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一种多功能工业用4‑20mA电流信号变送器制造技术

技术编号:14170818 阅读:110 留言:0更新日期:2016-12-12 20:40
本实用新型专利技术公开了一种多功能工业用4‑20mA电流信号变送器,包括模拟电压信号采集模块、频率信号采集模块、温度信号检测模块、智能处理器模块、D/A转换模块、信号放大模块和4‑20mA转换模块。智能处理器模块将模拟电压信号采集模块、频率信号采集模块、温度信号检测模块采集的电压、频率、温度信号通过分析、处理还原后,分别经过电压、频率、温度D/A转换模块进行数模转换,并利用信号放大模块和信号4‑20mA转换模块后,实现所检测电压、频率、温度信号4‑20mA远距离传输功能。本实用新型专利技术电路结构简单、数据检测功能多样、可扩展性强、传输距离远、工作效率高、实用性强、数据检测和传输精度高、无需额外配置标准信号转换接口、便于在工业自动化领域推广使用。

A multifunctional industrial 4 20mA current signal transmitter

The utility model discloses a multifunctional industrial 4 20mA current signal transmitter, including analog voltage signal acquisition module, signal acquisition module, signal frequency temperature detection module, intelligent processor module, D/A conversion module, signal amplification module and 4 20mA conversion module. Intelligent processor module analog voltage signal acquisition module, signal acquisition module, signal frequency temperature detection module acquires temperature signal of voltage and frequency, by the analysis and treatment after reduction, respectively through the voltage, frequency, temperature D/A conversion module for digital analog conversion, and the signal amplification module and signal conversion module 20mA 4 after implementation the detected temperature signal voltage, frequency, 4 20mA remote transmission function. The utility model has the advantages of simple circuit structure, data detection functionality, scalability, long transmission distance, high working efficiency, strong practicability, high precision, detection and data transmission without additional configuration standard signal conversion interface, easy to use in the field of industrial automation.

【技术实现步骤摘要】

:本技术属于4-20mA电流信号变送
,具体涉及一种多功能工业用4-20mA电流信号变送器。
技术介绍
:在工业自动化领域中,如何将各类传感器所采集的物理信号进行远距离传输仍然是通信领域面临的一个重要问题,同时物理信号精确、可靠地传输至控制室是保证工业设备安全运行的关键因素之一。工业现场各类传感器所检测的信号以电压形式进行传输时容易受到传输线路的噪声干扰,电压信号因线路的电阻会产生电压压降导致信号传输的误差较大,而采用4-20mA电流信号进行信号传输则对现场干扰信号并不敏感,且电流信号不易受到传输距离的影响,进一步保证了信号传输的精确性。4-20mA信号制是国际电工委员会制定的过程控制系统模拟信号标准,其中4mA代表零信号,20mA代表信号满刻度,利用4-20mA传输手段有利于智能控制器识别传感器断电或断线故障,同时因4-20mA传输方式符合安全防爆技术规范而被广泛应用于远距离通信传输
现有工业用4-20mA电流信号变送器,存在以下缺陷和不足:(1)现有技术中工业用4-20mA电流信号变送器功能单一,且变送器不包含温度、电压、频率等信号检测功能;(2)传统工业用4-20mA电流信号变送器针对非标准检测信号,需要额外配置标准信号转换接口;(3)现有工业用4-20mA电流信号变送器,在超远距离进行信号传输时,存在因变送器自身功率有限而导致线路末端传输电流值下降现象。
技术实现思路
:本技术的目的是针对现有工业用4-20mA电流信号变送器的不足,提供了一种多功能工业用4-20mA电流信号变送器,其物理信号检测功能多样化,信号传输可靠性高,传输距离远,传输功率大,无需额外配置标准信号转换接口,适用于不同场合的远距离信号传输
为达到上述目的,本技术采用如下的技术方案来实现:一种多功能工业用4-20mA电流信号变送器,其特征在于:包括模拟电压信号采集模块、频率信号采集模块、温度信号检测模块、智能处理器模块、D/A转换模块、信号放大模块和4-20mA转换模块,其中,模拟电压信号采集模块由电压信号调理模块和与电压信号调理模块相接的A/D转换电路模块构成,所述A/D转换电路模块的输出端与所述智能处理器模块输入端相接;所述频率信号采集模块和温度信号检测模块的输出端分别与所述智能处理器模块的输入端相接;所述D/A转换模块包括电压信号D/A转换模块、频率信号D/A转换模块和温度信号D/A转换模块,所述D/A转换模块、频率信号D/A转换模块和温度信号D/A转换模块的输入端分别连接至所述智能处理器模块的输出端;所述信号放大模块包括第一电压信号放大模块、第二电压信号放大模块和第三电压信号放大模块,所述第一电压信号放大模块输入端连接至所述电压信号D/A转换模块的输出端,所述第二电压信号放大模块输入端连接至所述频率信号D/A转换模块的输出端,所述第三电压信号放大模块输入端连接至所述温度信号D/A转换模块的输出端;所述4-20mA转换模块包括电压信号4-20mA转换模块、频率信号4-20mA转换模块和温度信号4-20mA转换模块,所述电压信号4-20mA转换模块的输入端与所述第一电压信号放大模块的输出端相连,所述频率信号4-20mA转换模块的输入端与所述第二电压信号放大模块的输出端相连,所述温度信号4-20mA转换模块的输入端与所述第三电压信号放大模块的输出端相连接。上述的一种多功能工业用4-20mA电流信号变送器,其特征在于:所述电压信号调理模块由LM324运算放大电路组成,所述A/D转换电路模块由ADS7841模数转换芯片构成,所述频率信号采集模块由TLP521光电隔离芯片组成,所述温度信号检测模块采用DS18B20数字型温度采集传感器,所述智能处理器模块主要由STC89C54RD+单片机构成,所述电压信号D/A转换模块、频率信号D/A转换模块和温度信号D/A转换模块均采用TLV5618VI数模转换芯片,所述第一电压信号放大模块、第二电压信号放大模块和第三电压信号放大模块均由LM324运算放大电路组成,所述电压信号4-20mA转换模块、频率信号4-20mA转换模块和温度信号4-20mA转换模块均由XTR110电压电流转换芯片构成。上述的一种多功能工业用4-20mA电流信号变送器,其特征在于:所述模拟电压信号采集模块利用所述电压信号调理模块将所输入的被测电压信号调理为0-5V范围内的标准电压信号,再由所述A/D转换电路模块将0-5V范围内电压信号转换为与之对应的0-4096范围内数字量信号后输入至所述智能处理器模块,所述智能处理器模块对0-4096范围内数字量信号分析处理,并通过电压信号D/A转换模块将0-4096范围内数字量信号转换为0-3.2V范围内电压信号,所述第一电压信号放大模块将输入的0-3.2V范围内电压信号放大3.125倍后转换为0-10V范围内电压信号输出至所述电压信号4-20mA转换模块,经所述电压信号4-20mA转换模块将所输入被测电压信号变送为相对应的4-20mA范围内电流信号进行远距离传输。上述的一种多功能工业用4-20mA电流信号变送器,其特征在于:所述智能处理器模块通过所述频率信号采集模块将所输入被检测频率信号调理为幅值+5V脉冲信号,所述智能处理器模块对输入的+5V脉冲信号进行分析处理,并通过频率信号D/A转换模块将被测频率信号转换为0-3.2V范围内电压信号,所述第二电压信号放大模块将输入的0-3.2V范围内电压信号放大3.125倍后转换为0-10V范围内电压信号输出至所述频率信号4-20mA转换模块,经所述频率信号4-20mA转换模块将所输入被测频率信号变送为相对应的4-20mA范围内电流信号进行远距离传输。上述的一种多功能工业用4-20mA电流信号变送器,其特征在于:所述温度信号检测模块将所检测的温度大小以IIC通信协议形式传输至所述智能处理器模块,所述智能处理器模块通过所述温度信号D/A转换模块将被测温度信号转换为0-3.2V范围内电压信号,所述第三电压信号放大模块将输入的0-3.2V范围内电压信号放大3.125倍后转换为0-10V范围内电压信号输出至所述温度信号4-20mA转换模块,经所述温度信号4-20mA转换模块将所输入被测温度信号变送为相对应的4-20mA范围内电流信号进行远距离传输。上述的一种多功能工业用4-20mA电流信号变送器,其特征在于:所述温度信号检测模块由一个或多个DS18B20数字温度检测传感器构成,所述频率信号采集模块适用于测速、测频领域,所述模拟电压信号采集模块适用于工业现场多种数据采集领域。与现有技术相比,本技术具有以下优点:1、本技术电路拓补结构简单,物理信号检测功能多样,扩展性强,能够适用于不同场合的远距离信号传输领域。2、本技术智能处理器采用操作简单、低功耗、处理能力强、存储空间大的STC89C54RD+微处理器。3、本技术采用XTR110作为4-20mA电流信号传输芯片,在长距离信号传输时,电流信号传输精确稳定,传输功率大,传输距离远,可靠性高,且不受外界环境干扰。4、本技术采用能够输出二倍基准电压信号,同时具有极高的噪声抑制能力的12位高精度TLV5本文档来自技高网
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一种<a href="http://www.xjishu.com/zhuanli/52/201620743602.html" title="一种多功能工业用4‑20mA电流信号变送器原文来自X技术">多功能工业用4‑20mA电流信号变送器</a>

【技术保护点】
一种多功能工业用4‑20mA电流信号变送器,其特征在于:包括模拟电压信号采集模块(1)、频率信号采集模块(2)、温度信号检测模块(3)、智能处理器模块(4)、D/A转换模块(5)、信号放大模块(6)和4‑20mA转换模块(7),其中,模拟电压信号采集模块(1)由电压信号调理模块(1‑1)和与电压信号调理模块(1‑1)相接的A/D转换电路模块(1‑2)构成,所述A/D转换电路模块(1‑2)的输出端与所述智能处理器模块(4)输入端相接;所述频率信号采集模块(2)和温度信号检测模块(3)的输出端分别与所述智能处理器模块(4)的输入端相接;所述D/A转换模块(5)包括电压信号D/A转换模块(5‑1)、频率信号D/A转换模块(5‑2)和温度信号D/A转换模块(5‑3),所述电压信号D/A转换模块(5‑1)、频率信号D/A转换模块(5‑2)和温度信号D/A转换模块(5‑3)的输入端分别连接至所述智能处理器模块(4)的输出端;所述信号放大模块(6)包括第一电压信号放大模块(6‑1)、第二电压信号放大模块(6‑2)和第三电压信号放大模块(6‑3),所述第一电压信号放大模块(6‑1)输入端连接至所述电压信号D/A转换模块(5‑1)的输出端,所述第二电压信号放大模块(6‑2)输入端连接至所述频率信号D/A转换模块(5‑2)的输出端,所述第三电压信号放大模块(6‑3)输入端连接至所述温度信号D/A转换模块(5‑3)的输出端;所述4‑20mA转换模块(7)包括电压信号4‑20mA转换模块(7‑1)、频率信号4‑20mA转换模块(7‑2)和温度信号4‑20mA转换模块(7‑3),所述电压信号4‑20mA转换模块(7‑1)的输入端与所述第一电压信号放大模块(6‑1)的输出端相连,所述频率信号4‑20mA转换模块(7‑2)的输入端与所述第二电压信号放大模块(6‑2)的输出端相连,所述温度信号4‑20mA转换模块(7‑3)的输入端与所述第三电压信号放大模块(6‑3)的输出端相连接。...

【技术特征摘要】
1.一种多功能工业用4-20mA电流信号变送器,其特征在于:包括模拟电压信号采集模块(1)、频率信号采集模块(2)、温度信号检测模块(3)、智能处理器模块(4)、D/A转换模块(5)、信号放大模块(6)和4-20mA转换模块(7),其中,模拟电压信号采集模块(1)由电压信号调理模块(1-1)和与电压信号调理模块(1-1)相接的A/D转换电路模块(1-2)构成,所述A/D转换电路模块(1-2)的输出端与所述智能处理器模块(4)输入端相接;所述频率信号采集模块(2)和温度信号检测模块(3)的输出端分别与所述智能处理器模块(4)的输入端相接;所述D/A转换模块(5)包括电压信号D/A转换模块(5-1)、频率信号D/A转换模块(5-2)和温度信号D/A转换模块(5-3),所述电压信号D/A转换模块(5-1)、频率信号D/A转换模块(5-2)和温度信号D/A转换模块(5-3)的输入端分别连接至所述智能处理器模块(4)的输出端;所述信号放大模块(6)包括第一电压信号放大模块(6-1)、第二电压信号放大模块(6-2)和第三电压信号放大模块(6-3),所述第一电压信号放大模块(6-1)输入端连接至所述电压信号D/A转换模块(5-1)的输出端,所述第二电压信号放大模块(6-2)输入端连接至所述频率信号D/A转换模块(5-2)的输出端,所述第三电压信号放大模块(6-3)输入端连接至所述温度信号D/A转换模块(5-3)的输出端;所述4-20mA转换模块(7)包括电压信号4-20mA转换模块(7-1)、频率信号4-20mA转换模块(7-2)和温度信号4-20mA转换模块(7-3),所述电压信号4-20mA转换模块(7-1)的输入端与所述第一电压信号放大模块(6-1)的输出端相连,所述频率信号4-20mA转换模块(7-2)的输入端与所述第二电压信号放大模块(6-2)的输出端相连,所述温度信号4-20mA转换模块(7-3)的输入端与所述第三电压信号放大模块(6-3)的输出端相连接。2.根据权利要求1所述的一种多功能工业用4-20mA电流信号变送器,其特征在于:所述电压信号调理模块(1-1)由LM324运算放大电路组成,所述A/D转换电路模块(1-2)由ADS7841模数转换芯片构成,所述频率信号采集模块(2)由TLP521光电隔离芯片组成,所述温度信号检测模块(3)采用DS18B20数字型温度采集传感器,所述智能处理器模块(4)主要由STC89C54RD+单片机构成,所述电压信号D/A转换模块(5-1)、频率信号D/A转换模块(5-2)和温度信号D/A转换模块(5-3)均采用TLV5618VI数模转换芯片,所述第一电压信号放大模块(6-1)、第二电压信号放大模块(6-2)和第三电压信号放大模块(6-3)均由LM324运算放大电路组成,所述电压信号4-...

【专利技术属性】
技术研发人员:寇增艳钟晓江寇探红寇水潮
申请(专利权)人:寇增艳寇水潮
类型:新型
国别省市:广东;44

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