一種溫度變送器的制造方法
專利名稱:一種溫度變送器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種溫度變送器，包括A/D轉(zhuǎn)換器、微處理器、D/A轉(zhuǎn)換器和無(wú)源隔離電路，所述A/D轉(zhuǎn)換器接收來(lái)自熱電阻和熱電偶傳感器的模擬信號(hào)、將其轉(zhuǎn)換為第一數(shù)字信號(hào)后傳送到所述微處理器，所述微處理器對(duì)所述第一數(shù)字信號(hào)進(jìn)行濾波和線性化處理后變成與所述熱電阻和熱電偶傳感器相對(duì)應(yīng)的溫度信號(hào)，并將所述溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二數(shù)字信號(hào)，所述D/A轉(zhuǎn)換器接收所述微處理器輸出的所述第二數(shù)字信號(hào)，將所述第二數(shù)字信號(hào)變成直流信號(hào)，并將所述直流信號(hào)經(jīng)過(guò)所述無(wú)源隔離電路進(jìn)行隔離傳輸。實(shí)施本實(shí)用新型的溫度變送器，具有以下有益效果：能減少傳輸數(shù)據(jù)的延遲時(shí)間、降低成本、有利于產(chǎn)品的使用推廣。
【專利說(shuō)明】
一種溫度變送器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及溫度傳輸領(lǐng)域，特別涉及一種溫度變送器。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)溫度變送器的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，Α/D為模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，D/Α為數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器，UCl為第一微處理器，uC2為第二微處理器，11為隔離電路，其工作原理為熱電阻和熱電偶傳感器的模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)Α/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，經(jīng)第一微處理器uCl濾波、線性化處理后變成與熱電阻和熱電偶傳感器相對(duì)應(yīng)的溫度信號(hào)。然后，第一微處理器uCl通過(guò)隔離電路11將溫度信號(hào)傳輸?shù)降诙⑻幚砥鱱C2，再由第二微處理器uC2將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，最后由D/Α將數(shù)字信號(hào)變成4?20mADC。為隔離電路11通常由I?3個(gè)光電耦合器組成。傳統(tǒng)溫度變送器中的光電耦合器的響應(yīng)時(shí)間較慢，第一微處理器uCl與第二微處理器uC2傳輸一次數(shù)據(jù)的時(shí)間多l(xiāng)mS，在部分要求快速測(cè)量的場(chǎng)合不能使用。使用兩個(gè)微處理器，增加了成本，不便于產(chǎn)品的使用推廣。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述傳輸數(shù)據(jù)的延遲時(shí)間較長(zhǎng)、成本較高、不便于產(chǎn)品的使用推廣的缺陷，提供一種能減少傳輸數(shù)據(jù)的延遲時(shí)間、降低成本、有利于產(chǎn)品的使用推廣的溫度變送器。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造一種溫度變送器，包括A/D轉(zhuǎn)換器、微處理器、D/Α轉(zhuǎn)換器和無(wú)源隔離電路，所述Α/D轉(zhuǎn)換器接收來(lái)自熱電阻和熱電偶傳感器的模擬信號(hào)、將其轉(zhuǎn)換為第一數(shù)字信號(hào)后傳送到所述微處理器，所述微處理器對(duì)所述第一數(shù)字信號(hào)進(jìn)行濾波和線性化處理后變成與所述熱電阻和熱電偶傳感器相對(duì)應(yīng)的溫度信號(hào)，并將所述溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二數(shù)字信號(hào)，所述D/Α轉(zhuǎn)換器接收所述微處理器輸出的所述第二數(shù)字信號(hào)，將所述第二數(shù)字信號(hào)變成直流信號(hào)，并將所述直流信號(hào)經(jīng)過(guò)所述無(wú)源隔離電路進(jìn)行隔離傳輸。
[0005]在本實(shí)用新型所述的溫度變送器中，所述無(wú)源隔離電路包括濾波電路、反接保護(hù)電路、自激振蕩電路和整流電路，所述濾波電路與所述D/Α轉(zhuǎn)換器連接、用于濾除所述直流信號(hào)中的雜波，所述反接保護(hù)電路與所述濾波電路連接、用于當(dāng)電壓極性錯(cuò)誤時(shí)保護(hù)后級(jí)的所述自激振蕩電路，所述自激振蕩電路與所述反接保護(hù)電路連接、用于形成連續(xù)的交流方波信號(hào)并進(jìn)行隔離傳輸，所述整流電路與所述自激振蕩電路連接、用于將所述交流方波信號(hào)轉(zhuǎn)換為所述直流信號(hào)。
[0006]在本實(shí)用新型所述的溫度變送器中，所述反接保護(hù)電路包括第一整流二極管和第六電容，所述第一整流二極管的一端與所述濾波電路的一端連接，所述第一整流二極管的另一端分別與所述第六電容的一端和自激振蕩電路的一端連接，所述第六電容的另一端分別與所述濾波電路的另一端和自激振蕩電路的另一端連接。
[0007]在本實(shí)用新型所述的溫度變送器中，還包括設(shè)置在所述自激振蕩電路和整流電路之間的第一變壓器。
[0008]在本實(shí)用新型所述的溫度變送器中，所述自激振蕩電路包括第一三極管、第二三極管、第二變壓器、第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、第五電容、第二二極管、第三二極管、第三電阻和第四電阻，所述第一三極管的基極通過(guò)所述第三電阻與其集電極連接，所述第一三極管的基極還分別通過(guò)所述第一電容和第二二極管與所述第二變壓器的第一引腳連接，所述第二三極管的基極通過(guò)所述第四電阻與其集電極連接，所述第二三極管的基極還分別通過(guò)所述第二電容和第三二極管與所述第二變壓器的第一引腳連接，所述第一三極管的發(fā)射極和第二三極管的發(fā)射極均與所述第二變壓器的第三引腳連接，所述第二變壓器的第一引腳通過(guò)所述第五電容與其第二引腳連接，所述第二變壓器的第二引腳與其第三引腳連接，所述第一三極管的集電極通過(guò)所述第三電容與所述第一變壓器初級(jí)線圈的一端連接，所述第二三極管的集電極通過(guò)所述第四電容與所述第一變壓器初級(jí)線圈的一端連接，所述第二變壓器的第四引腳與所述第一變壓器初級(jí)線圈的另一端連接。
[0009]在本實(shí)用新型所述的溫度變送器中，所述整流電路包括第三十一二極管、第三十二二極管、第三i^一電容和第三十二電容，所述第三i^一二極管的陽(yáng)極和第三十二二極管的陰極均與所述第一變壓器次級(jí)線圈的一端連接，所述第三十一電容的一端和第三十二電容的一端均與所述第一變壓器次級(jí)線圈的另一端連接，所述第三十一二極管的陰極分別與信號(hào)輸出端的正極和第三十一電容的另一端連接，所述第三十二二極管的陽(yáng)極分別與信號(hào)輸出端的負(fù)極和第三十二電容的另一端連接。
[0010]在本實(shí)用新型所述的溫度變送器中，所述濾波電路包括第三變壓器、第一電阻、第一電感、第二電感和第八電容，所述第三變壓器的第一引腳與信號(hào)輸入端的正極連接，所述第三變壓器的第四引腳與信號(hào)輸入端的負(fù)極連接，所述第三變壓器的第二引腳還依次通過(guò)所述第一電阻和第八電容與其第三引腳連接，所述第三變壓器的第二引腳還通過(guò)所述第一電感與所述第一整流二極管的一端連接，所述第三變壓器的第三引腳還通過(guò)所述第二電感與所述第六電容的另一端連接。
[0011]在本實(shí)用新型所述的溫度變送器中，所述直流信號(hào)的大小為4-20mADC。
[0012]在本實(shí)用新型所述的溫度變送器中，所述第一變壓器和第二變壓器均采用極低損耗磁芯材料。
[0013]實(shí)施本實(shí)用新型的溫度變送器，具有以下有益效果:由于只使用一個(gè)微處理器，所有的軟件算法和數(shù)據(jù)傳輸全部在一個(gè)微處理器的內(nèi)部完成，與傳統(tǒng)技術(shù)中使用兩個(gè)微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸相比，其能減少傳輸數(shù)據(jù)的延遲時(shí)間，同時(shí)由于省掉了一個(gè)微處理器，這樣就會(huì)降低成本，便于產(chǎn)品的使用推廣;所以其能減少傳輸數(shù)據(jù)的延遲時(shí)間、降低成本、有利于產(chǎn)品的使用推廣。
【附圖說(shuō)明】
[0014]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1為【背景技術(shù)】中傳統(tǒng)溫度變送器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本實(shí)用新型溫度變送器一個(gè)實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為所述實(shí)施例中無(wú)源隔離電路的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0019]在本實(shí)用新型溫度變送器實(shí)施例中，該溫度變送器的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，圖2中，該溫度變送器包括Α/D轉(zhuǎn)換器21、微處理器22、D/A轉(zhuǎn)換器23和無(wú)源隔離電路24，A/D轉(zhuǎn)換器21接收來(lái)自熱電阻和熱電偶傳感器的模擬信號(hào)，并將該模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一數(shù)字信號(hào)后傳送到微處理器22，微處理器22對(duì)第一數(shù)字信號(hào)進(jìn)行濾波和線性化處理后變成與熱電阻和熱電偶傳感器相對(duì)應(yīng)的溫度信號(hào)，然后將該溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二數(shù)字信號(hào)，D/Α轉(zhuǎn)換器23接收微處理器22輸出的第二數(shù)字信號(hào)，將第二數(shù)字信號(hào)變成直流信號(hào)，并將直流信號(hào)經(jīng)過(guò)無(wú)源隔離電路24進(jìn)行隔離傳輸。值得一提的是，本實(shí)施例中，該直流信號(hào)的大小為4-20mADC。本實(shí)用新型只用一個(gè)微處理器22，所有的軟件算法、數(shù)據(jù)傳輸和部都在微處理器22的內(nèi)部完成，傳輸數(shù)據(jù)的延遲時(shí)間<luS，而其他同類產(chǎn)品中兩個(gè)微處理器之間的傳輸數(shù)據(jù)的延遲時(shí)間多l(xiāng)mS。而且，本實(shí)用新型省掉了一個(gè)微處理器，其成本就會(huì)降低20%，便于產(chǎn)品的使用推廣。所以其能減少傳輸數(shù)據(jù)的延遲時(shí)間、降低成本、有利于產(chǎn)品的使用推廣。
[0020]圖3為本實(shí)施例中無(wú)源隔離電路的電路原理圖。圖3中，電流輸入是D/Α轉(zhuǎn)換器23產(chǎn)生的4-20mADC，電流輸出是經(jīng)過(guò)隔離傳輸后的4-20mADC。本實(shí)施例中，無(wú)源隔離電路24包括濾波電路241、反接保護(hù)電路242、自激振蕩電路243和整流電路244，其中，濾波電路241與D/A轉(zhuǎn)換器23連接、用于濾除直流信號(hào)中的雜波，讓輸出電流更穩(wěn)定。反接保護(hù)電路242與濾波電路241連接、用于當(dāng)電壓極性錯(cuò)誤時(shí)保護(hù)后級(jí)的自激振蕩電路243，自激振蕩電路243與反接保護(hù)電路242連接、用于形成連續(xù)的交流方波信號(hào)并進(jìn)行隔離傳輸，整流電路244與自激振蕩電路243連接、用于將交流方波信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流信號(hào)。
[0021]具體來(lái)講，本實(shí)施例中，反接保護(hù)電路242包括第一整流二極管DOl和第六電容C06，第一整流二極管DOl的一端(陽(yáng)極)與濾波電路241的一端連接，第一整流二極管DOl的另一端分別與第六電容C06的一端和自激振蕩電路243的一端連接，第六電容C06的另一端分別與濾波電路241的另一端和自激振蕩電路243的另一端連接。第一整流二極管DOl具有單向?qū)ㄌ匦裕?dāng)兩端施加的電壓極性錯(cuò)誤時(shí)呈現(xiàn)關(guān)閉狀態(tài)，可以保護(hù)后級(jí)的自激振蕩電路243，否則易燒壞第一三極管TOl和第二三極管T02(后續(xù)會(huì)進(jìn)行描述)。
[0022]該溫度變送器還包括第一變壓器BOl，第一變壓器BOl設(shè)置在自激振蕩電路243和整流電路244之間。
[0023]本實(shí)施例中，自激振蕩電路243包括第一三極管TOl、第二三極管Τ02、第二變壓器Β02、第一電容C01、第二電容C02、第三電容C03、第四電容C04、第五電容C05、第二二極管D02、第三二極管D03、第三電阻R03和第四電阻R04，其中，第一三極管TOl的基極通過(guò)第三電阻R03與其集電極連接，第一三極管TOl的基極還分別通過(guò)第一電容COl和第二二極管D02與第二變壓器Β02的第一引腳連接，第二三極管Τ02的基極通過(guò)第四電阻R04與其集電極連接，第二三極管T02的基極還分別通過(guò)第二電容C02和第三二極管D03與第二變壓器B02的第一引腳連接，第一三極管TOl的發(fā)射極和第二三極管T02的發(fā)射極均與第二變壓器B02的第三引腳連接，第二變壓器B02的第一引腳通過(guò)第五電容C05與其第二引腳連接，第二變壓器B02的第二引腳與其第三引腳連接，第一三極管TOl的集電極通過(guò)第三電容C03與第一變壓器初級(jí)線圈的一端連接，第二三極管T02的集電極通過(guò)第四電容C04與第一變壓器初級(jí)線圈的一端連接，第二變壓器B02的第四引腳與第一變壓器初級(jí)線圈的另一端連接。
[0024]值得一提的是，本實(shí)施例中，第一變壓器BOl起隔離傳輸作用，第二變壓器B02利用電感的反向電動(dòng)勢(shì)原理產(chǎn)生反饋信號(hào)，讓第一三極管TOl和第二三極管T02輪流導(dǎo)通，在第一變壓器BOl初級(jí)線圈中形成連續(xù)的交流方波信號(hào)。第一變壓器和第二變壓器均采用極低損耗磁芯材料，否則信號(hào)輸入與信號(hào)輸出之間誤差增大，精度不高。
[0025]本實(shí)施例中，整流電路244將第一變壓器BOl傳輸過(guò)來(lái)的交流方波信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流信號(hào)，具體的，整流電路244包括第三^^一二極管D31、第三十二二極管D32、第三^^一電容C31和第三十二電容C32，第三^^一二極管D31的陽(yáng)極和第三十二二極管D32的陰極均與第一變壓器次級(jí)線圈的一端連接，第三i^一電容C31的一端和第三十二電容C32的一端均與第一變壓器次級(jí)線圈的另一端連接，第三十一二極管D31的陰極分別與信號(hào)輸出端的正極和第Si電容C31的另一端連接，第三十二二極管D32的陽(yáng)極分別與信號(hào)輸出端的負(fù)極和第三十二電容C32的另一端連接。
[0026]本實(shí)施例中，濾波電路241包括第三變壓器B03、第一電阻R01、第一電感L01、第二電感L02和第八電容C08，第三變壓器B03的第一引腳與信號(hào)輸入端的正極連接，第三變壓器B03的第四引腳與信號(hào)輸入端的負(fù)極連接，第三變壓器B03的第二引腳還依次通過(guò)第一電阻ROl和第八電容C08與其第三引腳連接，第三變壓器B03的第二引腳還通過(guò)第一電感LOl與第一整流二極管DOI的一端連接，第三變壓器B03的第三弓I腳還通過(guò)第二電感LO 2與第六電容C06的另一端連接。
[0027]總之，在本實(shí)施例中，只使用一個(gè)微處理器22，采用無(wú)源隔離電路24隔離傳輸4?20mADC信號(hào)。其能減少傳輸數(shù)據(jù)的延遲時(shí)間、降低成本、有利于產(chǎn)品的使用推廣。
[0028]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種溫度變送器，其特征在于，包括A/D轉(zhuǎn)換器、微處理器、D/A轉(zhuǎn)換器和無(wú)源隔離電路，所述Α/D轉(zhuǎn)換器接收來(lái)自熱電阻和熱電偶傳感器的模擬信號(hào)、將其轉(zhuǎn)換為第一數(shù)字信號(hào)后傳送到所述微處理器，所述微處理器對(duì)所述第一數(shù)字信號(hào)進(jìn)行濾波和線性化處理后變成與所述熱電阻和熱電偶傳感器相對(duì)應(yīng)的溫度信號(hào)，并將所述溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二數(shù)字信號(hào)，所述D/Α轉(zhuǎn)換器接收所述微處理器輸出的所述第二數(shù)字信號(hào)，將所述第二數(shù)字信號(hào)變成直流信號(hào)，并將所述直流信號(hào)經(jīng)過(guò)所述無(wú)源隔離電路進(jìn)行隔離傳輸。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度變送器，其特征在于，所述無(wú)源隔離電路包括濾波電路、反接保護(hù)電路、自激振蕩電路和整流電路，所述濾波電路與所述D/Α轉(zhuǎn)換器連接、用于濾除所述直流信號(hào)中的雜波，所述反接保護(hù)電路與所述濾波電路連接、用于當(dāng)電壓極性錯(cuò)誤時(shí)保護(hù)后級(jí)的所述自激振蕩電路，所述自激振蕩電路與所述反接保護(hù)電路連接、用于形成連續(xù)的交流方波信號(hào)并進(jìn)行隔離傳輸，所述整流電路與所述自激振蕩電路連接、用于將所述交流方波信號(hào)轉(zhuǎn)換為所述直流信號(hào)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的溫度變送器，其特征在于，所述反接保護(hù)電路包括第一整流二極管和第六電容，所述第一整流二極管的一端與所述濾波電路的一端連接，所述第一整流二極管的另一端分別與所述第六電容的一端和自激振蕩電路的一端連接，所述第六電容的另一端分別與所述濾波電路的另一端和自激振蕩電路的另一端連接。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的溫度變送器，其特征在于，還包括設(shè)置在所述自激振蕩電路和整流電路之間的第一變壓器。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的溫度變送器，其特征在于，所述自激振蕩電路包括第一三極管、第二三極管、第二變壓器、第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、第五電容、第二二極管、第三二極管、第三電阻和第四電阻，所述第一三極管的基極通過(guò)所述第三電阻與其集電極連接，所述第一三極管的基極還分別通過(guò)所述第一電容和第二二極管與所述第二變壓器的第一引腳連接，所述第二三極管的基極通過(guò)所述第四電阻與其集電極連接，所述第二三極管的基極還分別通過(guò)所述第二電容和第三二極管與所述第二變壓器的第一引腳連接，所述第一三極管的發(fā)射極和第二三極管的發(fā)射極均與所述第二變壓器的第三引腳連接，所述第二變壓器的第一引腳通過(guò)所述第五電容與其第二引腳連接，所述第二變壓器的第二引腳與其第三引腳連接，所述第一三極管的集電極通過(guò)所述第三電容與所述第一變壓器初級(jí)線圈的一端連接，所述第二三極管的集電極通過(guò)所述第四電容與所述第一變壓器初級(jí)線圈的一端連接，所述第二變壓器的第四引腳與所述第一變壓器初級(jí)線圈的另一端連接。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的溫度變送器，其特征在于，所述整流電路包括第三十一二極管、第三十二二極管、第三i^一電容和第三十二電容，所述第三i^一二極管的陽(yáng)極和第三十二二極管的陰極均與所述第一變壓器次級(jí)線圈的一端連接，所述第三十一電容的一端和第三十二電容的一端均與所述第一變壓器次級(jí)線圈的另一端連接，所述第三十一二極管的陰極分別與信號(hào)輸出端的正極和第三十一電容的另一端連接，所述第三十二二極管的陽(yáng)極分別與信號(hào)輸出端的負(fù)極和第三十二電容的另一端連接。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的溫度變送器，其特征在于，所述濾波電路包括第三變壓器、第一電阻、第一電感、第二電感和第八電容，所述第三變壓器的第一引腳與信號(hào)輸入端的正極連接，所述第三變壓器的第四引腳與信號(hào)輸入端的負(fù)極連接，所述第三變壓器的第二引腳還依次通過(guò)所述第一電阻和第八電容與其第三引腳連接，所述第三變壓器的第二引腳還通過(guò)所述第一電感與所述第一整流二極管的一端連接，所述第三變壓器的第三引腳還通過(guò)所述第二電感與所述第六電容的另一端連接。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度變送器，其特征在于，所述直流信號(hào)的大小為4-20mADC。
【文檔編號(hào)】G01K7/02GK205719307SQ201620320874
【公開(kāi)日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年4月14日
【發(fā)明人】萬(wàn)駒
【申請(qǐng)人】廣州市熙泰自控設(shè)備有限公司
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種溫度變送器，包括A/D轉(zhuǎn)換器、微處理器、D/A轉(zhuǎn)換器和無(wú)源隔離電路，所述A/D轉(zhuǎn)換器接收來(lái)自熱電阻和熱電偶傳感器的模擬信號(hào)、將其轉(zhuǎn)換為第一數(shù)字信號(hào)后傳送到所述微處理器，所述微處理器對(duì)所述第一數(shù)字信號(hào)進(jìn)行濾波和線性化處理后變成與所述熱電阻和熱電偶傳感器相對(duì)應(yīng)的溫度信號(hào)，并將所述溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二數(shù)字信號(hào)，所述D/A轉(zhuǎn)換器接收所述微處理器輸出的所述第二數(shù)字信號(hào)，將所述第二數(shù)字信號(hào)變成直流信號(hào)，并將所述直流信號(hào)經(jīng)過(guò)所述無(wú)源隔離電路進(jìn)行隔離傳輸。實(shí)施本實(shí)用新型的溫度變送器，具有以下有益效果：能減少傳輸數(shù)據(jù)的延遲時(shí)間、降低成本、有利于產(chǎn)品的使用推廣。
【專利說(shuō)明】
一種溫度變送器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及溫度傳輸領(lǐng)域，特別涉及一種溫度變送器。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)溫度變送器的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，Α/D為模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，D/Α為數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器，UCl為第一微處理器，uC2為第二微處理器，11為隔離電路，其工作原理為熱電阻和熱電偶傳感器的模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)Α/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，經(jīng)第一微處理器uCl濾波、線性化處理后變成與熱電阻和熱電偶傳感器相對(duì)應(yīng)的溫度信號(hào)。然后，第一微處理器uCl通過(guò)隔離電路11將溫度信號(hào)傳輸?shù)降诙⑻幚砥鱱C2，再由第二微處理器uC2將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，最后由D/Α將數(shù)字信號(hào)變成4?20mADC。為隔離電路11通常由I?3個(gè)光電耦合器組成。傳統(tǒng)溫度變送器中的光電耦合器的響應(yīng)時(shí)間較慢，第一微處理器uCl與第二微處理器uC2傳輸一次數(shù)據(jù)的時(shí)間多l(xiāng)mS，在部分要求快速測(cè)量的場(chǎng)合不能使用。使用兩個(gè)微處理器，增加了成本，不便于產(chǎn)品的使用推廣。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述傳輸數(shù)據(jù)的延遲時(shí)間較長(zhǎng)、成本較高、不便于產(chǎn)品的使用推廣的缺陷，提供一種能減少傳輸數(shù)據(jù)的延遲時(shí)間、降低成本、有利于產(chǎn)品的使用推廣的溫度變送器。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造一種溫度變送器，包括A/D轉(zhuǎn)換器、微處理器、D/Α轉(zhuǎn)換器和無(wú)源隔離電路，所述Α/D轉(zhuǎn)換器接收來(lái)自熱電阻和熱電偶傳感器的模擬信號(hào)、將其轉(zhuǎn)換為第一數(shù)字信號(hào)后傳送到所述微處理器，所述微處理器對(duì)所述第一數(shù)字信號(hào)進(jìn)行濾波和線性化處理后變成與所述熱電阻和熱電偶傳感器相對(duì)應(yīng)的溫度信號(hào)，并將所述溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二數(shù)字信號(hào)，所述D/Α轉(zhuǎn)換器接收所述微處理器輸出的所述第二數(shù)字信號(hào)，將所述第二數(shù)字信號(hào)變成直流信號(hào)，并將所述直流信號(hào)經(jīng)過(guò)所述無(wú)源隔離電路進(jìn)行隔離傳輸。
[0005]在本實(shí)用新型所述的溫度變送器中，所述無(wú)源隔離電路包括濾波電路、反接保護(hù)電路、自激振蕩電路和整流電路，所述濾波電路與所述D/Α轉(zhuǎn)換器連接、用于濾除所述直流信號(hào)中的雜波，所述反接保護(hù)電路與所述濾波電路連接、用于當(dāng)電壓極性錯(cuò)誤時(shí)保護(hù)后級(jí)的所述自激振蕩電路，所述自激振蕩電路與所述反接保護(hù)電路連接、用于形成連續(xù)的交流方波信號(hào)并進(jìn)行隔離傳輸，所述整流電路與所述自激振蕩電路連接、用于將所述交流方波信號(hào)轉(zhuǎn)換為所述直流信號(hào)。
[0006]在本實(shí)用新型所述的溫度變送器中，所述反接保護(hù)電路包括第一整流二極管和第六電容，所述第一整流二極管的一端與所述濾波電路的一端連接，所述第一整流二極管的另一端分別與所述第六電容的一端和自激振蕩電路的一端連接，所述第六電容的另一端分別與所述濾波電路的另一端和自激振蕩電路的另一端連接。
[0007]在本實(shí)用新型所述的溫度變送器中，還包括設(shè)置在所述自激振蕩電路和整流電路之間的第一變壓器。
[0008]在本實(shí)用新型所述的溫度變送器中，所述自激振蕩電路包括第一三極管、第二三極管、第二變壓器、第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、第五電容、第二二極管、第三二極管、第三電阻和第四電阻，所述第一三極管的基極通過(guò)所述第三電阻與其集電極連接，所述第一三極管的基極還分別通過(guò)所述第一電容和第二二極管與所述第二變壓器的第一引腳連接，所述第二三極管的基極通過(guò)所述第四電阻與其集電極連接，所述第二三極管的基極還分別通過(guò)所述第二電容和第三二極管與所述第二變壓器的第一引腳連接，所述第一三極管的發(fā)射極和第二三極管的發(fā)射極均與所述第二變壓器的第三引腳連接，所述第二變壓器的第一引腳通過(guò)所述第五電容與其第二引腳連接，所述第二變壓器的第二引腳與其第三引腳連接，所述第一三極管的集電極通過(guò)所述第三電容與所述第一變壓器初級(jí)線圈的一端連接，所述第二三極管的集電極通過(guò)所述第四電容與所述第一變壓器初級(jí)線圈的一端連接，所述第二變壓器的第四引腳與所述第一變壓器初級(jí)線圈的另一端連接。
[0009]在本實(shí)用新型所述的溫度變送器中，所述整流電路包括第三十一二極管、第三十二二極管、第三i^一電容和第三十二電容，所述第三i^一二極管的陽(yáng)極和第三十二二極管的陰極均與所述第一變壓器次級(jí)線圈的一端連接，所述第三十一電容的一端和第三十二電容的一端均與所述第一變壓器次級(jí)線圈的另一端連接，所述第三十一二極管的陰極分別與信號(hào)輸出端的正極和第三十一電容的另一端連接，所述第三十二二極管的陽(yáng)極分別與信號(hào)輸出端的負(fù)極和第三十二電容的另一端連接。
[0010]在本實(shí)用新型所述的溫度變送器中，所述濾波電路包括第三變壓器、第一電阻、第一電感、第二電感和第八電容，所述第三變壓器的第一引腳與信號(hào)輸入端的正極連接，所述第三變壓器的第四引腳與信號(hào)輸入端的負(fù)極連接，所述第三變壓器的第二引腳還依次通過(guò)所述第一電阻和第八電容與其第三引腳連接，所述第三變壓器的第二引腳還通過(guò)所述第一電感與所述第一整流二極管的一端連接，所述第三變壓器的第三引腳還通過(guò)所述第二電感與所述第六電容的另一端連接。
[0011]在本實(shí)用新型所述的溫度變送器中，所述直流信號(hào)的大小為4-20mADC。
[0012]在本實(shí)用新型所述的溫度變送器中，所述第一變壓器和第二變壓器均采用極低損耗磁芯材料。
[0013]實(shí)施本實(shí)用新型的溫度變送器，具有以下有益效果:由于只使用一個(gè)微處理器，所有的軟件算法和數(shù)據(jù)傳輸全部在一個(gè)微處理器的內(nèi)部完成，與傳統(tǒng)技術(shù)中使用兩個(gè)微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸相比，其能減少傳輸數(shù)據(jù)的延遲時(shí)間，同時(shí)由于省掉了一個(gè)微處理器，這樣就會(huì)降低成本，便于產(chǎn)品的使用推廣;所以其能減少傳輸數(shù)據(jù)的延遲時(shí)間、降低成本、有利于產(chǎn)品的使用推廣。
【附圖說(shuō)明】
[0014]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1為【背景技術(shù)】中傳統(tǒng)溫度變送器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本實(shí)用新型溫度變送器一個(gè)實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為所述實(shí)施例中無(wú)源隔離電路的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0019]在本實(shí)用新型溫度變送器實(shí)施例中，該溫度變送器的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，圖2中，該溫度變送器包括Α/D轉(zhuǎn)換器21、微處理器22、D/A轉(zhuǎn)換器23和無(wú)源隔離電路24，A/D轉(zhuǎn)換器21接收來(lái)自熱電阻和熱電偶傳感器的模擬信號(hào)，并將該模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一數(shù)字信號(hào)后傳送到微處理器22，微處理器22對(duì)第一數(shù)字信號(hào)進(jìn)行濾波和線性化處理后變成與熱電阻和熱電偶傳感器相對(duì)應(yīng)的溫度信號(hào)，然后將該溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二數(shù)字信號(hào)，D/Α轉(zhuǎn)換器23接收微處理器22輸出的第二數(shù)字信號(hào)，將第二數(shù)字信號(hào)變成直流信號(hào)，并將直流信號(hào)經(jīng)過(guò)無(wú)源隔離電路24進(jìn)行隔離傳輸。值得一提的是，本實(shí)施例中，該直流信號(hào)的大小為4-20mADC。本實(shí)用新型只用一個(gè)微處理器22，所有的軟件算法、數(shù)據(jù)傳輸和部都在微處理器22的內(nèi)部完成，傳輸數(shù)據(jù)的延遲時(shí)間<luS，而其他同類產(chǎn)品中兩個(gè)微處理器之間的傳輸數(shù)據(jù)的延遲時(shí)間多l(xiāng)mS。而且，本實(shí)用新型省掉了一個(gè)微處理器，其成本就會(huì)降低20%，便于產(chǎn)品的使用推廣。所以其能減少傳輸數(shù)據(jù)的延遲時(shí)間、降低成本、有利于產(chǎn)品的使用推廣。
[0020]圖3為本實(shí)施例中無(wú)源隔離電路的電路原理圖。圖3中，電流輸入是D/Α轉(zhuǎn)換器23產(chǎn)生的4-20mADC，電流輸出是經(jīng)過(guò)隔離傳輸后的4-20mADC。本實(shí)施例中，無(wú)源隔離電路24包括濾波電路241、反接保護(hù)電路242、自激振蕩電路243和整流電路244，其中，濾波電路241與D/A轉(zhuǎn)換器23連接、用于濾除直流信號(hào)中的雜波，讓輸出電流更穩(wěn)定。反接保護(hù)電路242與濾波電路241連接、用于當(dāng)電壓極性錯(cuò)誤時(shí)保護(hù)后級(jí)的自激振蕩電路243，自激振蕩電路243與反接保護(hù)電路242連接、用于形成連續(xù)的交流方波信號(hào)并進(jìn)行隔離傳輸，整流電路244與自激振蕩電路243連接、用于將交流方波信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流信號(hào)。
[0021]具體來(lái)講，本實(shí)施例中，反接保護(hù)電路242包括第一整流二極管DOl和第六電容C06，第一整流二極管DOl的一端(陽(yáng)極)與濾波電路241的一端連接，第一整流二極管DOl的另一端分別與第六電容C06的一端和自激振蕩電路243的一端連接，第六電容C06的另一端分別與濾波電路241的另一端和自激振蕩電路243的另一端連接。第一整流二極管DOl具有單向?qū)ㄌ匦裕?dāng)兩端施加的電壓極性錯(cuò)誤時(shí)呈現(xiàn)關(guān)閉狀態(tài)，可以保護(hù)后級(jí)的自激振蕩電路243，否則易燒壞第一三極管TOl和第二三極管T02(后續(xù)會(huì)進(jìn)行描述)。
[0022]該溫度變送器還包括第一變壓器BOl，第一變壓器BOl設(shè)置在自激振蕩電路243和整流電路244之間。
[0023]本實(shí)施例中，自激振蕩電路243包括第一三極管TOl、第二三極管Τ02、第二變壓器Β02、第一電容C01、第二電容C02、第三電容C03、第四電容C04、第五電容C05、第二二極管D02、第三二極管D03、第三電阻R03和第四電阻R04，其中，第一三極管TOl的基極通過(guò)第三電阻R03與其集電極連接，第一三極管TOl的基極還分別通過(guò)第一電容COl和第二二極管D02與第二變壓器Β02的第一引腳連接，第二三極管Τ02的基極通過(guò)第四電阻R04與其集電極連接，第二三極管T02的基極還分別通過(guò)第二電容C02和第三二極管D03與第二變壓器B02的第一引腳連接，第一三極管TOl的發(fā)射極和第二三極管T02的發(fā)射極均與第二變壓器B02的第三引腳連接，第二變壓器B02的第一引腳通過(guò)第五電容C05與其第二引腳連接，第二變壓器B02的第二引腳與其第三引腳連接，第一三極管TOl的集電極通過(guò)第三電容C03與第一變壓器初級(jí)線圈的一端連接，第二三極管T02的集電極通過(guò)第四電容C04與第一變壓器初級(jí)線圈的一端連接，第二變壓器B02的第四引腳與第一變壓器初級(jí)線圈的另一端連接。
[0024]值得一提的是，本實(shí)施例中，第一變壓器BOl起隔離傳輸作用，第二變壓器B02利用電感的反向電動(dòng)勢(shì)原理產(chǎn)生反饋信號(hào)，讓第一三極管TOl和第二三極管T02輪流導(dǎo)通，在第一變壓器BOl初級(jí)線圈中形成連續(xù)的交流方波信號(hào)。第一變壓器和第二變壓器均采用極低損耗磁芯材料，否則信號(hào)輸入與信號(hào)輸出之間誤差增大，精度不高。
[0025]本實(shí)施例中，整流電路244將第一變壓器BOl傳輸過(guò)來(lái)的交流方波信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流信號(hào)，具體的，整流電路244包括第三^^一二極管D31、第三十二二極管D32、第三^^一電容C31和第三十二電容C32，第三^^一二極管D31的陽(yáng)極和第三十二二極管D32的陰極均與第一變壓器次級(jí)線圈的一端連接，第三i^一電容C31的一端和第三十二電容C32的一端均與第一變壓器次級(jí)線圈的另一端連接，第三十一二極管D31的陰極分別與信號(hào)輸出端的正極和第Si電容C31的另一端連接，第三十二二極管D32的陽(yáng)極分別與信號(hào)輸出端的負(fù)極和第三十二電容C32的另一端連接。
[0026]本實(shí)施例中，濾波電路241包括第三變壓器B03、第一電阻R01、第一電感L01、第二電感L02和第八電容C08，第三變壓器B03的第一引腳與信號(hào)輸入端的正極連接，第三變壓器B03的第四引腳與信號(hào)輸入端的負(fù)極連接，第三變壓器B03的第二引腳還依次通過(guò)第一電阻ROl和第八電容C08與其第三引腳連接，第三變壓器B03的第二引腳還通過(guò)第一電感LOl與第一整流二極管DOI的一端連接，第三變壓器B03的第三弓I腳還通過(guò)第二電感LO 2與第六電容C06的另一端連接。
[0027]總之，在本實(shí)施例中，只使用一個(gè)微處理器22，采用無(wú)源隔離電路24隔離傳輸4?20mADC信號(hào)。其能減少傳輸數(shù)據(jù)的延遲時(shí)間、降低成本、有利于產(chǎn)品的使用推廣。
[0028]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種溫度變送器，其特征在于，包括A/D轉(zhuǎn)換器、微處理器、D/A轉(zhuǎn)換器和無(wú)源隔離電路，所述Α/D轉(zhuǎn)換器接收來(lái)自熱電阻和熱電偶傳感器的模擬信號(hào)、將其轉(zhuǎn)換為第一數(shù)字信號(hào)后傳送到所述微處理器，所述微處理器對(duì)所述第一數(shù)字信號(hào)進(jìn)行濾波和線性化處理后變成與所述熱電阻和熱電偶傳感器相對(duì)應(yīng)的溫度信號(hào)，并將所述溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二數(shù)字信號(hào)，所述D/Α轉(zhuǎn)換器接收所述微處理器輸出的所述第二數(shù)字信號(hào)，將所述第二數(shù)字信號(hào)變成直流信號(hào)，并將所述直流信號(hào)經(jīng)過(guò)所述無(wú)源隔離電路進(jìn)行隔離傳輸。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度變送器，其特征在于，所述無(wú)源隔離電路包括濾波電路、反接保護(hù)電路、自激振蕩電路和整流電路，所述濾波電路與所述D/Α轉(zhuǎn)換器連接、用于濾除所述直流信號(hào)中的雜波，所述反接保護(hù)電路與所述濾波電路連接、用于當(dāng)電壓極性錯(cuò)誤時(shí)保護(hù)后級(jí)的所述自激振蕩電路，所述自激振蕩電路與所述反接保護(hù)電路連接、用于形成連續(xù)的交流方波信號(hào)并進(jìn)行隔離傳輸，所述整流電路與所述自激振蕩電路連接、用于將所述交流方波信號(hào)轉(zhuǎn)換為所述直流信號(hào)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的溫度變送器，其特征在于，所述反接保護(hù)電路包括第一整流二極管和第六電容，所述第一整流二極管的一端與所述濾波電路的一端連接，所述第一整流二極管的另一端分別與所述第六電容的一端和自激振蕩電路的一端連接，所述第六電容的另一端分別與所述濾波電路的另一端和自激振蕩電路的另一端連接。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的溫度變送器，其特征在于，還包括設(shè)置在所述自激振蕩電路和整流電路之間的第一變壓器。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的溫度變送器，其特征在于，所述自激振蕩電路包括第一三極管、第二三極管、第二變壓器、第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、第五電容、第二二極管、第三二極管、第三電阻和第四電阻，所述第一三極管的基極通過(guò)所述第三電阻與其集電極連接，所述第一三極管的基極還分別通過(guò)所述第一電容和第二二極管與所述第二變壓器的第一引腳連接，所述第二三極管的基極通過(guò)所述第四電阻與其集電極連接，所述第二三極管的基極還分別通過(guò)所述第二電容和第三二極管與所述第二變壓器的第一引腳連接，所述第一三極管的發(fā)射極和第二三極管的發(fā)射極均與所述第二變壓器的第三引腳連接，所述第二變壓器的第一引腳通過(guò)所述第五電容與其第二引腳連接，所述第二變壓器的第二引腳與其第三引腳連接，所述第一三極管的集電極通過(guò)所述第三電容與所述第一變壓器初級(jí)線圈的一端連接，所述第二三極管的集電極通過(guò)所述第四電容與所述第一變壓器初級(jí)線圈的一端連接，所述第二變壓器的第四引腳與所述第一變壓器初級(jí)線圈的另一端連接。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的溫度變送器，其特征在于，所述整流電路包括第三十一二極管、第三十二二極管、第三i^一電容和第三十二電容，所述第三i^一二極管的陽(yáng)極和第三十二二極管的陰極均與所述第一變壓器次級(jí)線圈的一端連接，所述第三十一電容的一端和第三十二電容的一端均與所述第一變壓器次級(jí)線圈的另一端連接，所述第三十一二極管的陰極分別與信號(hào)輸出端的正極和第三十一電容的另一端連接，所述第三十二二極管的陽(yáng)極分別與信號(hào)輸出端的負(fù)極和第三十二電容的另一端連接。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的溫度變送器，其特征在于，所述濾波電路包括第三變壓器、第一電阻、第一電感、第二電感和第八電容，所述第三變壓器的第一引腳與信號(hào)輸入端的正極連接，所述第三變壓器的第四引腳與信號(hào)輸入端的負(fù)極連接，所述第三變壓器的第二引腳還依次通過(guò)所述第一電阻和第八電容與其第三引腳連接，所述第三變壓器的第二引腳還通過(guò)所述第一電感與所述第一整流二極管的一端連接，所述第三變壓器的第三引腳還通過(guò)所述第二電感與所述第六電容的另一端連接。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度變送器，其特征在于，所述直流信號(hào)的大小為4-20mADC。
【文檔編號(hào)】G01K7/02GK205719307SQ201620320874
【公開(kāi)日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年4月14日
【發(fā)明人】萬(wàn)駒
【申請(qǐng)人】廣州市熙泰自控設(shè)備有限公司
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