[實用新型]一種現場總線式溫度測控模塊輸入信號處理電路

無效

• 申請號: 200920140540.4
• 申請日: 2009-02-23
• 公開（公告）號: CN201392251Y
• 公開（公告）日: 2010-01-27
• 發明（設計）人: 金紅;蔣存波;牛秦洲;張益偉;韋武杰
• 申請（專利權）人: 桂林工學院
• 主分類號: G01K7/02
• 分類號: G01K7/02;G01K7/16;G05B19/042
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種溫度傳感器的輸入信號處理電路。

背景技術

在工業過程控制中，依據被測量以及測控性能要求的不同，可能使用多種不同的溫度傳感器，傳感器可能直接接到總線式溫度過程控制模塊上，也可能通過變送器變換成0-5V或4-20mA的標準信號后再送到溫度控制模塊上。當前的過程控制一般希望通過軟件來對系統中的各功能模塊進行配置和組態，構成所需要的過程控制系統，為了適應不同的傳感器和輸入信號，通常利用手工改變跳線開關的狀態，或者選擇特不同的測控模塊來適應不同的傳感器或輸入信號源，這種手動跳線的方法給系統配置帶來不便。

發明內容

本實用新型提供一種基于單片機的、可由軟件配置、適用于熱電偶、熱電阻、電壓源、電流源信號輸入的溫度檢測接口電路。

(1)接口電路由單片機、恒流源I1和I2、5個低導通電阻電子開關SW1～SW5、可程控量程AD變換器和相應的電阻電容網絡、RS485通信接口構成。每一種不同的輸入信號都有一個特定配置編碼，接口電路的單片機接收配置信息，并產生相應的控制信號S1、S2、S3、S4、S5控制電子開關SW1、SW2、SW3、SW4、SW5的通斷狀態從而構成不同輸入信號的輸入電路；

(2)熱電偶使用兩線制接口，熱電偶利用JP-1和JP-2接入。單片機控制使電子開關SW2、SW3、SW4斷開，構成熱電偶輸入接口，正常溫度檢測時SW1和SW5斷開，熱電偶信號送到帶程控增益放大器的AD接口電路進行AD變換；單片機通過控制使SW1和SW5閉合利用過量程信號實現熱電偶斷線檢測；

(3)熱電阻使用三線制接口，熱電阻Rt通過JP-1、JP-2、JP-3接入。單片機控制使電子開關SW3和SW5斷開，構成熱電阻輸入接口，正常溫度檢測時單片機輸出控制信號S1＝S2＝1、S4＝0使SW1和SW2閉合、SW4斷開，由恒流源I1、I2，電阻R1、Rt構成測量電橋進行溫度檢測，輸出信號送到帶程控增益放大器的AD電路進行AD變換；單片機通過輸出控制信號S1、S2、S4分別控制SW1、SW2、SW4實現對熱電阻R_t的三線進行斷線檢測；

(4)電壓源V使用兩線制接口，通過JP-1、JP-2接入。單片機控制使電子開關S2＝S3＝S5＝0、S4＝1使SW2、SW3、SW5斷開、SW4導通，構成電壓輸入接口電路。①正常測量時SW1斷開，輸入電壓信號送程控放大器及AD變換器；②單片機通過輸出控制信號S1＝1使SW導通實現電壓輸入信號斷線檢測；

(5)電流源I輸入使用兩線制接口，通過JP-1、JP-2接入。單片機控制電子開關SW1、SW2、SW5斷開，SW3、SW4導通，構成電流輸入接口電路。輸入電流信號經電阻R3轉換成電壓信號后送程控放大器及AD變換器；

(6)單片機通過SPI或模擬SPI接口進行AD轉換控制和讀取AD轉換結果，利用RS485接口接收配置信息和傳送AD轉換結果。

本實用新型給出的傳感器輸入信號處理電路通過配置軟件自動適應傳感器，同時具有傳感器斷線自動檢測功能。

附圖說明

圖1為本實用新型具有斷線自動檢測功能的兩線制熱電偶輸入接口電路。

圖2為本實用新型具有斷線自動檢測功能的三線制熱電阻輸入接口電路。

圖3為本實用新型0-5V電壓信號輸入接口電路。

圖4為本實用新型4-20mA電流信號輸入接口電路。

圖5為本實用新型復合型輸入接口及控制與AD轉換接口電路。

圖6為本實用新型恒流源電路。

具體實施方式

實施例：

實例如圖5所示，由DH952C和電阻R6構成恒流源如圖6所示。電子開關SW1～SW4使用ADG1411或類似高電壓低導通電阻電子開關，單片機使用AT89C52或兼容系列，AD變換器使用內部帶量程控制的16位Δ-∑型串行接口AD變換器CS5523，轉換結果具有超量程標志。單片機通過P31.5～P1.7，P2.0模擬SPI接口信號向AD寫配置(控制)信息并讀取轉換結果。

(1)熱電偶使用兩線制接口，熱電偶利用JP-1和JP-2接入。單片機輸出控制信號S2＝S3＝S4＝0，使電子開關SW2、SW3、SW4斷開，構成圖1所示熱電偶輸入接口。①正常溫度檢測時，控制信號S1＝0，S5＝0，電子開關SW1和SW5斷開，熱電偶信號送到帶程控增益放大器的AD接口電路進行AD變換；②需進行電偶斷線檢測時，單片機輸出控制信號S1＝1、S5＝1，使SW1和SW5閉合，通過AD變換的過量程信號實現熱電偶斷線檢測；