一种现场总线式温度测控模块输入信号处理电路制造技术

本实用新型专利技术公开一种总线式温度测控模块输入信号接口电路。１．主要由单片机、恒流源Ｉ１和Ｉ２、电子开关ＳＷ１～ＳＷ５、ＡＤ变换电路、ＲＳ４８５接口构成，每种输入信号都分配一个配置编码，单片机接收配置命令，控制电子开关的通断组合构成对应输入信号的接口电路；２．热电偶使用两线制接口，温度检测时全部电子开关断开，单片机控制ＳＷ１和ＳＷ５闭合，利用过量程信号实现断线检测；３．热电阻使用三线制接口，温度检测时ＳＷ１、ＳＷ２闭合其它电子开关断开，单片机通过控制ＳＷ１－ＳＷ５组合实现对热电阻Ｒｔ的三线进行断线检测；４．电压源Ｖ使用两线制接口，正常检测全部电子开关断开，单片机通过控制ＳＷ１导通实现输入信号断线检测；５．电流源Ｉ使用两线制接口，ＳＷ３、ＳＷ４导通其它断开。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种温度传感器的输入信号处理电路。
技术介绍
在工业过程控制中，依据被测量以及测控性能要求的不同，可能使用多种 不同的温度传感器，传感器可能直接接到总线式温度过程控制模块上，也可能通过变送器变换成0-5V或4-20mA的标准信号后再送到温度控制模块上。当前 的过程控制一般希望通过软件来对系统中的各功能模块进行配置和组态，构成 所需要的过程控制系统，为了适应不同的传感器和输入信号，通常利用手工改 变跳线开关的状态，或者选择特不同的测控模块来适应不同的传感器或输入信 号源，这种手动跳线的方法给系统配置带来不便。
技术实现思路
本技术提供一种基于单片机的、可由软件配置、适用于热电偶、热电 阻、电压源、电流源信号输入的温度;^测接口电路。(1 )接口电路由单片机、恒流源II和12、 5个低导通电阻电子开关SW1 ~ SW5、可程控量程AD变换器和相应的电阻电容网络、RS485通信接口构成。每 一种不同的输入信号都有一个特定配置编码，接口电路的单片机接收配置信 息，并产生相应的控制信号Sl、 S2、 S3、 S4、 S5控制电子开关SW1、 SW2、 SW3、(2)热电偶使用两线制接口，热电偶利用JP-1和JP-2接入。单片机控 制使电子开关SW2、 SW3、 SW4断开，构成热电偶输入接口 ，正常温度检测时SW1 和SW5断开，热电偶信号送到带程控增益放大器的AD接口电路进行AD变换； 单片机通过控制使SW1和SW5闭合利用过量程信号实现热电偶断线检测；(3 )热电阻使用三线制接口 ，热电阻Rt通过JP-1、 JP-2、 JP-3接入。 单片机控制使电子开关SW3和SW5断开，构成热电阻输入接口 ，正常温度检测 时单片机输出控制信号SI = S2=l、 S4=0使SW1和SW2闭合、SW4断开，由恒流 源II、 12,电阻R1、 Rt构成测量电桥进行温度检测，输出信号送到带程控增 益放大器的AD电路进行AI)变换；单片机通过输出控制信号Sl、 S2、 S4分别 控制SW1、 SW2、 SW4实现对热电阻Rt的三线进行断线检测;(4) 电压源V使用两线制接口，通过JP-1、 JP-2接入。单片机控制使电子开关S2-S3-S5-0、 S4-1使SW2、 SW3、 SW5断开、SW4导通，构成电压输入 接口电路。①正常测量时SW1断开，输入电压信号送程控放大器及AD变换器； ②单片机通过输出控制信号Sl = 1使SW导通实现电压输入信号断线;^测；(5) 电流源I输入使用两线制接口，通过JP-1、 JP-2接入。单片机控制 电子开关SW1、 SW2、 SW5断开，SW3、 SW4导通，构成电流输入接口电路。输入 电流信号经电阻R3转换成电压信号后送程控放大器及AD变换器；(6 )单片机通过SPI或模拟SPI接口进行AD转换控制和读取AD转换结 果，利用RS485接口接收配置信息和传送AD转换结果。本技术给出的传感器输入信号处理电路通过配置软件自动适应传感 器，同时具有传感器断线自动检测功能。附图说明图1为本技术具有断线自动检测功能的两线制热电偶输入接口电路。 图2为本技术具有断线自动检测功能的三线制热电阻输入接口电路。 图3为本技术0—5V电压信号输入接口电路。 图4为本技术4一20mA电流信号输入接口电路。 图5为本技术复合型输入接口及控制与AD转换接口电路。 图6为本技术恒流源电^^。具体实施方式实施例实例如图5所示，由DH952C和电阻R6构成恒流源如图6所示。电子开关 SWl ~ SW4使用ADG1411或类似高电压低导通电阻电子开关，单片机使用 AT89C52或兼容系列，AD变换器使用内部带量程控制的16位A-￡型串行接口 AI)变换器CS552 3,转换结果具有超量程标志。单片机通过P31.5 P1.7， P2. 0 模拟SPI接口信号向AD写配置(控制)信息并读取转换结果。(1)热电偶使用两线制接口，热电偶利用JP-1和JP-2接入。单片机输 出控制信号S2-S3二S4二0，使电子开关SW2、 SW3、 SW4断开，构成图1所示 热电偶输入接口。①正常温度检测时，控制信号S1=0,S5:=0，电子开关SW1和 SW5断开，热电偶信号送到带程控增益放大器的AD接口电路进行AD变换；② 需进行电偶断线检测时，单片机输出控制信号Sl = l、 S5=4，使SW1和SW5闭合， 通过AD变换的过量程信号实现热电偶断线裣-测；4(2) 热电阻使用三线制接口，热电阻Rt通过JP-l、 JP-2、 JP-3接入。 单片机输出控制信号33=35 = 0，使SW3和SW5断开，构成图2所示的热电阻输 入接口 。①正常温度检测时单片机输出控制信号SI = S2=l、 S4=0使SW1和SW2 闭合、SW4断开，由恒流源Il、 12，电阻R1、 Rt:构成测量电桥进行温度检测， 电桥输出信号送到带程控增益放大器的AD电路进行AD变换；②需进行电阻断 线检测时，单片机输出控制信号S1、 S2、 S4，分别控制SW1、 SW2、 SW4的通断 组合，通过AD变换的过量程信号实现热电偶断线检测；(3) 电压源V使用两线制接口，通过JP-1、 JP-2接入。单片机输出控制 信号S2 = S3=S5 = 0、 S4=l使SW2、 SW3、 SW5断开、SW4导通，构成图3所示的 电压输入接口电路。①正常测量时SW1断开，输入电压信号送程控放大器及AD 变换器；②需进行断线检测时，单片机输出控制信号Sl = 1使SW1导通，通 过AD变换器的过量程信号实现电压输入信号断线检测；(4) 电流源I使用两线制接口，通过JP-1、 JP-2接入。单片机恒定输出 控制信号SI = S2=S5 = 0、 S3=S4=1，使SW1、 SW2、 SW5断开、SW3、 SW4导通， 构成图4所示的电流输入接口电路。输入电流信号经电阻R3转换成电压信号 后送程控放大器及AD变换器；(5 )单片机通过SPI或利用单片机的P端口模拟SPI接口进行AD转换控 制和读取AD转换结果，利用RS485接口接收配置信息和传送AD转换结果。权利要求1.一种现场总线式温度测控模块输入信号处理电路，其特征在于(1)接口电路由单片机、恒流源I1和I2、5个低导通电阻电子开关SW1～SW5、可程控量程AD变换器和相应的电阻电容网络、RS485通信接口构成；(2)热电偶使用两线制接口，热电偶利用JP-1和JP-2接入；单片机控制使电子开关SW2、SW3、SW4断开，构成热电偶输入接口；(3)热电阻使用三线制接口，热电阻Rt通过JP-1、JP-2、JP-3接入；单片机控制使电子开关SW3和SW5断开，构成热电阻输入接口；(4)电压源V使用两线制接口，通过JP-1、JP-2接入；单片机控制使电子开关S2＝S3＝S5＝0、S4＝1使SW2、SW3、SW5断开、SW4导通，构成电压输入接口电路；(5)电流源I输入使用两线制接口，通过JP-1、JP-2接入；单片机控制电子开关SW1、SW2、SW5断开，SW3、SW4导通，构成电流输入接口电路。专利摘要本技术公开一种总线式温度测控模块输入信号接口电路。1.主要由单片机、恒本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种现场总线式温度测控模块输入信号处理电路，其特征在于：　（１）接口电路由单片机、恒流源Ｉ１和Ｉ２、５个低导通电阻电子开关ＳＷ１～ＳＷ５、可程控量程ＡＤ变换器和相应的电阻电容网络、ＲＳ４８５通信接口构成；　（２）热电偶使用两线制 接口，热电偶利用ＪＰ－１和ＪＰ－２接入；单片机控制使电子开关ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４断开，构成热电偶输入接口；　（３）热电阻使用三线制接口，热电阻Ｒｔ通过ＪＰ－１、ＪＰ－２、ＪＰ－３接入；单片机控制使电子开关ＳＷ３和ＳＷ５断开，构成热电 阻输入接口；　（４）电压源Ｖ使用两线制接口，通过ＪＰ－１、ＪＰ－２接入；单片机控制使电子开关Ｓ２＝Ｓ３＝Ｓ５＝０、Ｓ４＝１使ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ５断开、ＳＷ４导通，构成电压输入接口电路；　（５）电流源Ｉ输入使用两线制接口，通过Ｊ Ｐ－１、ＪＰ－２接入；单片机控制电子开关ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ５断开，ＳＷ３、ＳＷ４导通，构成电流输入接口电路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：金红，蒋存波，牛秦洲，张益伟，韦武杰，
申请(专利权)人：桂林工学院，
类型：实用新型
国别省市：45[中国|广西]