接口=电阻 替代经典放大器AD620的新一代产品 AD8226 仪表放大器 带宽 = 1.5 MHz；V OS= 1.2 mV；电压噪声密度 = 2 V/Hz ； I B= 27 nA；增益控制接口=电阻 良好的性能、具有竞争力的价格 AD822
16、8 仪表放大器 带宽 = 650 kHz；V OS= 50 V ；电压噪声密度 = 15 nV/Hz ； I B= 600 pA；增益控制接口=引脚设置 出色的温漂和低噪声 AD8231 仪表放大器 带宽 = 2.7 MHz；V OS= 15 V ；电压噪声密度 = 66 nV/Hz ； I B= 500 pA；增益控制接口=数字 数字增益控制、低失调电压 AD8276 差动放大器 超出电源电压的宽输入范围；带宽：550 kHz；低失调电 压漂移：2 V/C ( 最大值) ；低增益漂移：1 ppm/C ( 最大值) 电流源和RTD 测量的低成本解决方案 AD8221 精密仪表放大器 增益范围为
17、1至1000；在G = 1、频率最高为10 kHz情况 下，AD8221所有等级产品的共模抑制比均不低于80 dB 低电压失调、低失调漂移、低增益漂移、高 增益精度和高共模抑制比 AD8422 精密仪表放大器 低噪声、低失真：1 kHz时最大输入电压噪声为8 nV/Hz ； RTI 噪声：0.15 V p-p (G = 100) ；2 k 负载时的非线性 度：0.5 ppm (G=1) ；共模抑制比(CMRR) ：150 dB ( 最小值) ； (G = 1000) ；3.6 V至36 V单电源供电；输入过压保护：40 V ( 相对于反向供电轨) 高性能、低功耗、轨到轨 AD8236 微功耗仪
18、表放大器 40 A最大电源电流；输入偏置电流：1 pA； 高CMRR：110 dB CMRR，G = 100 高输入阻抗、低输入偏置电流、高CMRR、 小尺寸、低功耗 AD8237 微功耗、零漂移、 真轨到轨仪表放大器 AD8237是一款微功耗、零漂移、轨到轨输入和输出仪表 放大器，具有出色的增益精度性能；AD8237采用间接电 流反馈架构，以实现真轨到轨能力 AD8237非常适合便携系统，最小电源电压为 1.8 V，电源电流为115 A ( 典型值) ，并且具 有宽输入范围；充分利用有限的功率，同时 为台式系统提供合适的带宽和漂移性能 ADA4638-1 30 V自稳零、轨到轨输出 精密放大
19、器 ADA4638-1是一款具有轨到轨输出摆幅的高电压、 高精度零漂移放大器 ADA4638-1适合不容许存在较大误差源的高精 度应用；这款器件在宽工作温度范围内的漂 移接近零，对压力传感器、医疗设备以及应 变计放大器应用极为有利；许多应用都可以 利用ADA4638-1提供的轨到轨输出摆幅来使信 噪比(SNR) 达到最大 DAC AD5410/ AD5420 电流源DAC 12/16位分辨率；0 mA至24 mA ；0.01% FSR TUE； 3 ppm/C典型输出漂移；片内基准电压源 (10 ppm/C，最大值) 通用输出DAC，支持HART通信 AD5421 电流源DAC 16位分辨率；
20、3.2 mA至24 mA；符合NAMUR标准的报警； TUE误差：0.05% ( 最大值) ；片内基准电压源温度系数： 4 ppm/C ( 最大值) ；环路电压范围：5.5 V至52 V 环路供电的通用输出DAC，支持HART AD5660 nanoDAC 单通道16位，5 ppm/C片内基准电压源；8引脚SOT-23/ MSOP 小型封装 小封装、高性能 AD574x/ AD575x 电流/电压输出驱动器 高精度、电压/电流输出驱动器，输出范围可通过硬件 或软件编程 工业电流/电压输出驱动器，输出范围可编程 请访问： 5 器件 描述 主要特性 优势 基准电压源 ADR34xx 基准电压源 初
21、始精度：0.1% ( 最大值) ；最大温度系数：8 ppm/C 低静态电流：100 A ( 最大值) ；低压差 ADR44x 基准电压源 初始精度：0.04% ( 最大值) ，温度系数：3 ppm/C； 电压噪声：2.25 V p-p典型值(0.1 Hz to 10 Hz) 超低噪声、高初始精度、出色的温漂 ADR45xx 超低噪声、高精度基准 电压源 ADR45xx系列器件均为高精度、低功耗、低噪声基准电压 源，最大初始误差为0.02%，并具有出色的温度稳定性 和低输出噪声 该系列基准电压源使用新的内核拓扑结构来 提供高精度，同时提供业界领先的温度稳定 性和噪声性能；低热致输出电压迟滞和低长
22、 期输出电压漂移也提高了使用寿命和全温度 范围内的系统精度 隔离器 ADuM744x 1 kV RMS四通道数字 隔离器 1000 V rms隔离额定值，低功耗工作模式；双向通信； 数据速率高达25 Mbps (NRZ) ，3 V/5 V电平转换 低功耗、具竞争力的价格 ADuM724x 1 kV双通道数字隔离器 1000 V rms隔离额定值，低功耗工作模式；双向通信； 数据速率高达25 Mbps (NRZ) ，3 V/5 V电平转换 低功耗、具竞争力的价格 ADuM764x 1 kV六通道数字隔离器 1000 V rms隔离额定值，低功耗工作模式；双向通信； 数据速率高达25 Mbps (
23、NRZ) ，3 V/5 V电平转换 低功耗、具竞争力的价格 ADuM140x 四通道数字隔离器 2.5 kV rms；低功耗，3 V/5 V电平转换；高数据速率： dc至90 Mbps (NRZ) ；输出使能功能 高数据速率：dc至90 Mbps (NRZ) ， 低功耗工作模式 ADuM144x 四通道数字隔离器； 3.75 kV rms 1.8 V/3.3 V电平转换；工作温度高达：125C； 高数据速率：dc至10 Mbps (NRZ) 双向通信；低功耗工作模式 接口 ADM2587E 隔离式RS-485/RS-422 半双工或全双工；500 kbps；5 V或3.3 V工作电压 集成隔离
24、dc 至dc ；15 kV ESD ADM248x 隔离式RS-485收发器 全/半双工，500 kbps/16 Mbps/20 Mbps数据速率，5 V或3 V 工作电压(VDD1) ，2.5 kV隔离 2.5 kV隔离式RS-485收发器 ADM3251E 隔离式单通道RS-232 线路驱动器/接收器 ADM3251E是一款高速、2.5 kV完全隔离、单通道 RS-232/V.28收发器，采用5 V单电源供电 非常适合在恶劣的电气环境或频繁插拔 RS-232电缆的场合工作 6 ADI公司电磁流量计解决方案 器件 描述 主要特性 优势 电源 ADP2441 DC至DC稳压器 同步降压dc 至
25、dc转换器，具有宽输入电压范围：4.5 V至 36 V；最高输出电流：1A 高效率：最高可达94% ADP2300/ ADP2301 DC至DC稳压器 单通道非同步降压dc 至dc转换器，1.2 A输出，0.7 MHz/ 1.4 MHz频率，3.0 V至20 V输入电压范围 小型SOT23-6封装；外围元件少； 小尺寸解决方案 ADP1720 线性稳压器 宽输入电压范围：4 V至28 V，最大输出电流：50 mA， 整个输入电压、负载和温度范围内的精度：2%， 固定3.3 V和5.0 V输出电压选项 宽输入电压范围：4 V至28 V ADP1612/ ADP1613 DC至DC稳压器 1.8
26、V至5.5 V输入电压，输出电压V IN 最高可达20 V ；引脚可 选的650 kHz或1.3 MHz PWM频率 升压dc 至dc转换器 ADP125 线性稳压器 5.5 V输入，最大500 mA输出电流 ；1%初始精度， 多达31个固定输出电压选项：1.75 V至3.3 V； 低静态电流：45 A 出色的负载/线路瞬态响应 ADP2323 DC至DC稳压器 输入电压：4.5 V至20 V；1%输出精度；集成90 m 典型 高边MOSFET；灵活的输出配置 ；双路输出：3 A/3 A；并 行单路输出：6 A；可编程开关频率：250 kHz至1.2 MHz 双路输出，降压dc 至dc稳压器
27、ADP710x 低噪声LDO 3.3 V至20 V，提供高达500 mA输出电流；15 V rms固定输 出版本；PSRR性能：60 dB (10 kHz，V OUT= 3.3 V) 小型封装CMOS LDO ADP2360 50 mA、60 V、 高效率降压稳压器 ADP2360是一款高效率、高输入电压、非连续导通模式 (DCM) 同步降压型DC-DC开关稳压器 它可在宽输入电压范围内(4.5 V至60 V) 工作， 其连续输出电流最高可达50 mA，是空间受 限应用中电压稳压器的理想选择 ADP121 150 mA、低静态电 流、CMOS线性稳压器 ADP121是一款低静态电流、低压差线性
28、稳压器， 采用2.3 V至5.5 V电源供电，最大输出电流为150 mA 在150 mA负载下压差仅为135 mV，不仅可提 高效率，而且能使器件在很宽的输入电压范 围内工作。满载时静态电流低至30 A，因 此ADP121非常适合电池供电的便携式设备使 用；该器件具有出色的瞬态响应性能，所占 电路板面积极小 ADP122/ ADP123 5.5 V输入、300 mA、低静 态电流、CMOS线性稳压 器，可调输出电压 低静态电流、低压差线性稳压器，采用2.3 V至5.5 V输入 电压工作，提供高达300 mA的输出电流 驱动300 mA负载时压差仅为85 mV；低压差 特性不仅可提高效率，而且能
29、使器件在宽 输入电压范围工作。ADP122满载时静态电流 低至170 A，非常适合电池供电的便携式设 备使用 ADP124/ ADP125 5.5 V输入，500 mA低静态 电流，CMOS线性稳压器 低静态电流、低压差线性稳压器，采用2.3 V至5.5 V输入 电压工作，提供高达500 mA的输出电流 驱动500 mA负载时压差仅为130 mV；低压差 特性不仅可提高效率，而且能使器件在宽 输入电压范围工作；500 mA负载时静态电流 低至210 A，非常适合电池供电的便携式设 备使用 ADP7102 20 V、300 mA、 低噪声、CMOS LDO ADP7102是一款CMOS、低压差线
30、性稳压器，采用3.3 V至 20 V电源供电，最大输出电流为300 mA 这款高输入电压LDO适用于调节高性能模拟 和混合信号电路，提供高电源抑制、低噪声 特性，实现出色的线路与负载瞬态响应性能 ADP7182 28 V、200 mA、 低噪声、线性稳压器 ADP7182是一款CMOS、低压差(LDO) 线性稳压器，采 用2.7 V至28 V电源供电，最大输出电流为200 mA 这款高输入电压LDO适用于调节高性能模拟 和混合信号电路，提供高电源抑制、低噪声 特性，实现出色的线路与负载瞬态响应性能 HART AD5700/ AD5700-1 半双工HART调制解调器/ 集成内部振荡器的半双工
31、HART调制解调器 HART兼容型完全集成式FSK调制解调器；1200 Hz和 2200 Hz正弦偏移频率；接收模式下电源电流：115 A ( 最大值) ；集成式接收带通滤波器；只需极少的外部元 件；1.71 V至5.5 V电源电压/0.5%精密内部振荡器 最低功耗；最小封装；高集成度； 高驱动能力 7 CFTL (CMRR)(CN-0213) ADuC7060/ADuC7061 4 mA 20 mA(CN-0145) DAC AD5422 ADuM1401 16 (CN-0065) 24 - ADC AD7793 ADuM5401 (CN-0066) HART 4 mA 20 mA
32、 (CN-0267) Analog Devices, Inc. All rights reserved. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners Ahead of Whats Possible is a trademark of Analog Devices. BR16239sc-0-8/17 关注ADI官方微信 全球总部 One Technology Way P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106 U.S.A. Tel: (1 78
33、1) 329 4700 Fax: (1 781) 461 3113 大中华区总部 上海市浦东新区张江高科技园区 祖冲之路 2290 号展想广场 5 楼 邮编 : 201203 电话 : (86 21) 2320 8000 传真 : (86 21) 2320 8222 深圳分公司 深圳市福田中心区 益田路与福华三路交汇处 深圳国际商会中心 4205-4210 室 邮编 : 518048 电话 : (86 755) 8202 3200 传真 : (86 755) 8202 3222 北京分公司 北京市海淀区 西小口路 66 号 中关村东升科技园 B-6 号楼 A 座一层 邮编 : 100191 电话 : (86 10) 5987 1000 传真 : (86 10) 6298 3574 武汉分公司 湖北省武汉市东湖高新区 珞瑜路 889 号光谷国际广场 写字楼 B 座 2403-2405 室 邮编 : 430073 电话 : (86 27) 8715 9968 传真 : (86 27) 8715 9931 中国技术支持中心 4006-100-006 模拟与其他线性产品 嵌入式处理与DSP产品 免费样片申请 在线购买 ADI在线技术论坛 网址
