本实用新型专利技术公开了一种自适应变送器电流平均值装置，由数字电位器电流平均值单元、单片机控制单元、电流平均值放大变送单元组成，设有4个电流输入端，1个平均值电流变送输出端。所述装置能够判别各电流输入端的输入电流是否在4-20mA有效范围之内，且将在有效范围之内的输入端电流的平均值计算出来，并从平均值电流变送输出端输出，可以用在需要计算多个变送器电流的平均值并输出的场合。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种变送器信号处理技术，尤其是一种自适应变送器电流平均值 装直。
技术介绍
在很多情况下，同一参数测量的结果需要使用多点测量值的平均值。当测量系统 的传感器输入通道数量不够，特别是测量系统在设计之初是使用单个参数测量变送器进行 参数测量与变送，需要增加参数测量变送器的数量，改成使用多点测量值的平均值方案时， 测量系统将面临需要重新设计的情况。
技术实现思路
本技术的目的是为多点测量值的平均值计算提供一种解决方案，即能够自动 判断计算多个变送器电流的平均值并输出的装置。 为了实现上述目的，本技术提供了 一种自适应变送器电流平均值装置，由数 字电位器电流平均值单元、单片机控制单元、电流平均值放大变送单元组成。 所述数字电位器电流平均值单元包括4条结构与参数相同的数字电位器分流支 路1 一 4 ;每条数字电位器分流支路设有1个电流输入端，每个电流输入端都可以接入1个 变送器电流环路；所述数字电位器电流平均值单元还设有分流输出端。 所述数字电位器电流平均值单元还包括电阻RO ;电阻RO的两端分别连接至分流 输出端和公共地。 设i为大于等于1、小于等于4的整数，数字电位器分流支路i设有电流输入端I Y 和取样电压输出端Vi。 所述数字电位器分流支路i由取样电阻R i、数字电位器Ui以及基准电阻RP i组 成；所述取样电阻Ri串联在输入电流I i回路中，其输入电流I i流出端连接至公共地；取样 电阻Ri的输入电流I i流入端设为取样电压输出端V i;所述数字电位器U i包括有1个可 调电阻RWi;所述可调电阻RW i与基准电阻RP i的串联电路两端分别连接至取样电压输出 端Vi和分流输出端；所述数字电位器U i还包括有片选控制端CS i、时钟信号输入端SCK、数 据信号输入端SI。 所述单片机控制单元包括单片机最小系统，还包括4个模拟信号输入端Al - A4、 4个电平控制输出端OUTl - 0UT4和SPI串行接口；所述SPI串行接口包括时钟信号输出 端CLK、数据信号输出端SM0。 所述数字电位器分流支路1 一 4的取样电压输出端Vl - V4分别连接至单片机控 制单元的模拟信号输入端Al - A4 ;所述数字电位器分流支路1 一 4的片选控制端CSl - CS4分别连接至单片机控制单元的电平控制输出端OUTl - 0UT4 ;所述数字电位器Ul - U4 的时钟信号输入端SCK并联后连接至单片机控制单元中SPI串行接口的时钟信号输出端 CLK ;所述数字电位器Ul - U4的数据信号输入端SI并联后连接至单片机控制单元中SPI 串行接口的数据信号输出端SIMO。 toon] 所述电流平均值放大变送单元设有变送电流输入端、变送电流返回端和平均值电 流变送输出端；所述变送电流返回端连接至公共地；所述变送电流输入端连接至数字电位 器电流平均值单元的分流输出端；所述变送电流输入端为虚地端。 所述数字电位器Ul - U4均选择MCP41100。 所述单片机控制单元的单片机选择MSP430G2553。 所述电流平均值放大变送单元由电流变送器和三极管V01、电容COl组成；所述电 流变送器为XTRl 15。 本技术与现有技术相比，其有益效果是：采用单片机判断输入电流大小是否 在4-20mA范围之内，准确方便；需要计算平均值的变送器电流数量，可以是所述4之内的 任意值；需要计算平均值的多个变送器电流，可以任意选择输入端接入；根据实际输入的 有效工作的变送器电流的数量，采用数字电位器调整各数字电位器分流支路的分流比例， 再将分流电流相加的方法实现电流平均值计算，方便灵活；装置能够直接计算输出多个变 送器电流的平均值，响应快速。【附图说明】 图1为结构框图。 图2为数字电位器电流平均值单元。 图3为单片机控制单元。 图4为单片机控制单元原理图。 图5为电流平均值放大变送单元。【具体实施方式】 下面结合实施例及附图对本技术作进一步详细的描述，但本技术的实施 方式不限于此。 本技术的结构框图如图1所示，一种自适应变送器电流平均值装置，由数字 电位器电流平均值单元、单片机控制单元、电流平均值放大变送单元组成。 数字电位器电流平均值单元如图2所示。所有4个数字电位器Ul - U4全部采用 单电源+VCC供电。 以数字电位器分流支路1为例，数字电位器Ul中包括可调电阻RW1，RW1的一端与 基准电阻RPl串联，另外一端连接至取样电压输出端Vl ;RP1的另外一端连接至分流输出端 G0 单片机控制单元如图3所示。 单片机控制单元在单片机最小系统的基础上，还必须包括有4个模拟信号输入端 Al - A4、4个电平控制输出端OUTl - 0UT4和SPI串行接口。所述SPI串行接口包括时钟 信号输出端CLK、数据信号输出端SM0。 数字电位器分流支路1 一 4的取样电压输出端Vl - V4分别连接至单片机控制单 元的模拟信号输入端Al - A4,数字电位器分流支路1 一 4的片选控制端CSl - CS4分别连 接至单片机控制单元的电平控制输出端OUTl - 0UT4。所有4个数字电位器Ul - U4的时 钟信号输入端SCK并联后连接至单片机控制单元中SPI串行接口的时钟信号输出端CLK， 所有数据信号输入端SI并联后连接至单片机控制单元中SPI串行接口的数据信号输出端 SMO。单片机控制单元的供电电源为+VCC。 单片机选择MSP4302553时，单片机控制单元原理图如图4所示。 图4中，单片机最小系统由单片机MSP4302553和晶体振荡器XT组成。MSP4302553 中SPI串行接口的时钟信号输出端CLK、数据信号输出端SIM0、数据信号输入端SOMI分别 为单片机端PI. 5、P1. 7、P1. 6，MSP4302553的PL 0 - PL 3分别作为图3的模拟信号输入端 Al - A4, PL 5当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种自适应变送器电流平均值装置，其特征在于：由数字电位器电流平均值单元、单片机控制单元、电流平均值放大变送单元组成；所述数字电位器电流平均值单元包括4条结构与参数相同的数字电位器分流支路1－4；每条数字电位器分流支路设有1个电流输入端，每个电流输入端都可以接入1个变送器电流环路；所述数字电位器电流平均值单元还设有分流输出端；所述数字电位器电流平均值单元还包括电阻R0；电阻R0的两端分别连接至分流输出端和公共地；设i为大于等于1、小于等于4的整数，数字电位器分流支路i设有电流输入端Ii和取样电压输出端Vi；所述数字电位器分流支路i由取样电阻Ri、数字电位器Ui以及基准电阻RPi组成；所述取样电阻Ri串联在输入电流Ii回路中，其输入电流Ii流出端连接至公共地；取样电阻Ri的输入电流Ii流入端设为取样电压输出端Vi；所述数字电位器Ui包括有1个可调电阻RWi；所述可调电阻RWi与基准电阻RPi的串联电路两端分别连接至取样电压输出端Vi和分流输出端；所述数字电位器Ui还包括有片选控制端CSi、时钟信号输入端SCK、数据信号输入端SI；所述单片机控制单元包括单片机最小系统，还包括4个模拟信号输入端A1－A4、4个电平控制输出端OUT1－OUT4和SPI串行接口；所述SPI串行接口包括时钟信号输出端CLK、数据信号输出端SIMO；所述数字电位器分流支路1－4的取样电压输出端V1－V4分别连接至单片机控制单元的模拟信号输入端A1－A4；所述数字电位器分流支路1－4的片选控制端CS1－CS4分别连接至单片机控制单元的电平控制输出端OUT1－OUT4；所述数字电位器U1－U4的时钟信号输入端SCK并联后连接至单片机控制单元中SPI串行接口的时钟信号输出端CLK；所述数字电位器U1－U4的数据信号输入端SI并联后连接至单片机控制单元中SPI串行接口的数据信号输出端SIMO；所述电流平均值放大变送单元设有变送电流输入端、变送电流返回端和平均值电流变送输出端；所述变送电流返回端连接至公共地；所述变送电流输入端连接至数字电位器电流平均值单元的分流输出端；所述变送电流输入端为虚地端。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：凌云，陈刚，曾红兵，
申请(专利权)人：湖南工业大学，
类型：新型
国别省市：湖南;43
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