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。ADChefangdaqidezaoshengxingnenghegaosuxingnengyuqijiandedianliuxiaohaochengzhengbi。yinci,zaixuyaodigonghaoyuxuyaogaojingdugaosuxingnengdeqingkuangxia,tongchangshiyongbutongdeqijian。
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。
放fang大da器qi內nei置zhi型xing傳chuan感gan器qi具ju有you傳chuan感gan器qi和he信xin號hao調tiao理li器qi一yi體ti式shi結jie構gou,如ru右you圖tu傳chuan感gan器qi端duan所suo示shi。放fang大da器qi分fen離li型xing配pei置zhi和he放fang大da器qi內nei置zhi型xing配pei置zhi在zai很hen多duo情qing況kuang下xia使shi用yong相xiang同tong傳chuan感gan器qi,所suo以yi要yao實shi現xian通tong用yong化hua是shi很hen正zheng常chang的de想xiang法fa。
zaitongyonghuaguochengzhong,wentishiruhexuanzeanzhuangzaifangdaqineizhixingchuanganqizhongdelingjian。fangdaqineizhixingchuanganqiyaoqiudianziyuanjiananzhuangzaiyouxiandexiaxiaokongjiannei。lixiangtiaojianshibujinpeibeiyunsuanfangdaqidengmoniyuanjian,haipeibeishumayuanjian,kejiangshuzihuaxinhaofasonggeizhishiqi。tongguofasongshuzihuaxinhao,ninbubizaishoudaofangdaqifenlixingchuanganqichangjianganraozaoshengwentidekunrao。danshi,xianshizhongyouyukongjianxianzhi,henduoqingkuangxiazhianzhuangzuixiaoxiandudemoniyuanjian,ruyunsuanfangdaqi。
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。
通tong用yong化hua的de困kun難nan之zhi處chu在zai於yu商shang品pin化hua和he差cha異yi化hua之zhi間jian的de平ping衡heng。通tong用yong化hua最zui終zhong也ye會hui影ying響xiang商shang品pin化hua,有you可ke能neng無wu法fa靈ling活huo應ying對dui市shi場chang需xu求qiu。因yin此ci,在zai通tong用yong化hua過guo程cheng中zhong,我wo們men希xi望wang選xuan擇ze規gui格ge充chong足zu的de元yuan件jian,但dan過guo度du規gui格ge化hua的de元yuan件jian可ke能neng會hui增zeng加jia成cheng本ben。在zai所suo有you方fang麵mian都dou達da到dao平ping衡heng是shi非fei常chang困kun難nan的de。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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