识别与变送器连接的传感器的类型的方法和变送器技术

本发明专利技术涉及识别与变送器连接的传感器的类型的方法，变送器包括第一至第四端子、电流源、传感器具有识别电阻，方法包括：获取在电流源连接到第一端子和第四端子时的电流源的电流值、第一和第四端子间的电压、以及第二和第三端子间的电压；获取在电流源连接到第一和第二端子时的电流源输出的电流值、第一和第二端子间的电压；获取限定电压与传感器连接方式的对应关系的第一表；从第一表确定连接方式；根据连接方式从获取的电压和电流值计算识别电阻的阻值；获取限定识别电阻的阻值与传感器类型的对应关系的第二表；从第二表确定传感器的类型。本发明专利技术实现能够在不改变传感器应用范围和精度的情况下快速识别与变送器连接的传感器的类型的技术效果。

【技术实现步骤摘要】
识别与变送器连接的传感器的类型的方法和变送器
本专利技术涉及变送器和传感器领域，具体而言，涉及识别与变送器连接的传感器的类型的方法和执行该方法的变送器。
技术介绍
传感器和变送器是热工仪表的概念。传感器是把非典型物理量如温度、压力、液位、物料、气体特性等转换成电信号，变送器则把传感器采集到的微弱电信号放大以便转送或启动控制元件。温度变送器是将温度变量转换为可传送的标准化输出信号的仪表，主要用于工业过程温度参数的测量和控制。温度电流变送器是把温度传感器的信号转变为电流信号、传送到二次仪表、从而显示出对应的温度。温度变送器可以支持很多类型的温度传感器，并且每个温度传感器具有其复杂的配置参数。在实际使用中，一个变送器对应于多个温度传感器，使得该变送器在多个温度传感器之间切换连接以从不同的传感器接收并输出感测信号。当变送器从与一个传感器连接切换到与另一个传感器连接时，变送器需要识别传感器的类型以对其进行参数配置。通常，变送器从传感器获取传感器的类型信息、并根据传感器的类型对传感器进行配置。对于传感器的参数配置，用户需要一些知识来仔细地配置这些参数，否则具有传感器的变送器将不能良好地工作。该配置过程是耗时的(约5～10分钟)，并且用户需要一些额外的SW/HW配置工具(例如HARTmodem，PC配置工具)来支持该配置。在传感器中组装存储器芯片是识别传感器的类型的一种方法。传感器相关的信息存储在该芯片中，然后变送器可以在配置期间读出该传感器相关的信息。但是，通常芯片的工作温度不是很广，因此这将限制传感器应用的温度范围。此外，这种传感器仅能与特定的变送器一起使用，而不适用于通常的变送器。另一种方法是直接使用数字传感器，例如来自MAXIM的DS18B20，但是其测量范围有限，并且精度不高。DS18B20仅能支持从-55℃到+125℃、精度为±0.5℃的测量。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种识别传感器的类型的方法，以解决现有技术中难以在不改变传感器应用范围和精度的情况下简单、快速识别传感器的类型的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了识别与变送器连接的传感器的类型的方法，其中，变送器包括第一端子、第二端子、第三端子、第四端子、电流源和电压测量单元，电压测量单元测量任意两个端子之间的电压，传感器具有识别电阻，电流源的一侧经由第一端子连接至传感器的第一侧，电流源的另一侧能够在第二端子至第四端子之间切换连接，传感器的识别电阻连接至第二端子，传感器的第二侧连接至第二端子、或第四端子、或第四端子和第三端子，方法包括：获取在电流源连接到第一端子和第四端子状态下的电流源输出的第一电流值、第一端子和第四端子之间的第一电压、以及第二端子和第三端子之间的第二电压，获取在电流源连接到第一端子和第二端子状态下的电流源输出的第二电流值、第一端子和第二端子之间的第三电压，获取第一表，第一表限定了第一电压、第二电压和第三电压与传感器到变送器的连接方式之间的对应关系，基于第一电压、第二电压、以及第三电压，从第一表确定传感器到变送器的连接方式，根据确定的连接方式，从获取的电压和电流值计算识别电阻的阻值，获取第二表，第二表限定了识别电阻的阻值与传感器的类型的对应关系，以及基于计算的识别电阻的阻值，从第二表确定传感器的类型。以这样的方式，通过额外设置与传感器的类型一一对应的识别电阻，可以通过测量识别电阻的阻值来确定与变送器连接的传感器是哪种连接方式下的哪一类型的传感器，从而实现了在不改变传感器应用范围和精度的情况下简单、快速地识别与变送器连接的传感器的类型，从而缩短了对传感器的调试时间。进一步地，根据本专利技术的一个实施例，连接方式是电阻温度检测器传感器三线连接、电阻温度检测器传感器四线连接、以及热电偶传感器连接中的一种，电阻温度检测器传感器三线连接指电阻温度检测器传感器的第一侧连接到第一端子和第二端子且电阻温度检测器传感器的第二侧连接到第四端子，电阻温度检测器传感器四线连接指电阻温度检测器传感器的第一侧连接到第一端子和第二端子且电阻温度检测器传感器的第二侧连接到第四端子和第三端子，热电偶传感器连接指热电偶传感器的第一侧连接到第一端子且热电偶传感器的第二侧连接到第二端子。以这样的方式，每种连接方式对应于预先设置的传感器、识别电阻、以及变送器的唯一电路连接，通过确定连接方式是上述中的哪一种，就可以通过欧姆定律计算识别电阻的阻值。进一步地，根据本专利技术的一个实施例，从第一表确定连接方式包括：在第一电压不为0、第二电压为0、第三电压不为0时，确定连接方式是电阻温度检测器传感器三线连接，在第一电压不为0、第二电压不为0、第三电压不为0时，确定连接方式是电阻温度检测器传感器四线连接，并且在第一电压为0、第二电压为0、第三电压不为0时，确定连接方式是热电偶传感器连接。以这样的方式，通过测量第一电压、第二电压和第三电压，再查找第一表就能够确定传感器、识别电阻、以及变送器的连接方式。进一步地，根据本专利技术的一个实施例，当连接方式是电阻温度检测器传感器四线连接时，计算识别电阻的阻值包括通过下式计算识别电阻的阻值：RID＝UM12/IM12-(UM14-UM23)/IM。以这样的方式，在确定连接方式是电阻温度检测器传感器四线连接之后，可以从已测量的电压和记录的电流计算识别电阻的阻值。进一步地，根据本专利技术的一个实施例，当连接方式是电阻温度检测器传感器三线连接时，计算识别电阻的阻值包括进一步测量在电流源连接到第一端子和第四端子情况下的第二端子和第四端子之间的第四电压，并且通过下式计算识别电阻的阻值：UM12/IM12–2(UM14-UM24)/IM。以这样的方式，在确定连接方式是电阻温度检测器传感器三线连接之后，通过再测量一组端子之间的电压，可以从测量的电压和记录的电流计算识别电阻的阻值。进一步地，根据本专利技术的一个实施例，当连接方式是热电偶传感器连接时，计算识别电阻的阻值包括通过下式计算识别电阻的阻值：RID＝UM12/IM12。以这样的方式，在确定连接方式是热电偶传感器连接之后，可以从已测量的电压和记录的电流计算识别电阻的阻值。根据本专利技术的另一方面，还提供了变送器，其包括：电流源，在变送器的电路中提供电流；第一端子、第二端子、第三端子、第四端子，电流源的一侧经由第一端子连接至传感器的第一侧，电流源的另一侧能够在第二端子至第四端子之间切换连接，传感器经由识别电阻连接至第二端子，传感器的第二侧连接至第二端子、或第四端子、或第四端子和第三端子，并且识别电阻的阻值对应于传感器的类型；电压测量单元，测量任意两个端子之间的电压；处理单元；以及存储单元，预先存储了第一表、第二表和程序，第一表限定了第一电压、第二电压和第三电压与传感器到变送器的连接方式之间的对应关系，第二表限定了识别电阻的阻值与传感器的类型的对应关系，程序在变送器连接到新的传感器时由处理单元执行，以执行上述方法。以这样的方式，实现了在不改变传感器应用范围和精度的情况下由变送器简单、快速地识别本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.识别与变送器连接的传感器的类型的方法，其特征在于，所述变送器包括第一端子(T1)、第二端子(T2)、第三端子(T3)、第四端子(T4)、电流源(A)和电压测量单元(V)，电压测量单元(V)测量任意两个端子之间的电压，所述传感器(100)具有识别电阻(R

【技术特征摘要】
1.识别与变送器连接的传感器的类型的方法，其特征在于，所述变送器包括第一端子(T1)、第二端子(T2)、第三端子(T3)、第四端子(T4)、电流源(A)和电压测量单元(V)，电压测量单元(V)测量任意两个端子之间的电压，所述传感器(100)具有识别电阻(RID)，所述电流源(A)的一侧经由第一端子(T1)连接至传感器(100)的第一侧，电流源(A)的另一侧能够在第二端子(T2)至第四端子(T4)之间切换连接，所述传感器(100)的识别电阻(RID)连接至所述第二端子(T2)，所述传感器(100)的第二侧连接至所述第二端子(T2)、或所述第四端子(T4)、或所述第四端子(T4)和所述第三端子(T3)，所述方法包括：
获取在所述电流源(A)连接到第一端子(T1)和第四端子(T4)状态下的所述电流源(A)输出的第一电流值(IM)、所述第一端子(T1)和所述第四端子(T4)之间的第一电压(UM14)、以及第二端子(T2)和第三端子(T3)之间的第二电压(UM23)，
获取在所述电流源(A)连接到第一端子(T1)和第二端子(T2)状态下的所述电流源(A)输出的第二电流值(IM12)、所述第一端子(T1)和所述第二端子(T2)之间的第三电压(UM12)，
获取第一表，所述第一表限定了第一电压(UM14)、第二电压(UM23)和第三电压(UM12)与传感器(100)到变送器(200)的连接方式之间的对应关系，
基于所述第一电压、所述第二电压、以及所述第三电压，从所述第一表确定所述传感器(100)到所述变送器(200)的连接方式，
根据确定的连接方式，从获取的电压和电流值计算所述识别电阻(RID)的阻值，
获取第二表，所述第二表限定了所述识别电阻(RID)的阻值与所述传感器(100)的类型的对应关系，以及
基于计算的所述识别电阻的阻值，从所述第二表确定所述传感器的类型。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述连接方式是电阻温度检测器传感器三线连接、电阻温度检测器传感器四线连接、以及热电偶传感器连接中的一种，所述电阻温度检测器传感器三线连接指电阻温度检测器传感器的第一侧连接到所述第一端子(T1)和所述第二端子(T2)且所述电阻温度检测器传感器的第二侧连接到所述第四端子(T4)，所述电阻温度检测器传感器四线连接指电阻温度检测器传感器的第一侧连接到所述第一端子(T1)和所述第二端子(T2)且所述电阻温度检测器传感器的第二侧连接到所述第四端子(T4)和所述第三端子(T3)，所述热电偶传感器连接指热电偶传感器的第一侧连接到所述第一端子(T1)且所述热电偶传感器的第二侧连接到所述第二端子(T2)。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，从所述第一表确定所述连接方式包括：
在所述第一电压(UM14)不为0、第二电压(UM23)为0、所述第三电压(UM12)不为0时，确定所述连接方式是所述电阻温度检测器传感器三线连接，
在所述第一电压(UM14)不为0、第二电压(UM23)不为0、所述第三电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄富长，孙兆宇，
申请(专利权)人：西门子传感器与通讯有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21