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<电工仪器仪表的节能设计>
  

   电工仪器仪表设计中,应综合考虑产品的结构、功能、工艺,充分利用新技术、新理论、新器件、新电路、新材料,使产品在使用过程中消耗能量最少。数字压力表等电工仪器仪表的节能设计应遵循以下原则: 

    (1)选用低功耗传感器。近年来,传感器发展速度非常快,新型低功耗传感器不断问世。仪器仪表在选用传感器敏感元件时,应选择性能、价格符合设计使用要求的低功耗、微功耗传感器。 

    (2)简化仪器功能。多功能势必增加仪器硬、软件的复杂性,降低产品的可靠性,增加电流消耗。仪器设计不能片面追求多功能模式。在满足仪器必要功能的基础上,简化硬件电路设计,尽量利用软件实现仪器的功能,是降低仪器功耗的有效方法。

    (3)设计低功耗电路,采用低功耗器件。 这是降低仪器功耗的主要设计原则。仪器的模拟放大电路可采用低(微)功耗运算放大器;数字电路可采用CMOS器件,并采用可编程器件FPGA实现数字电路功能,从而取代分立元件,降低电路功耗;显示可采用IXTD显示器。 

    (4)单电源、低电压供电。单电源供电可以提高电源的使用效率,降低功耗。单电源供电状态下,应注意降低供电电压。 大部分模拟电路的工作电压范围宽,电路正常工作的动态范围较广,在允许牺牲电路增益的条件下,降低电源电压可大大降低电路的工作电流,从而降低功耗。以低功耗集成运算放大器LM324为例,其单电源电压工作范围为5-30V,当电源电压为5V时,功耗约为15mW;当电源电压为10V时,功耗约为90mW;当电源电压为15V时,功耗约为220mW.低电压供电对于减低器件电流消耗的作用十分明显。 

    (5)降低信息处理单元的时钟频率。数字压力表仪器中的信息处理单元(如DSP、单片机等)的功耗与振荡频率有关。在权衡信息处理单元的运算速度后,选用较低的时钟频率可以降低电流消耗。此外,睡眠方式可以减少仪器的工作时间,从而降低功耗。

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