一種求四線制變送器電流平均值的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種變送器輸出信號處理技術(shù)，尤其是一種求四線制變送器電流 平均值的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在很多情況下，同一參數(shù)測量的結(jié)果需要使用多點測量值的平均值。當(dāng)測量系統(tǒng) 的傳感器輸入通道數(shù)量不夠，特別是測量系統(tǒng)在設(shè)計之初是使用單個參數(shù)測量變送器進行 參數(shù)測量與變送，需要增加參數(shù)測量變送器的數(shù)量，改成使用多點測量值的平均值方案時， 測量系統(tǒng)將面臨需要重新設(shè)計的情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實用新型的目的是為多點測量值的平均值計算提供一種解決方案，即能夠計算 2個變送器輸入電流的平均值并輸出的裝置。
[0004] 為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種求四線制變送器電流平均值的裝置， 由四線制取樣電路、平均值計算電路、四線制電流變送電路、電源電路組成。
[0005] 所述電源電路的輸入為直流供電電源，輸出雙極性直流電源和變送器輸出電源； 雙極性直流電源包括有正電源端、負電源端、公共地；直流供電電源與雙極性電源共地至公 共地，變送器輸出電源地端與公共地不連接且相互電氣隔離。
[0006] 所述四線制取樣電路包括第一取樣支路、第二取樣支路和比較電壓閾值電路；t匕 較電壓閾值電路設(shè)有比較電壓閾值端。
[0007] 所述第一取樣支路由第一取樣電阻、第一電壓跟隨器、第一電壓比較器、第一繼電 器線圈、第一二極管組成；第一取樣電阻串聯(lián)在第一輸入電流回路中，第一輸入電流的流出 端連接至公共地；第一取樣電阻的第一輸入電流流入端連接至第一電壓跟隨器的輸入端， 第一電壓跟隨器的輸出端設(shè)為第一取樣電壓輸出端；第一電壓比較器的正輸入端連接至第 一取樣電壓輸出端、負輸入端連接至比較電壓閾值端；第一繼電器線圈的兩端分別連接至 正電源端和電第一壓比較器的輸出端；第一二極管的陰極、陽極分別連接至正電源端和電 第一壓比較器的輸出端。
[0008] 所述第二取樣支路由第二取樣電阻、第二電壓跟隨器、第二電壓比較器、第二繼電 器線圈、第二二極管組成；第二取樣電阻串聯(lián)在第二輸入電流回路中，第二輸入電流的流出 端連接至公共地；第二取樣電阻的第二輸入電流流入端連接至第二電壓跟隨器的輸入端， 第二電壓跟隨器的輸出端設(shè)為第二取樣電壓輸出端；第二電壓比較器的正輸入端連接至第 二取樣電壓輸出端、負輸入端連接至比較電壓閾值端；第二繼電器線圈的兩端分別連接至 正電源端和第二電壓比較器的輸出端；第二二極管的陰極、陽極分別連接至正電源端和電 第二壓比較器的輸出端。
[0009] 所述平均值計算電路由和反相加法電路、反相比例電路組成，設(shè)有第一取樣電壓 輸入端、第二取樣電壓輸入端、平均值電壓輸出端。
[0010] 所述反相加法電路由第一運放、加法器輸入電路、加法器反饋電路組成。
[0011] 所述加法器輸入電路包括第一加法器輸入支路和第二加法器輸入支路。
[0012] 所述第一加法器輸入支路由第一輸入電阻、第二輸入電阻、第一繼電器開關(guān)一組 成；第一輸入電阻、第二輸入電阻、第一繼電器開關(guān)一的一端聯(lián)結(jié)為結(jié)點，第一輸入電阻的 另外一端為第一取樣電壓輸入端且連接至第一取樣電壓輸出端，第二輸入電阻的另外一端 連接至第一運放的負輸入端，第一繼電器開關(guān)一的另外一端連接至公共地。
[0013] 所述第二加法器輸入支路由第三輸入電阻、第四輸入電阻、第二繼電器開關(guān)一組 成；第三輸入電阻、第四輸入電阻、第二繼電器開關(guān)一的一端聯(lián)結(jié)為結(jié)點，第三輸入電阻的 另外一端為第二取樣電壓輸入端且連接至第二取樣電壓輸出端，第四輸入電阻的另外一端 連接至第一運放的負輸入端，第二繼電器開關(guān)一的另外一端連接至公共地。
[0014] 所述加法器反饋電路包括第一加法器反饋支路和第二加法器反饋支路。
[0015] 所述第一加法器反饋支路由第一反饋電阻、第二反饋電阻、第一繼電器開關(guān)二組 成；第一反饋電阻、第二反饋電阻、第一繼電器開關(guān)二的一端聯(lián)結(jié)為結(jié)點，第一反饋電阻的 另外一端連接至第一運放的負輸入端，第二反饋電阻的另外一端連接至第一運放的輸出 端，第一繼電器開關(guān)二的另外一端連接至公共地。
[0016] 所述第二加法器反饋支路由第三反饋電阻、第四反饋電阻、第二繼電器開關(guān)二組 成；第三反饋電阻、第四反饋電阻、第二繼電器開關(guān)二的一端聯(lián)結(jié)為結(jié)點，第三反饋電阻的 另外一端連接至第一運放的負輸入端，第四反饋電阻的另外一端連接至第一運放的輸出 端，第二繼電器開關(guān)二的另外一端連接至公共地。
[0017] 所述第一運放的正輸入端連接至公共地。
[0018] 所述第一繼電器線圈、第一繼電器開關(guān)一、第一繼電器開關(guān)二同屬第一繼電器；所 述第二繼電器線圈、第二繼電器開關(guān)一、第二繼電器開關(guān)二同屬第二繼電器。
[0019] 所述反相比例電路的輸入端連接至第一運放的輸出端、輸出端設(shè)為平均值電壓輸 出端。
[0020] 所述四線制電流變送電路設(shè)有變送電壓輸入端和平均值電流變送輸出端，變送電 壓輸入端連接至平均值電壓輸出端。
[0021] 本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是：可以計算2個輸入為4 一 20mA的四 線制變送器電流的平均值并輸出；當(dāng)2個輸入中有1個輸入變送器電流環(huán)路開路時，所述裝 置能夠直接將另外一個輸入的變送器電流作為平均值輸出；控制開關(guān)采用繼電器，繼電器 開關(guān)斷開時電阻大，導(dǎo)通時電阻小，電流平均值計算結(jié)果準確。
【附圖說明】
[0022] 圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
[0023] 圖2為本實用新型的四線制取樣電路圖。
[0024] 圖3為本實用新型的平均值計算電路圖。
[0025] 圖4為本實用新型的四線制電流變送電路圖。
[0026] 圖5為本實用新型的電源電路圖。
【具體實施方式】
[0027] 下面結(jié)合實施例及附圖對本實用新型作進一步詳細的描述，但本實用新型的實施 方式不限于此。
[0028] 本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，一種求四線制變送器電流平均值的裝置，由 四線制取樣電路、平均值計算電路、四線制電流變送電路、電源電路組成。
[0029] 四線制取樣電路如圖2所示。
[0030] 第一取樣支路由第一取樣電阻Rll、第三運放Fll、第一電壓比較器F12、第一繼電 器線圈Jll組成；第三運放Fll的輸出端連接至其負輸入端構(gòu)成第一電壓跟隨器。第一輸 入電流11流經(jīng)第一取樣電阻Rl 1。
[0031] 第二取樣支路由第二取樣電阻R21、第四運放F21、第二電壓比較器F22、第二繼電 器線圈J21組成；第四運放F21的輸出端連接至其負輸入端構(gòu)成第二電壓跟隨器。第二輸 入電流12流經(jīng)第二取樣電阻R21。
[0032] 比較電壓閾值電路為第一分壓電阻RW1、第二分壓電阻RW2組成的串聯(lián)分壓電路； 比較電壓閾值端VREF連接至分壓輸出端，兩個分壓輸入端分別連接至正電源端+VCC和公 共地。
[0033] D1、D2是續(xù)流二極管。
[0034] 第三運放F11、第四運放F21選擇LM358 ;第一電壓比較器F12、第二電壓比較器 F22選擇集電極開路的LM393。
[0035] 平均值計算電路如圖3所示。
[0036] 平均值計算電路由和反相加法電路、反相比例電路組成。
[0037] 反相加法電路由第一運放H)l、加法器輸入電路、加法器反饋電路組成。
[0038] 加法器輸入電路包括第一加法器輸入支路和第二加法器輸入支路。
[0039] 第一加法器輸入支路由第一輸入電阻R13、第二輸入電阻R14、第一繼電器開關(guān)一 Jll-I組成；第一輸入電阻R13、第二輸入電阻R14、第一繼電器開關(guān)一 Jll-I的一端聯(lián)結(jié)為 結(jié)點，第一輸入電阻R13的另外一端連接至第一取樣電壓輸出端VI，第二輸入電阻R14的另 外一端連接至第一運放ΗΠ 的負輸入端，第一繼電器開關(guān)一 Jll-I的另外一端連接至公共 地。
[0040] 第二加法器輸入支路由第三輸入電阻R23、第四輸入電阻R24、第二繼電器開關(guān)一 J21-1組成，電路結(jié)構(gòu)與第一加法器輸入支路相同。
[0041] 加法器反饋電路包括第一加法器反饋支路和第二加法器反饋支路。
[0042] 第一加法器反饋支路由第一反饋電阻R15、第二反饋電阻R16、第一繼電器開關(guān)二 J11-2組成；第一反饋電阻R15、第二反饋電阻R16、第一繼電器開關(guān)二J11-2的一端聯(lián)結(jié)為 結(jié)點，第一反饋電阻R15的另外一端連接至第一運放FOl的負輸入端，第二反饋電阻R16的 另外一端連接至第一運放ΗΠ 的輸出端，第一繼電器開關(guān)二J11-2的另外一端連接至公共 地。
[0043] 第二加法器反饋支路由第三反饋電阻R25、第四反饋電阻R26、第二繼電器開關(guān)二 J21-2組成，電路結(jié)構(gòu)與第一加法器反饋支路相同。
[0044] 第一運放R)1的正輸入端連接至公共地。
[0045] 反相比例電路由第二運放R)2、第一電阻R01、第二電阻R02組成。其輸入端連接 至第一運放ΗΠ 的輸出端、輸出端設(shè)為平均值電壓輸出端V0UT。
[0046] 第一運放F01、第二運放F02選擇LM358。第一繼電器線圈J11、第一繼電器開關(guān) 一 Jl 1-1、第一繼電器開關(guān)二Jl 1-2同屬第一繼電器，第二繼電器線圈J21、第二繼電器開關(guān) 一 J21-1、第二繼電器開關(guān)二J21-2同屬第二繼電器；第一繼電器、第二繼電器都選擇歐姆 龍小型繼電器G5V-2。
[0047] 四線制電流變送電路如圖4所示，由電流變送器XTROl和第一三極管T01、第一電 容COl、第三電阻R03組成，電流變送器XTROl選擇電流環(huán)路發(fā)送器XTRl 15。
[0048] 第三電阻R03的一端是變送電壓輸入端VIN且連接至平均值電壓輸出端V0UT， 另外一端連接至電流變送器XTROl的電流輸入端Iin ;電流變送器XTROl的輸入電流返回 端IRET連接至公共地GND ;第一三極管TOl的集電極、基極、發(fā)射極分別連接至電流變送 器XTROl的電壓輸入端U+、基極端B、發(fā)射極端E ;第一電容COl的兩端并聯(lián)至電流變送器 XTROl的電壓輸入端U+、變送電流輸出端Iout ;電流變送器XTROl的電壓輸入端U+連接至 變送器輸出電源VDDl ;電流變送器XTROl的變送電流輸出端Iout和變送器輸出電源地端 GNDl構(gòu)成平均值電流變送輸出端I0UT。
[0049] 所述求四線制變送器電流平均值的裝置還包括有電源電路，由雙極性電源電路和 變送器輸出電源電路組成，其實施例如圖5所示。
[0050] 所述雙極性電源電路由雙路直流電壓斬