压力变送器是工业实践中常用的一种传感器，广泛应用于各种工业自控环境，涉及石油、化工、冶金、医疗、环境控制等领域。历经几十年发展，其精度不断提高，功能也逐渐强大。然而，目前市面上常见的传统分立式方案增加了系统设计的复杂度，拖延了新品开发的进度。
WT文晔科技旗下的Excelpoint世健是完整解决方案供应商，具有30多年的技术支持和经验积累，基于ADI MAX32675C设计了参考方案EPSH-SPTMX75-HART，通过硬件平台及传感器线性补偿算法等软件，降低了单片机和软件平台开发的难度，能缩短客户开发时间，加速产品上市。
图1.高集成、低成本压力变送器解决方案
MAX32675C是一款高度集成、混合信号、超低功耗的工业应用微控制器，特别适用于4-20mA环路供电变送器应用。基于Cortex-M4，包括了384KB闪存和160KB SRAM，可在整个闪存、SRAM中实施多种编码纠错，提供超可靠的代码执行；模拟前端提供两路12通道可选的Δ-Σ型ADC，特性和规格针对精密传感器测量进行了优化；基准电压源全温区温度系数为50ppm/℃；电流源为两个12通道可选的激励源，可在10-1600μA间配置，具有10ppm/℃的温度系数。
EPSH- SPTMX75-HART以ADI公司MAX32675C为主控芯片，MAX32675C产生电流激励给MEMS扩散硅压力传感器，压力差分电压模拟信号经过MAX32675C内部增益为1倍至128倍的PGA信号调理及24位的Δ-ΣADC数据采集后，将输入转为数字量，通过内部的线性化算法(包含温度偏移校正)，经数模转换器(DAC)AD5421转为相应的4~20mA, 并叠加MCU内自带的HART Modem的信号，从而实现了对压力的准确测量。RS485接口与PC连接，配合PC端的调试软件GUI对变送器进行出厂前的调试、参数设置。
图2.MAX32675C智能压力变送器方案框图
图3.EPSH- SPTMX75-2W 实物图
图4.EPSH- SPTMX75-2W 校准软件
主要特点
| 压力传感器 | MEMS扩散硅压力传感器 |
| 输出 | 2 线制4-20mA电流环路 |
| 工作电压范围 | 16V ~ 36V |
| 准确度 | 优于0.2%(未校准) |
| ENOB | 15.04位 |
| 尺寸 | 19.4mm* 80mm |
| PC图形用户界面 | 压力显示和曲线拟合算法 |
测试结果
模块连接MEMS扩散硅型压力传感器(Ф19mm 2MPa G)测试的线性度曲线和1.5MPa压力时的ADC数值如下，如图所示，线性度接近于1，ENOB约15.04位。
图5.测试结果
相关芯片推荐
| 型号 | 介绍 | 制造商 |
|---|---|---|
| MAX32675C | 低功耗Arm Cortex-M4F，内置精密模拟前端 | ADI |
| AD5421 | 16位、串行输入、环路供电、4mA至20mA DAC | ADI |
| MAX17645D | 高效率、高电压、同步降压型DC-DC转换器，集成MOSFET，支持4.5V至36V输入工作范围 | ADI |
| ADP150 | 超低噪声、150 mA CMOS线性调节器 | ADI |
| MAX3485E | 3.3V供电、±15kV ESD保护、12Mbps RS-485/RS-422收发器 | ADI |
