通用型多通道温度变送器制造技术

一种通用型多通道温度变送器，采用单片计算机控制，具有多个独立的输入，输出通道，设有串行数据输出接口。它适用于Ⅱ、Ⅲ型仪表标准，可使用各种分度号的热电偶、热电阻或毫伏信号。用户只需将各通道的使用条件置入本实用新型专利技术，即可使其投入运行。本实用新型专利技术设有ＬＥＤ显示器，既可显示各通道的运行情况，也可显示调试数据。本实用新型专利技术调整时零点或量程相互之间没有影响，线性良好且无须调整。本实用新型专利技术有２２０Ｖ.ＡＣ和２４Ｖ.ＤＣ两（*该技术在2001年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于仪表领域，尤其涉及热工检测仪表的一种通用型多通道温度变送器。目前，在我国工业生产中使用的DDZⅡ、DDZⅢ型电动单元组合仪表中，温度变送器作为温度－电信号的转换装置被广泛使用。DDZⅢ型温度变送器作为DDZⅡ型温度变送器的改进型，增加了非线性校正环节，并将其输出电流由0～10mA改为4～20mA，因而使得这二种型号的温度变送器不能互换。在DDZⅢ型温度变送器中，其非线性校正是采用电子线路来实现的。然而由于折线化段数有限(4段)，使得线性化效果不佳，并且采用这种线性化的方式使得对于不同分度号的热电偶，必须使用不同型号的温度变送器。另外，在DDZⅡ、DDZⅢ型温度变送器中，其冷端补偿均采用两点跟踪式，只在二个特定点才具有较理想的补偿效果。并且，这二种系列的产品都是单通道的，一台仪表只能检测一个点的温度。此外，它们都不具备数字输出的功能。由于它们的零点和量程会相互影响，因而调节时必须反复进行。在生产实际中，往往是多点测量。并且由于仪表的换型，造成在一个工厂内同时存在Ⅱ型及Ⅲ型仪表，而现场使用的热电偶也通常具有各种分度号。由于仪表的互换性差，使得用户的备品种类繁多，当应用于数控系统时，由于现有仪表不具备数字输出功能，使得用户必须采用模拟量传输信号。因而现有的温度变送器存在线性化效果不佳、互换性差、无数字传输功能以及使用时调试不方便等缺点。本技术的目的就是向用户提供一种既能用于Ⅱ型标准，又能用于Ⅲ型标准，能适用各种分度号的热电偶，而且具有多个独立的通道，能提供串行数据输出，并且调试方便的温度变送器产品。本技术采用多路模拟输入一公用数字处理一多路模拟输出的基本结构，由输入放大器、多路－1路模拟开关、A／D(D／A)转换器、微计算机、显示器、预置电路、1路－多路模拟开关、采样保持器、V／I转换器以及工作电源组成。多路输入放大器的各路之间相互独立，在其各自的输入回路中，均串接一个供调节零点用的电阻电桥，每路输入放大器均有一个放大倍数调节电位器供调节量程。此外，另设一路输入放大器供冷端温度传感器使用，以便通过软件进行冷端补偿。各输入放大器的输入端接热电偶或热电阻或毫伏信号(或冷端温度传感器)，其输出端的多个接点均接到多路－1路模拟开关的输入端，多路－1路模拟开关的输出端与A／D(D／A)转换器相接。A／D(D／A)转换器将各输入放大器送来的信号依次进行转换并送入计算机进行数据处理，处理后的数据再由计算机依次送入A／D(D／A)转换器进行D／A转换，变换成相应的模拟信号输出。A／D(D／A)转换器的模拟输出端接1路－多路模拟开关的输入端，而1路－多路模拟开关输出端的多个接点分别与各采样保持器相接，采样保持器、V／I转换器是多路独立的结构。各采样保持器将1路－多路模拟开关送来的分时模拟信号保持成连续信号，其输出端接相应V／I转换器的输入端，由V／I转换器将其变换成相应的直流毫安信号输出。微计算机部分完成对变送器各部分之间的协调控制及数据处理。根据用户从预置电路置入的各通道的初始化信息，在软件的支持下，对输入／输出通道分时进行输入／输出控制，对各通道输入的热电偶信号进行转换，并进行冷端补偿及非线性处理、表型处理、上下限处理和分度号的处理，提供模拟输出信号及串行数据输出。计算机部分包括单片机、EPROM、RAM及I／O接口。上述的多路－1路及1路－多路模拟开关的控制，A／D(D／A)转换的控制，显示器、预置电路、采样保持器的控制以及串行数据的输出等，都由计算机完成。其控制线、数据线均与计算机的I／O线相接。电源是一个可以由220V·AC供电，又可以由24V·DC供电的电源，以便适应Ⅱ型或Ⅲ型仪表的要求。它由整流滤波电路以及DC／DC变换器组成。整流滤波电路将220V·AC转换成24V·DC，再由DC／DC变换器将24V·DC电压转换成变送器所需的各种工作电压和基准电压。以及V／I转换器的调制脉冲。外部输入的24V·DC电压则直接送入DC／DC变换器变换。本技术的特点是具有通用性和多通道。只要用户对其进行初始化编程后，既可以当作多台Ⅱ型仪表使用，又可以当作多台Ⅲ型仪表使用，还可以同时满足Ⅱ型和Ⅲ型仪表的使用要求，并且可满足各种分度号的Ⅲ型仪表的使用需要。同时，调零点及调量程互不干扰。借助于显示器以及软件的支持，还具有调试操作简单的特点。除了能提供多路模拟输出外，还能提供串行数据输出。附附图说明图1为本技术的原理框图附图2为本技术输入放大器原理图(其中一路)附图3为本技术热电阻输入时的接线图(其中一路)附图4为本技术的V／I转换器的原理图(其中一路)附图5为本技术显示器、予置电路的原理图附图6为本技术电源原理图附图7为本技术结构示意图以下结合附图详细说明本技术的实施例(本实施例具有4个通道)如附图1，输入回路中包含5路在结构上对称且相互独立的输入放大器。各路放大器具有多个输入端，按其使用的传感器是热电偶或热电阻或毫伏不同，具有不同的接线方式。各路放大器的输出端接至5路－1路模拟开关的输入端。5路－1路模拟转换开关是由CD4051构成，其输入端接至输入放大器，输出端接A／D(D／A)转换器。其控制线接计算机的I／O线，A／D(D／A)转换器为多路分时共用，A／D(D／A)功能分时共用的。它由D／A转换电路、比较电路、放大电路组成。A／D(D／A)转换器的模拟输入端接5路－1路模拟转换开关的输出端。其模拟输出端接到1路－4路模拟转换开关的输入端。其数据线和控制线接计算机的I／O线。比较电路的输出端接计算机的外部中断申请端。A／D(D／A)转换器进行A／D转换是在软件的支持下通过逐次比较实现的。计算机根据是进行A／D转换还是D／A转换来决定是否对比较器的中断申请信号进行开放。1路－4路模拟开关由CD4052组成。输入端接A／D(D／A)转换器，输出端分别接至各路采样保持器和V／I转换器的输入端。其控制线接计算机的I／O线。采样保持器、V／I转换器各有4路，各路的结构相同且相互独立。采样保持器的输入端分别接自1路－4路模拟转换开关的输出端，而其输出端接至各自的V／I转换器。由V／I转换器将各采样保持器上保持的电压变换成电流输出。计算机由8031单片机及EPROM2716、RAM5101，掉电保护电路，扩展I／O接口等组成，其I／O线除提供上述各方面使用外，还作为预置电路及显示器的接口。串行输出口使用了8031本身具备的串行口。在显示器及预置电路中，显示器使用了4位LED数码管进行显示，预置电路只使用3个按键，由软件支持完成对本技术的初始化编程。电源用以提供本变送器的各种工作电压、各种基准电压及V／I转换器的调制脉冲。如附图2输入放大器由输入端子〔1～6〕、调零电桥〔7〕、放大器〔8〕及开关〔9〕组成。调零电桥〔7〕由电阻R1～R4及调零电位器W1组成；电阻R1的一端分别与电阻R2、开关〔9〕的一端相接；其另一端与输入端〔3〕相接；电阻R2的另一端与电阻R3相接；开关〔9〕的另一端与输入端〔1〕及IC1的同相输入端相连；电阻R4的一端与输入端〔4〕相连，其另一端与调零电位器W1及输入端〔5〕相连；调零电位器W1的另一端则与电阻R3的另一端以及IC2的同相输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通用型多通道温度变送器，由多个输入放大器、多路－１路模拟开关、Ａ／Ｄ（Ｄ／Ａ）转换器、１路一多路模拟开关、采样保持器及Ｖ／Ｉ转换器、计算机、显示器、预置电路以及工作电源构成；输入放大器的多个输出端分别与多路－１路模拟开关输入端的多个接点相接，多路－１路模拟开关的输出端与Ａ／Ｄ（Ｄ／Ａ）转换器相接，１路－多路模拟开关的输出端与多个采样保持器及Ｖ／Ｉ转换器的输入端相接；其特征在于：ａ）．输入回路由多个形式相同且相互独立的输入放大器构成；ｂ）．输出回路由多个形式相同且相互独立的采样保持器及Ｖ／Ｉ转换器构成；ｃ）．多路－１路模拟开关、１路－多路模拟开关以及Ａ／Ｄ（Ｄ／Ａ）转换器的转换状态，由计算机控制；其控制线均与计算机的Ｉ／Ｏ线相连；ｄ）．显示器、预置电路的工作以及串行数据的输出，由计算机控制实现，其控制线、数据线与计算机的Ｉ／Ｏ线相连；ｅ）．电源由整流滤波电路及ＤＣ／ＤＣ变换器构成，可用２２０Ｖ．ＡＣ或者用２４Ｖ．ＤＣ供电，它为本实用新型提供工作电压、基准电压及Ｖ／Ｉ调制脉冲。相接，多路－１路模拟开关的输出端与Ａ／Ｄ（Ｄ／Ａ）转换器相接，１路－多路模拟开关的输出端与多个采样保持器及Ｖ／Ｉ转换器的输入端相接；其特征在于：ａ）．输入回路、基准电压及Ｖ／Ｉ调制脉冲。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈奚平，肖金根，
申请(专利权)人：陈奚平，肖金根，
类型：实用新型
国别省市：36[中国|江西]