瑞薩設計標準化如何節省工業傳感設備的總成本
發布時間:2023-06-12 來源:瑞薩電子 責任編輯:wenwei
【導讀】元件通用化還有一個好處,就是不僅可以降低元件的成本,還可以縮減今後的維護工時。特別是RX23E-A作為主要目標的工業用傳感器設備,其具有產品生命周期長、規格多樣的特點,因此可以說通用化的好處是非常大的。
通用化大致分為兩個方向。一種是同類產品之間的通用化。另一種是不同類別產品之間的通用化。本篇文章將介紹RX23E-A如何在不同類別產品之間實現通用化。
經常聽到有人說“不同類別產品之間很難實現通用化”。在不同類別產品之間很難實現通用化,是因為不同的產品往往具有不同的成本結構和相應的功能/性能。因此,為實現通用化而采用的零件未必是最合適的元件,這也是設計人員的一大煩惱。
對於此類在不同類別產品之間實現通用化的難題,RX23E-A有比較好的解決方案,下麵進行介紹。
示例1:壓力表和溫度計
第一個例子是溫度計和壓力計的通用化。
溫度和壓力是IA場chang景jing測ce量liang最zui多duo的de物wu理li量liang。特te別bie是shi壓ya力li計ji,它ta還hai可ke以yi應ying用yong於yu流liu量liang測ce量liang和he電dian平ping測ce量liang,所suo以yi能neng夠gou在zai各ge種zhong場chang景jing中zhong使shi用yong。因yin此ci,不bu少shao廠chang商shang同tong時shi生sheng產chan溫wen度du計ji和he壓ya力li計ji。
溫度計和壓力計在處理微型傳感器信號方麵是相同的,但它們需要不同的電路功能。
IA溫度計常用的溫度傳感器是熱電偶和熱電阻(RTD)。熱電阻還包括兩線製、三線製和四線製。
壓力計使用的壓力傳感器主要有電阻式、電容式、振動式,其中電阻式是主流。RX23E-A可以測量的是主流的電阻式。根據製造方法的不同,電阻式主要有半導體電阻式、金屬電阻式和應變電阻式,但在應用電阻橋這一點上是相同的。
RX23E-A可幫助實現溫度計和壓力計的通用化,以兼容多種傳感器。RX23E-A配備了激勵電流源(IEXC)、偏置電壓產生電路(VBIAS)、參考緩衝器(RBUF)、低端開關(LSW)等一係列溫度和壓力測量所需的功能。通過RX23E-A的這些功能可實現溫度計和壓力計的通用化,如下圖所示。
示例2:便攜式傳感器和固定式傳感器
第二個例子是固定式傳感器和電池供電的便攜式傳感器的通用化。
dianchigongdiandebianxieshichuanganqigenjuqiyingyong,yaoqiudigonghao。lingyifangmian,yubianxieshichuanganqixiangbi,gudingshichuanganqiduijingduhegaosuxingnengdeyaoqiuwangwanggenggao。ADC和(he)放(fang)大(da)器(qi)的(de)噪(zao)聲(sheng)性(xing)能(neng)和(he)高(gao)速(su)性(xing)能(neng)與(yu)器(qi)件(jian)的(de)電(dian)流(liu)消(xiao)耗(hao)成(cheng)正(zheng)比(bi)。因(yin)此(ci),在(zai)需(xu)要(yao)低(di)功(gong)耗(hao)與(yu)需(xu)要(yao)高(gao)精(jing)度(du)高(gao)速(su)性(xing)能(neng)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia),通(tong)常(chang)使(shi)用(yong)不(bu)同(tong)的(de)器(qi)件(jian)。
對於此類需求相反的固定式傳感器和便攜式傳感器通用化,RX23E-A可提供幫助。RX23E-A的ΔΣADC具有噪聲性能優異的正常模式和低功耗性能優異的低功率模式。正常模式的消耗電流約為1mA,而低功率模式下的正常模式消耗電流約為400uA。通過使用不同的低功率模式,可實現固定式傳感器和便攜式傳感器的通用化,如下圖所示:
示例3:指示器與放大器內置傳感器的通用化
第三個例子是放大器內置型傳感器和指示器的通用化。首先簡要介紹一下放大器內置型傳感器和指示器。
對(dui)於(yu)某(mou)些(xie)測(ce)量(liang)對(dui)象(xiang),例(li)如(ru)在(zai)狹(xia)窄(zhai)的(de)地(di)方(fang)或(huo)振(zhen)動(dong)較(jiao)大(da)的(de)地(di)方(fang),安(an)裝(zhuang)較(jiao)大(da)型(xing)傳(chuan)感(gan)器(qi)可(ke)能(neng)很(hen)困(kun)難(nan)。在(zai)這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)下(xia),傳(chuan)感(gan)器(qi)會(hui)被(bei)安(an)裝(zhuang)在(zai)距(ju)離(li)測(ce)量(liang)對(dui)象(xiang)最(zui)近(jin)的(de)位(wei)置(zhi),而(er)指(zhi)示(shi)器(qi)會(hui)被(bei)安(an)裝(zhuang)在(zai)距(ju)離(li)測(ce)量(liang)對(dui)象(xiang)較(jiao)遠(yuan)的(de)位(wei)置(zhi)。當(dang)傳(chuan)感(gan)器(qi)和(he)指(zhi)示(shi)器(qi)以(yi)這(zhe)種(zhong)方(fang)式(shi)組(zu)合(he)使(shi)用(yong)時(shi),傳(chuan)感(gan)器(qi)端(duan)和(he)指(zhi)示(shi)器(qi)端(duan)的(de)配(pei)置(zhi)可(ke)以(yi)分(fen)為(wei)以(yi)下(xia)兩(liang)種(zhong):
放大器分離型配置:傳感器端僅有傳感器元件或傳感器組件,相應的信號處理全部在指示器端進行;
放大器內置型傳感器:傳感器端裝有信號調理器,傳感器端也能進行信號處理。
*1 此處的傳感器是指不包含電子電路的傳感器元件或傳感器組件。
fangdaqineizhixingchuanganqijuyouchuanganqihexinhaotiaoliqiyitishijiegou,ruyoutuchuanganqiduansuoshi。fangdaqifenlixingpeizhihefangdaqineizhixingpeizhizaihenduoqingkuangxiashiyongxiangtongchuanganqi,suoyiyaoshixiantongyonghuashihenzhengchangdexiangfa。
在zai通tong用yong化hua過guo程cheng中zhong,問wen題ti是shi如ru何he選xuan擇ze安an裝zhuang在zai放fang大da器qi內nei置zhi型xing傳chuan感gan器qi中zhong的de零ling件jian。放fang大da器qi內nei置zhi型xing傳chuan感gan器qi要yao求qiu電dian子zi元yuan件jian安an裝zhuang在zai有you限xian的de狹xia小xiao空kong間jian內nei。理li想xiang條tiao件jian是shi不bu僅jin配pei備bei運yun算suan放fang大da器qi等deng模mo擬ni元yuan件jian,還hai配pei備bei數shu碼ma元yuan件jian,可ke將jiang數shu字zi化hua信xin號hao發fa送song給gei指zhi示shi器qi。通tong過guo發fa送song數shu字zi化hua信xin號hao,您nin不bu必bi再zai受shou到dao放fang大da器qi分fen離li型xing傳chuan感gan器qi常chang見jian幹gan擾rao噪zao聲sheng問wen題ti的de困kun擾rao。但dan是shi,現xian實shi中zhong由you於yu空kong間jian限xian製zhi,很hen多duo情qing況kuang下xia隻zhi安an裝zhuang最zui小xiao限xian度du的de模mo擬ni元yuan件jian,如ru運yun算suan放fang大da器qi。
RX23E-A可解決此類安裝空間問題,並有助於實現通用化。RX23E-A將高精度24位ΔΣADC和MCU單片化到小型封裝中。因此,它可以作為放大器內置型傳感器的信號調理器使用,也可以作為指示器的信號調理器和MCU使用。如此一來,如下圖所示,通過使用RX23E-A,實現了指示器和放大器內置型傳感器的通用化。
以上介紹了3個示例。
tongyonghuadekunnanzhichuzaiyushangpinhuahechayihuazhijiandepingheng。tongyonghuazuizhongyehuiyingxiangshangpinhua,youkenengwufalinghuoyingduishichangxuqiu。yinci,zaitongyonghuaguochengzhong,womenxiwangxuanzeguigechongzudeyuanjian,danguoduguigehuadeyuanjiankenenghuizengjiachengben。zaisuoyoufangmiandoudadaopinghengshifeichangkunnande。RX23E-A提供了以下多種產品陣容,以靈活地滿足各類需求:
● ΔΣADC的裝載數:1 unit版,2 unit版
● 工作溫度範圍:-40℃到85℃,-40℃到105℃
● Package:48針QFP,40針QFN
● ROM/RAM:256KB/32KB、128KB/16KB
希望這些RX23E-A規格不僅能實現通用化,還能實現差異化。
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