基于HART协议的磁致伸缩液位传感器的设计

随着技术的发展，传统的4-20mA输出的仪表已经不能满足现在的工业生产的需求，为了兼容模拟信号，同时体现现场总线的优越性，一种过渡性的现场总线标准Hart协议由美国Rosemount提出。而Hart协议磁致伸缩液位传感器，完全符合Hart协议通信标准，是基于磁致伸缩原理为了测量原理，非接触式测量，高精度，高重复性，可以实现多个位置测量，能广泛应用于石油、化工、水利、制药、食品等行业的各种液罐的液位计量和控制。1、磁致伸缩原理 电子电路产生一起始脉冲，此起始脉冲在波导丝中传输时，同时产生了一沿波导丝方向前进的旋转磁场，当这个磁场与磁环中的磁场相遇时，产生磁致伸缩效应，使波导丝发生扭动，这一扭动被拾能机构所感知并转换成相应的电流脉冲，通过电子电路计算出两脉冲之间的时间差，即可精确测出被测的位置量。2、Hart协议 Hart协议通信采用的是半双工的通信方式，其特点是在现有模拟信号传输线上实现数字信号通信。Hart协议实现了开放系统互联（OSI）7层协议模型的第1层、第2层和第7层，物理层以Bell202标准为基础，采用频移键控（FSK），以1200bps的速率通信，代表0和1位置的信号频率分别为2200和1200Hz。该低电平信号叠加在4-20mA的模拟测量信号之上，而不会对模拟信号造成任何干扰。数据链路层定义了一项主从协议，在正常使用下，现场设备指在收到信号时才做回答。可以有两个主设备，例如，控制系统作为主设备，而手持Hart通信器作为第二主设备。应用层，定义了协议所支持的命令、响应、数据类型和状态 告。在应用层，协议的命令分为通用命令、普通命令和特殊命令。