專利名稱：流量變送器多信號(hào)輸出配電電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型主要用于流量變送器的電能配置技術(shù)，具體而言是一種渦輪或腰輪流 量變送器的流量變送器配電電路。
背景技術(shù)：
渦輪或腰輪流量變送器主要用于各行業(yè)中氣體流量的測(cè)量和計(jì)算，并與上位機(jī)相 連接，接收上位機(jī)的控制指令得能量傳輸，同時(shí)向上位機(jī)上傳測(cè)量和計(jì)算數(shù)據(jù)?，F(xiàn)有渦輪或 腰輪流量變送器的數(shù)據(jù)傳輸方式主要有兩種1、采用RS485總線收發(fā)+脈沖輸出方式，2、采 用 Hart 總線收發(fā) + 脈沖輸出方式。Hart (Highway Addressable Remote Transducer)，可 尋址遠(yuǎn)程傳感器高速通道的開放通信協(xié)議，主要用于現(xiàn)場(chǎng)智能儀表和控制室設(shè)備之間的通 信協(xié)議。隨著檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，不同的數(shù)據(jù)信息結(jié)合不同使用場(chǎng)所，都需要與之相對(duì)應(yīng)的通 信方式。因此，需要在一臺(tái)渦輪或腰輪流量變送器上布置多種通信方式，并能令所有的通信 方式都能獨(dú)立可靠地運(yùn)行。而上位機(jī)發(fā)送來的能量是有限的，且各種通信方式對(duì)電能流量、 電壓、能量的要求各不相同?，F(xiàn)有技術(shù)的顯著缺點(diǎn)是無法協(xié)調(diào)各種通信方式對(duì)電能流量、電壓、能量的要求， 難以在有限的能量供應(yīng)基礎(chǔ)上搭載多種通信電路，一臺(tái)渦輪或腰輪流量變送器無法實(shí)現(xiàn)各 種通信方式的兼容。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種流量變送器多信號(hào)輸出配電電路，能協(xié)調(diào)4 20mA 輸出結(jié)合HART信號(hào)收發(fā)模式、RS485總線收發(fā)模式、脈沖輸出方式，并能合理分配各種通信 方式對(duì)電能流量、電壓、能量的要求，使一臺(tái)渦輪或腰輪流量變送器就能實(shí)現(xiàn)各種通信方式 的兼容。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種流量變送器配電電路，包括輸入輸出電 路、該輸入輸出電路的輸入輸出端組與外界相連，實(shí)現(xiàn)流量變送器與上位控制室設(shè)備之間 的通信。該輸入輸出電路的能量信號(hào)輸出端連接有4 20mA及Hart協(xié)議電路的數(shù)據(jù)輸入 端，輸入輸出電路向4 20mA及Hart協(xié)議電路傳送數(shù)據(jù)。該4 20mA及Hart協(xié)議電路的數(shù)據(jù)端組和中央處理器的Hart協(xié)議端組連接， 4 20mA及Hart協(xié)議電路與中央處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。該4 20mA及Hart協(xié)議電路的控制輸入端組和連接所述中央處理器能量控制端 組，中央處理器控制4 20mA及Hart協(xié)議電路輸出何種形式的能量，以滿足當(dāng)前通信模式 的需要。該4 20mA及Hart協(xié)議電路的能量輸入端連接所述輸入輸出電路的能量輸出 端，4 20mA及Hart協(xié)議電路獲取輸入輸出電路傳來的能量。該4 20mA及Hart協(xié)議電路的能量輸出端輸出第一直流電源為各單元電路提供，該4 20mA及Hart協(xié)議電路的數(shù)據(jù)輸出端連接所述輸入輸出電路的數(shù)據(jù)輸入端，4 20mA及Hart協(xié)議電路還接收輸入輸出電路傳來的Hart協(xié)議數(shù)據(jù)。其關(guān)鍵在于所述輸入輸出電路的能量信號(hào)輸出端還連接有電源模塊的輸入端， 該電源模塊的正電平輸出端和0電平輸出端輸出第二直流電源，該第二直流電源連接有跳 針；該跳針的第三腳連接所述正電平輸出端，該跳針的第四腳連接所述0電平輸出 端；該跳針的第一腳連接有RS485及光電隔離模塊后端電源的正端，該跳針的第二腳 連接在RS485及光電隔離模塊后端電源的負(fù)端；該跳針的第五腳連接所述RS485及光電隔離模塊前端電源的正端，該跳針的第六 腳連接在RS485及光電隔離模塊前端電源的負(fù)端；該跳針的第七腳連接所述第一直流電源的正電源端，該跳針的第八腳連接所述第 一直流電源的地。所述RS485及光電隔離模塊的外連端組與外界相通；該RS485及光電隔離模塊的輸入/輸出端組連接所述中央處理器的485輸入/輸 出端組；該RS485及光電隔離模塊前端電源的負(fù)端還連接所述中央處理器的485控制端。通過跳針的切換，分別實(shí)現(xiàn)對(duì)4 20mA及Hart協(xié)議電路供電和對(duì)RS485及光電 隔離模塊供電，在不同的使用場(chǎng)所，只需對(duì)跳線進(jìn)行改動(dòng)，就能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)通信方式的能量提 供，同時(shí)，再利用中央處理器控制4 20mA及Hart協(xié)議電路和RS485及光電隔離模塊的工 作狀態(tài)。就實(shí)現(xiàn)了 4 20mA輸出結(jié)合HART信號(hào)收發(fā)模式、RS485總線收發(fā)模式、脈沖輸出 等多種通信方式的協(xié)調(diào)，使一臺(tái)流量變送器就能兼容各種通信方式，提高了產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的 適應(yīng)力。所述輸入輸出電路設(shè)置有第一、第二二極管，第一、第二二極管的陽極分別與外界 相通，為所述輸入輸出電路兩個(gè)輸入端，第一、第二二極管的陰極相連，并連接所述電源模 塊的輸入端，所述第一、第二二極管的陰極還連接有第三、第四穩(wěn)壓管的陰極，該第三、第四 穩(wěn)壓管的陽極并接在所述電源模塊的接地端上，該第三、第四穩(wěn)壓管的陽極連接所述4 20mA及Hart協(xié)議電路的能量輸出端；所述輸入輸出電路還設(shè)置有第三、第四二極管，第三、第四二極管的陽極相連，并 連接在所述4 20mA及Hart協(xié)議電路的數(shù)據(jù)輸出端上，所述第三、第四二極管的陰極分別 與外界相通，為所述輸入輸出電路兩個(gè)輸出端，且所述第三二極管的陰極連接所述第一二 極管的陽極，所述第四二極管的陰極連接所述第二 二極管的陽極。所述4 20mA及Hart協(xié)議電路設(shè)置有兩級(jí)放大電路、Hart模塊、一級(jí)放大模塊 和AD能量轉(zhuǎn)換模塊；其中兩級(jí)放大電路設(shè)置有第一放大器，該第一放大器的正向輸入端串第十電阻后 接所述第一直流電源，該第一放大器的負(fù)向輸入端串十六電容后，再串十二電阻后，再串 十五電容后與所述輸入輸出電路連接，所述第一放大器的輸出端接第二放大器的負(fù)向輸入 端，該第二放大器的正向輸入端與所述第一放大器正向輸入端之間串接有第二電阻，該第 二放大器的正向輸入端與輸出端之間串接有第五電阻，該第二放大器的輸出端連接所述Hart模塊的信號(hào)輸入端；所述Hart模塊的輸入/輸出端組連接所述中央處理器的Hart輸入/輸出端組， 該Hart模塊的數(shù)據(jù)輸出端連接所述一級(jí)放大模塊的負(fù)向輸入端；所述一級(jí)放大模塊的正向輸入端接所述第一直流電源，該一級(jí)放大模塊的輸出端 接所述AD能量轉(zhuǎn)換模塊；該AD能量轉(zhuǎn)換模塊的信號(hào)輸入端串第九電容后連接所述一級(jí)放大模塊，該AD能 量轉(zhuǎn)換模塊的信號(hào)輸出端接所述輸入輸出電路的數(shù)據(jù)輸入端；所述AD能量轉(zhuǎn)換模塊的控制輸入端組連接所述中央處理器的能量控制端組，該 AD能量轉(zhuǎn)換模塊還連接有驅(qū)動(dòng)電路；所述驅(qū)動(dòng)電路設(shè)置有雙極性晶體管，該雙極性晶體管的基極接所述AD能量轉(zhuǎn)換 模塊的驅(qū)動(dòng)控制端，該雙極性晶體管的第一發(fā)射極接所述AD能量轉(zhuǎn)換模塊的能量輸出端， 該雙極性晶體管的第一發(fā)射極還接由第一三極管的基極，該第一三極管的發(fā)射極接所述AD 能量轉(zhuǎn)換模塊的能量輸入端，所述第一三極管和雙極性晶體管的第二發(fā)射極并接在一起， 并連接所述輸入輸出電路的能量輸出端。所述中央處理器還設(shè)置有脈沖輸出端，該脈沖輸出端連接在脈沖模塊的輸入端， 該脈沖模塊的輸出端連接在第四三極管和第五三極管的基極上，其中第五三極管為PNP 型，該第四三極管和第五三極管的發(fā)射極并接在一起，輸出脈沖信號(hào)；所述脈沖模塊的脈沖電能輸出端連接有第三穩(wěn)壓管的陰極，該第三穩(wěn)壓管的陽極 接所述第五三極管的集電極，該第三穩(wěn)壓管的陰極還連接電解電容的正極，該電解電容的 負(fù)極接所述第五三極管的集電極；所述脈沖模塊的脈沖電能輸出端還連接有第三三極管的發(fā)射極，該第三三極管的 集電極與基極之間串接有二十電阻，該第三三極管的集電極依次串十四電阻和十九電阻后 接所述第四三極管的集電極。所述中央處理器還設(shè)置有撥碼開關(guān)接口組，該撥碼開關(guān)接口組連接有撥碼開關(guān)。控制撥碼開關(guān)，實(shí)現(xiàn)脈沖輸出或者脈沖輸出+RS485總線收發(fā)或者4 20mA輸出 +Hart信號(hào)收發(fā)。本實(shí)用新型的顯著效果是操作簡(jiǎn)單，分別實(shí)現(xiàn)對(duì)4 20mA及Hart協(xié)議電路供電 和對(duì)RS485及光電隔離模塊供電，在不同的使用場(chǎng)所，只需對(duì)跳線進(jìn)行改動(dòng)，就能實(shí)現(xiàn)相應(yīng) 通信方式的能量提供，同時(shí)，再利用中央處理器控制4 20mA及Hart協(xié)議電路和RS485及 光電隔離模塊的工作狀態(tài)。就實(shí)現(xiàn)了 4 20mA輸出結(jié)合HART信號(hào)收發(fā)模式、RS485總線 收發(fā)模式、脈沖輸出等多種通信方式的協(xié)調(diào)，使一臺(tái)流量變送器就能兼容各種通信方式，提 高了產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的適應(yīng)力。

圖1是本實(shí)用新型的連接框圖；圖2是輸入輸出電路的電路圖；圖3是中央處理器的電路圖；圖4是兩級(jí)放大電路的電路圖；圖5是Hart模塊的電路6[0040]圖6是一級(jí)放大模塊的電路圖；圖7是AD能量轉(zhuǎn)換模塊的電路圖；圖8是跳針的第一工作狀態(tài)圖；圖9是跳針的第二工作狀態(tài)圖；圖10是RS485及光電隔離模塊及其脈沖輸出電路圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1所示一種流量變送器配電電路，包括輸入輸出電路1、該輸入輸出電路1 的輸入輸出端組與外界相連，實(shí)現(xiàn)流量變送器與上位控制室設(shè)備之間的通信。該輸入輸出電路1的能量信號(hào)輸出端連接有4 20mA及Hart協(xié)議電路2的數(shù)據(jù) 輸入端VIN，輸入輸出電路1向4 20mA及Hart協(xié)議電路2傳送數(shù)據(jù)。該4 20mA及Hart協(xié)議電路2的數(shù)據(jù)端組和中央處理器Ul的Hart協(xié)議端組連 接，4 20mA及Hart協(xié)議電路2與中央處理器Ul進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。該4 20mA及Hart協(xié)議電路2的控制輸入端組和連接所述中央處理器Ul能量 控制端組，中央處理器Ul控制4 20mA及Hart協(xié)議電路2輸出何種形式的能量，以滿足 當(dāng)前通信模式的需要。該4 20mA及Hart協(xié)議電路2的能量輸入端連接所述輸入輸出電路1的能量輸 出端，4 20mA及Hart協(xié)議電路2獲取輸入輸出電路1傳來的能量。該4 20mA及Hart協(xié)議電路2的能量輸出端Vcc輸出第一直流電源為各單元電 路提供，該4 20mA及Hart協(xié)議電路2的數(shù)據(jù)輸出端連接所述輸入輸出電路1的數(shù)據(jù)輸 入端，4 20mA及Hart協(xié)議電路2還接收輸入輸出電路1傳來的Hart協(xié)議數(shù)據(jù)。其關(guān)鍵在于所述輸入輸出電路1的能量信號(hào)輸出端還連接有電源模塊DCl的輸 入端VIN，該電源模塊DCl的正電平輸出端+VO和0電平輸出端OV輸出第二直流電源，該第 二直流電源連接有跳針JP ；如圖8、9所示該跳針JP的第三腳連接所述正電平輸出端+V0，該跳針JP的第四 腳連接所述0電平輸出端0V;該跳針JP的第一腳連接有RS485及光電隔離模塊U8后端電源的正端，該跳針JP 的第二腳連接在RS485及光電隔離模塊U8后端電源的負(fù)端；該跳針JP的第五腳連接所述RS485及光電隔離模塊U8前端電源的正端，該跳針 JP的第六腳連接在RS485及光電隔離模塊U8前端電源的負(fù)端；該跳針JP的第七腳連接所述第一直流電源的正電源端，該跳針JP的第八腳連接 所述第一直流電源的地。所述RS485及光電隔離模塊U8的外連端組A、B與外界相通；該RS485及光電隔離模塊U8的輸入/輸出端組TXDl、RXDl連接所述中央處理器 Ul的485輸入/輸出端組TXDl、RXDl ；該RS485及光電隔離模塊U8前端電源的負(fù)端還連接所述中央處理器Ul的485控 制端Pl. 5。通過跳針JP的切換，分別實(shí)現(xiàn)對(duì)4 20mA及Hart協(xié)議電路2供電和對(duì)RS485及光電隔離模塊U8供電，在不同的使用場(chǎng)所，只需對(duì)跳線進(jìn)行改動(dòng)，就能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)通信方式 的能量提供，同時(shí)，再利用中央處理器Ul控制4 20mA及Hart協(xié)議電路2和RS485及光 電隔離模塊U8的工作狀態(tài)。就實(shí)現(xiàn)了 4 20mA輸出結(jié)合HART信號(hào)收發(fā)模式、RS485總線 收發(fā)模式、脈沖輸出等多種通信方式的協(xié)調(diào)，使一臺(tái)流量變送器就能兼容各種通信方式，提 高了產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的適應(yīng)力。如圖2所示所述輸入輸出電路1設(shè)置有第一、第二二極管Dl、D2，第一、第二二 極管Dl、D2的陽極分別與外界相通，為所述輸入輸出電路1兩個(gè)輸入端，第一、第二二極管 D1、D2的陰極相連，并連接所述電源模塊DCl的輸入端VIN，所述第一、第二二極管D1、D2的 陰極還連接有第三、第四穩(wěn)壓管Z3、Z4的陰極，該第三、第四穩(wěn)壓管Z3、Z4的陽極并接在所 述電源模塊DCl的接地端GND上，該第三、第四穩(wěn)壓管Z3、Z4的陽極連接所述4 20mA及 Hart協(xié)議電路2的能量輸出端；所述輸入輸出電路1還設(shè)置有第三、第四二極管D3、D4，第三、第四二極管D3、D4的 陽極相連，并連接在所述4 20mA及Hart協(xié)議電路2的數(shù)據(jù)輸出端上，所述第三、第四二 極管D3、D4的陰極分別與外界相通，為所述輸入輸出電路1兩個(gè)輸出端，且所述第三二極管 D3的陰極連接所述第一二極管Dl的陽極，所述第四二極管D4的陰極連接所述第二二極管 D2的陽極。所述4 20mA及Hart協(xié)議電路2設(shè)置有兩級(jí)放大電路、Hart模塊U3、一級(jí)放大 模塊U5C和AD能量轉(zhuǎn)換模塊U2 ；如圖4所示其中兩級(jí)放大電路設(shè)置有第一放大器TOA，該第一放大器TOA的正向 輸入端串第十電阻RlO后接所述第一直流電源，該第一放大器TOA的負(fù)向輸入端串十六電 容C16后，再串十二電阻R12后，再串十五電容C15后與所述輸入輸出電路1連接，所述第 一放大器U5A的輸出端接第二放大器TOB的負(fù)向輸入端，該第二放大器TOB的正向輸入端 與所述第一放大器U5A正向輸入端之間串接有第二電阻R2，該第二放大器TOB的正向輸入 端與輸出端之間串接有第五電阻R5，該第二放大器TOB的輸出端連接所述Hart模塊U3的 信號(hào)輸入端IRXA ；如圖3、5所示所述Hart模塊U3的輸入/輸出端組ORXD、ITXD連接所述中央處 理器Ul的Hart輸入/輸出端組TXD0、RXD0，該Hart模塊U3的數(shù)據(jù)輸出端OTXA連接所述 一級(jí)放大模塊U5C的負(fù)向輸入端；如圖6所示所述一級(jí)放大模塊U5C的正向輸入端接所述第一直流電源，該一級(jí)放 大模塊U5C的輸出端接所述AD能量轉(zhuǎn)換模塊U2 ；如圖3、7所示該AD能量轉(zhuǎn)換模塊U2的信號(hào)輸入端串第九電容C9后連接所述一 級(jí)放大模塊U5C，該AD能量轉(zhuǎn)換模塊U2的信號(hào)輸出端LOPRNT接所述輸入輸出電路1的數(shù) 據(jù)輸入端；所述AD能量轉(zhuǎn)換模塊U2的控制輸入端組SCK、M0SI連接所述中央處理器Ul的能 量控制端組SCK、MOSI，該AD能量轉(zhuǎn)換模塊U2還連接有驅(qū)動(dòng)電路；所述驅(qū)動(dòng)電路設(shè)置有雙極性晶體管Q2，該雙極性晶體管Q2的基極接所述AD能量 轉(zhuǎn)換模塊U2的驅(qū)動(dòng)控制端DRIVE，該雙極性晶體管Q2的第一發(fā)射極接所述AD能量轉(zhuǎn)換模 塊U2的能量輸出端Vcc，該雙極性晶體管Q2的第一發(fā)射極還接由第一三極管Ql的基極， 該第一三極管Ql的發(fā)射極接所述AD能量轉(zhuǎn)換模塊U2的能量輸入端BOOST，所述第一三極管Ql和雙極性晶體管Q2的第二發(fā)射極并接在一起，并連接所述輸入輸出電路1的能量輸 出端。如圖10所示所述中央處理器Ul還設(shè)置有脈沖輸出端Pl. 4，該脈沖輸出端Pl. 4 連接在脈沖模塊U9的輸入端IN1，該脈沖模塊U9的輸出端OUTl連接在第四三極管Q4和第 五三極管Q5的基極上，其中第五三極管Q5為PNP型，該第四三極管Q4和第五三極管Q5的 發(fā)射極并接在一起，輸出脈沖信號(hào)；所述脈沖模塊U9的脈沖電能輸出端VCCW連接有第三穩(wěn)壓管Z3的陰極，該第三穩(wěn) 壓管Z3的陽極接所述第五三極管Q5的集電極，該第三穩(wěn)壓管Z3的陰極還連接電解電容 C12的正極，該電解電容C12的負(fù)極接所述第五三極管Q5的集電極；所述脈沖模塊U9的脈沖電能輸出端VCCW還連接有第三三極管Q3的發(fā)射極，該第 三三極管Q3的集電極與基極之間串接有二十電阻R20，該第三三極管Q3的集電極依次串 十四電阻R14和十九電阻R19后接所述第四三極管Q4的集電極。如圖3所示所述中央處理器Ul還設(shè)置有撥碼開關(guān)接口組P2. 3、P2. 4、P2. 5，該撥 碼開關(guān)接口組P2. 3、P2. 4、P2. 5連接有撥碼開關(guān)SWl?？刂茡艽a開關(guān)SWl，實(shí)現(xiàn)脈沖輸出或者脈沖輸出+RS485總線收發(fā)或者4 20mA輸 出+Hart信號(hào)收發(fā)。該輸入輸出電路1的輸入輸出端組與外界相連，實(shí)現(xiàn)流量變送器與上位控制室設(shè) 備之間的通信。該輸入輸出電路1的能量信號(hào)輸出端連接有4 20mA及Hart協(xié)議電路2的數(shù)據(jù) 輸入端VIN，輸入輸出電路1向4 20mA及Hart協(xié)議電路2傳送數(shù)據(jù)。該4 20mA及Hart協(xié)議電路2的數(shù)據(jù)端組和中央處理器Ul的Hart協(xié)議端組連 接，4 20mA及Hart協(xié)議電路2與中央處理器Ul進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。該4 20mA及Hart協(xié)議電路2的控制輸入端組和連接所述中央處理器Ul能量 控制端組，中央處理器Ul控制4 20mA及Hart協(xié)議電路2輸出何種形式的能量，以滿足 當(dāng)前通信模式的需要。該4 20mA及Hart協(xié)議電路2的能量輸入端連接所述輸入輸出電路1的能量輸 出端，4 20mA及Hart協(xié)議電路2獲取輸入輸出電路1傳來的能量。該4 20mA及Hart協(xié)議電路2的能量輸出端Vcc輸出第一直流電源為各單元電 路提供，該4 20mA及Hart協(xié)議電路2的數(shù)據(jù)輸出端連接所述輸入輸出電路1的數(shù)據(jù)輸 入端，4 20mA及Hart協(xié)議電路2還接收輸入輸出電路1傳來的Hart協(xié)議數(shù)據(jù)。 通過跳針JP的切換，分別實(shí)現(xiàn)對(duì)4 20mA及Hart協(xié)議電路2供電和對(duì)RS485及 光電隔離模塊U8供電，在不同的使用場(chǎng)所，只需對(duì)跳線進(jìn)行改動(dòng)，就能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)通信方式 的能量提供，同時(shí)，再利用中央處理器Ul控制4 20mA及Hart協(xié)議電路2和RS485及光 電隔離模塊U8的工作狀態(tài)。就實(shí)現(xiàn)了 4 20mA輸出結(jié)合HART信號(hào)收發(fā)模式、RS485總線 收發(fā)模式、脈沖輸出等多種通信方式的協(xié)調(diào)，使一臺(tái)流量變送器就能兼容各種通信方式，提 高了產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的適應(yīng)力。其工作原理是數(shù)據(jù)信號(hào)接收經(jīng)輸入輸出電路1的輸入輸出端組LOOP+和LOOP-流入、由能量信號(hào)輸出端VIN-經(jīng)第一放大器U5A和第二放大器U5B 二級(jí)放大后到Hart模塊U3的信號(hào)輸入端IRXA， Hart模塊U3的輸出端ORXD傳送給中央處理器Ul的Hart輸入端RXD0。中央處理器Ul的Hart控制端P2. 1連接Hart模塊U3的指令接收端INRTS，Hart 控制端P2. 1的電平?jīng)Q定Hart模塊U3是發(fā)送或是接收，Hart控制端P2. 1為高Hart模塊 U3處于接收狀態(tài)、Hart控制端P2. 1為低Hart模塊U3處于發(fā)送狀態(tài)。數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送控制撥碼開關(guān)SWl，實(shí)現(xiàn)脈沖輸出，或者脈沖輸出+RS485總線收發(fā)，或者4 20mA 輸出+HART信號(hào)收發(fā)。I、脈沖輸出中央處理器Ul的脈沖輸出端Pl. 4傳送給脈沖模塊U9的輸入端IN1，由脈沖模塊 U9的輸出端OUTl傳送給第四三極管Q4和第五三極管Q5驅(qū)動(dòng)輸出給上位機(jī)。II、脈沖輸出+RS485總線收發(fā)1RS485信號(hào)發(fā)送中央處理器Ul的485輸出端TXDl發(fā)送給RS485及光電隔離模 塊U8，RS485及光電隔離模塊U8的外連端組A、B發(fā)送出去。2RS485信號(hào)接收485總線送信號(hào)給RS485及光電隔離模塊U8的外連端組A、B， 由RS485及光電隔離模塊U8送給中央處理器Ul的輸入端RXD1。3)脈沖輸出中央處理器Ul的脈沖輸出端Pl. 4傳送給脈沖模塊U9的輸入端IN1，由脈沖模塊 U9的輸出端OUTl傳送給第四三極管Q4和第五三極管Q5驅(qū)動(dòng)輸出給上位機(jī)。111,4 20mA輸出+HART總線收發(fā)1)4 20mA輸出電流經(jīng)輸入輸出電路1的LOOP+流入，由中央處理器Ul的能量 控制端組SCK、MOSI控制AD能量轉(zhuǎn)換模塊U2輸出的電流大小，電流經(jīng)LOOP+、第一二極管 Dl或第二二極管D2、第一三極管Ql、AD能量轉(zhuǎn)換模塊U2的能量輸入端BOOST和信號(hào)輸出 端L0PRNT、第四二極管D4或第三二極管D3、LOOP-回路輸出。2) HART信號(hào)發(fā)送中央處理器Ul的Hart輸出端RXDO發(fā)送給Hart模塊U3，Hart 模塊U3的數(shù)據(jù)輸出端OTXA發(fā)送給一級(jí)放大模塊TOC，一級(jí)放大模塊U5C發(fā)送給AD能量轉(zhuǎn) 換模塊U2，AD能量轉(zhuǎn)換模塊U2的信號(hào)輸出端LOPRNT輸出。3) HART信號(hào)接收經(jīng)LOOP+流入、由VIN-經(jīng)U5A和U5B 二級(jí)放大后到U3的IRXA 端，經(jīng)U3傳送給中央處理器Ul的RXD0。電源控制回路電源經(jīng)LOOP+和LOOP-接入、到電源模塊DC1，電源模塊DCl的正電平輸出端 +VO輸出+5V電源給跳針JP。跳針JP的跳線轉(zhuǎn)換，分別實(shí)現(xiàn)對(duì)HART協(xié)議模式給傳感器及信號(hào)處理電路供電和 485總線模式給RS485及光電隔離模塊U8外端供電。1、RS485 總線模式跳針JP的1腳和3腳、2腳和4腳、5腳和7腳、6腳和8腳短接，VDD2獲得電源模 塊DCl輸出的+5V電源，GND2為+5V電源的地，VDDl獲得AD能量轉(zhuǎn)換模塊U2輸出的+3V 電源VCC，GNDl為+3V電源的地。此時(shí)RS485及光電隔離模塊U8的前端電源正端接+3V電源，前端負(fù)端接+3V電源的地。RS485及光電隔離模塊U8的后端電源正端接+5V電源，后端電源地接+5電源的 地。+3V電源還為中央處理器Ul以及其他電路單元供電，但此時(shí)中央處理器Ul通過其 Hart控制端P2. 1控制Hart模塊U3禁止工作。RS485及光電隔離模塊U8的后端電源和其他電路單元分別接收2套不同的電源。2、HART協(xié)議模式跳針JP的3腳和5腳、4腳和6腳短接，VDDl獲得+5V電源，GNDl為+5V電源的 地。此時(shí)VDD1、GND1獲得5V電源為傳感器及信號(hào)處理電路供電。+3V電源為中央處理器Ul以及其他電路單元供電，以及RS485及光電隔離模塊U8 的前端電源供電，但此時(shí)中央處理器Ul通過其485控制端Pl. 5端控制RS485及光電隔離 模塊U8禁止工作。
權(quán)利要求一種流量變送器多信號(hào)輸出配電電路，包括輸入輸出電路(1)、該輸入輸出電路(1)的輸入輸出端組與外界相連，該輸入輸出電路(1)的能量信號(hào)輸出端連接有4～20mA及Hart協(xié)議電路(2)的數(shù)據(jù)輸入端(VIN)，該4～20mA及Hart協(xié)議電路(2)的數(shù)據(jù)端組和中央處理器(U1)的Hart協(xié)議端組連接，該4～20mA及Hart協(xié)議電路(2)的控制輸入端組和連接所述中央處理器(U1)能量控制端組，該4～20mA及Hart協(xié)議電路(2)的能量輸入端連接所述輸入輸出電路(1)的能量輸出端，該4～20mA及Hart協(xié)議電路(2)的能量輸出端(Vcc)輸出第一直流電源為各單元電路提供，該4～20mA及Hart協(xié)議電路(2)的數(shù)據(jù)輸出端連接所述輸入輸出電路(1)的數(shù)據(jù)輸入端，其特征在于所述輸入輸出電路(1)的能量信號(hào)輸出端還連接有電源模塊(DC1)的輸入端(VIN)，該電源模塊(DC1)的正電平輸出端(+VO)和0電平輸出端(0V)輸出第二直流電源，該第二直流電源連接有跳針(JP)；該跳針(JP)的第三腳連接所述正電平輸出端(+VO)，該跳針(JP)的第四腳連接所述0電平輸出端(0V)；該跳針(JP)的第一腳連接有RS485及光電隔離模塊(U8)后端電源的正端，該跳針(JP)的第二腳連接在RS485及光電隔離模塊(U8)后端電源的負(fù)端；該跳針(JP)的第五腳連接所述RS485及光電隔離模塊(U8)前端電源的正端，該跳針(JP)的第六腳連接在RS485及光電隔離模塊(U8)前端電源的負(fù)端；該跳針(JP)的第七腳連接所述第一直流電源的正電源端，該跳針(JP)的第八腳連接所述第一直流電源的地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述流量變送器多信號(hào)輸出配電電路，其特征在于所述RS485及 光電隔離模塊(U8)的外連端組(A、B)與外界相通；該RS485及光電隔離模塊(U8)的輸入/輸出端組(TXD1、RXD1)連接所述中央處理器 (Ul)的485輸入/輸出端組(TXDU RXD1)；該RS485及光電隔離模塊(U8)前端電源的負(fù)端還連接所述中央處理器(Ul)的485控 制端(P1. 5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述流量變送器多信號(hào)輸出配電電路，其特征在于所述輸入輸出 電路(1)設(shè)置有第一、第二二極管(D1、D2)，第一、第二二極管(D1、D2)的陽極分別與外界相 通，為所述輸入輸出電路(1)兩個(gè)輸入端，第一、第二二極管(D1、D2)的陰極相連，并連接所 述電源模塊(DCl)的輸入端(VIN)，所述第一、第二二極管(D1、D2)的陰極還連接有第三、第 四穩(wěn)壓管(Z3、Z4)的陰極，該第三、第四穩(wěn)壓管(Z3、Z4)的陽極并接在所述電源模塊(DCl) 的接地端(GND)上，該第三、第四穩(wěn)壓管(Z3、Z4)的陽極還連接所述4 20mA及Hart協(xié)議 電路(2)的能量輸出端；所述輸入輸出電路(1)還設(shè)置有第三、第四二極管(D3、D4)，第三、第四二極管(D3、D4) 的陽極相連，并連接在所述4 20mA及Hart協(xié)議電路(2)的數(shù)據(jù)輸出端上，所述第三、第 四二極管(D3、D4)的陰極分別與外界相通，第三、第四二極管(D3、D4)陰極輸入輸出電路 (1)的兩個(gè)輸出端，且所述第三二極管(D3)的陰極連接所述第一二極管(Dl)的陽極，所述 第四二極管(D4)的陰極連接所述第二二極管(D2)的陽極。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述流量變送器多信號(hào)輸出配電電路，其特征在于所述4 20mA及Hart協(xié)議電路(2)設(shè)置有兩級(jí)放大電路、Hart模塊(U3)、一級(jí)放大模塊(TOC)和 AD能量轉(zhuǎn)換模塊(U2)；其中兩級(jí)放大電路設(shè)置有第一放大器(U5A)，該第一放大器(TOA)的正向輸入端串第 十電阻(RlO)后接所述第一直流電源，該第一放大器(TOA)的負(fù)向輸入端串十六電容(C16) 后，再串十二電阻(R12)后，再串十五電容(C15)后與所述輸入輸出電路(1)連接，所述第 一放大器(U5A)的輸出端接第二放大器(U5B)的負(fù)向輸入端，該第二放大器(U5B)的正 向輸入端與所述第一放大器(U5A)正向輸入端之間串接有第二電阻(R2)，該第二放大器 (U5B)的正向輸入端與輸出端之間串接有第五電阻(R5)，該第二放大器(U5B)的輸出端連 接所述Hart模塊(U3)的信號(hào)輸入端(IRXA)；所述Hart模塊(U3)的輸入/輸出端組(0RXD、ITXD)連接所述中央處理器(Ul)的Hart 輸入/輸出端組(TXD0、RXD0)，該Hart模塊(U3)的數(shù)據(jù)輸出端(OTXA)連接所述一級(jí)放大 模塊(TOC)的負(fù)向輸入端；所述一級(jí)放大模塊(U5C)的正向輸入端接所述第一直流電源，該一級(jí)放大模塊(TOC) 的輸出端接所述AD能量轉(zhuǎn)換模塊(U2)；該AD能量轉(zhuǎn)換模塊(U2)的信號(hào)輸入端串第九電容(C9)后連接所述一級(jí)放大模塊 (U5C)，該AD能量轉(zhuǎn)換模塊(U2)的信號(hào)輸出端(LOPRNT)接所述輸入輸出電路(1)的數(shù)據(jù) 輸入端；所述AD能量轉(zhuǎn)換模塊(U2)的控制輸入端組(SCK、M0SI)連接所述中央處理器(Ul)的 能量控制端組(SCK、M0SI)，該AD能量轉(zhuǎn)換模塊(U2)還連接有驅(qū)動(dòng)電路；所述驅(qū)動(dòng)電路設(shè)置有雙極性晶體管(Q2)，該雙極性晶體管(Q2)的基極接所述AD能量 轉(zhuǎn)換模塊(U2)的驅(qū)動(dòng)控制端(DRIVE)，該雙極性晶體管(Q2)的第一發(fā)射極接所述AD能量 轉(zhuǎn)換模塊(U2)的能量輸出端(Vcc)，該雙極性晶體管(Q2)的第一發(fā)射極還接由第一三極 管(Ql)的基極，該第一三極管(Ql)的發(fā)射極接所述AD能量轉(zhuǎn)換模塊(U2)的能量輸入端 (BOOST)，所述第一三極管(Ql)和雙極性晶體管(Q2)的第二發(fā)射極并接在一起，并連接所 述輸入輸出電路(1)的能量輸出端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述流量變送器配電電路，其特征在于所述中央處理器(Ul)還設(shè) 置有脈沖輸出端(P1. 4)，該脈沖輸出端(P1. 4)連接在脈沖模塊(U9)的輸入端(mi)，該脈 沖模塊(U9)的輸出端(OUTl)連接在第四三極管(Q4)和第五三極管(Q5)的基極上，其中 第五三極管(Q5)為PNP型，該第四三極管(Q4)和第五三極管(Q5)的發(fā)射極并接在一起， 輸出脈沖信號(hào)；所述脈沖模塊(U9)的脈沖電能輸出端(VCCW)連接有第三穩(wěn)壓管(Z3)的陰極，該第三 穩(wěn)壓管(Z3)的陽極接所述第五三極管(Q5)的集電極，該第三穩(wěn)壓管(Z3)的陰極還連接電 解電容(C12)的正極，該電解電容(C12)的負(fù)極接所述第五三極管(Q5)的集電極；所述脈沖模塊(U9)的脈沖電能輸出端(VCCW)還連接有第三三極管(Q3)的發(fā)射極，該 第三三極管(Q3)的集電極與基極之間串接有二十電阻(R20)，該第三三極管(Q3)的集電極 依次串十四電阻(R14)和十九電阻(R19)后接所述第四三極管(Q4)的集電極。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述流量變送器多信號(hào)輸出配電電路，其特征在于所述中央處 理器(Ul)還設(shè)置有撥碼開關(guān)接口組(P2.3、P2.4、P2. 5)，該撥碼開關(guān)接口組(P2. 3、P2. 4、 P2. 5)連接有撥碼開關(guān)(Sffl)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種流量變送器多信號(hào)輸出配電電路，輸入輸出電路1連接有4～20mA及Hart協(xié)議電路2，該4～20mA及Hart協(xié)議電路2和中央處理器U1連接，該4～20mA及Hart協(xié)議電路2輸出第一直流電源為各單元電路提供，其特征在于所述輸入輸出電路1的能量信號(hào)輸出端還連接有電源模塊DC1的輸入端VIN，該電源模塊DC1輸出第二直流電源，該第二直流電源連接有跳針JP。其顯著效果是操作簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)了4～20mA輸出結(jié)合HART信號(hào)收發(fā)模式、RS485總線收發(fā)模式、脈沖輸出等多種通信方式的協(xié)調(diào)，使一臺(tái)流量變送器就能兼容各種通信方式，提高了產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的適應(yīng)力。
文檔編號(hào)G01F15/06GK201628561SQ20102010239
公開日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2010年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月27日
發(fā)明者余勇, 余武, 劉一兵, 謝云山, 賀中華, 魏文雄 申請(qǐng)人:重慶工業(yè)自動(dòng)化儀表研究所