[实用新型]智能温度隔离变送器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种既具有温度测量又具有隔离变送功能的测量仪表。

背景技术

在现代工业生产中，温度是工业现场用得最多的侍测物理量。铂电阻是测温中常用的传感器，被用来作为0-926℃温度区内的国际标准温度计。尽管温度变送器很多，但其它类型的温度变送器在一定程度上存在不足之处：

1、在测量中，连线电阻所引起的误差是不可忽视的，通常可采用三线制进行测量，但其它类型温度变送器的补偿导线通常接在低电位端，简称地端，致使补偿精度低，测量误差增大。

2、采用电位器进行零点或满度校准，由于所使用的电位器随时间和温度变化较大，使温度变送器发生了不可避免的零点漂移和温度漂移。

发明内容

本实用新型针对上述其它类型产品的不足提出改进方案，研制一种智能温度隔离变送器。

本实用新型的技术方案如下：采用三线制进行测量，即恒流供电导线，补偿导线和地线，设置有温度传感器，LED数码管，DC-DC隔离电源，DC24V电压输入，单片机，其特征在于：补偿导线接在温度传感器电源端；恒流供电导线与温度传感器相连接，单片机本身的两路24位AD转换通道分别与恒流供电导线、补偿导线相连接；单片机连接到光电隔离器件，再连接到V/I电流电压转换器件，再连接到DC4mA-20mA输出口；设置了进行零点、满度校准的“SET”，“+”，“-”，“STORE”4个按键。

本实用新型的有益效果是：采用高端补偿导线的连接方法，可实现准确补偿，测量误差小。利用4按键进行零点满度数字校准，并利用C8051F350CPU自带的闪存存储空间直接存储设定校准值，避免了零点漂移和温度漂移。

附图说明

图1为智能温度隔离变送器原理框图。

图2为低端补偿接法简图。

具体实施方式

高端补偿接法测量误差小的原理为：在图1中，利用智能温度隔离变送器所采用C8051F350CPU(单片机)的DA变换功能，直接输出恒流，供给Pt100铂电阻温度传感器，A为恒流供电导线，B为补偿导线，C为地线，补偿导线接在Pt100铂电阻电源端，即高端D点。设导线A、B、C导线的电阻为R，铂电阻的电阻为R_Pt，恒流为I，则AD0的电压为V_A1，AD1的电压为V_B1。

图1中，V_B1的电压大小，由Pt100铂电阻产生的电压和C导线电阻产生的电压之和。V_A1的电压大小则由Pt100铂电阻产生的电压、A导线电阻和C导线电阻所产生的电压之和。因此只要利用公式1，就可以方便地求出Pt100铂电阻所产生的电压V_Pt。

V_Pt＝V_B1-(V_A1-V_B1)    (公式1)

＝2V_B1-V_A1

＝2I(R_Pt+R)-(IR_Pt+R+R)

＝IR_Pt

图2中V_A2的电压与图1中的V_A1的电压相同，但V_B2的电压仅由C导线的电阻产生。这样，Pt100铂电阻所产生的电压V_Pt

V′_Pt＝V_A-2V_B    (公式2)

＝I(R+R_Pt+R)-2IR

＝IR_Pt

在理论上，图1图2的Pt100铂电阻所产生的电压V_Pt值是一样的，但实际上却存在明显的区别。原因是，无论对调理电路，还是AD转换单元，都存在死区电压问题(即不灵敏区)。若信号较小，处于不灵敏区附近，则测量必然存在误差。例如图2中的V_B2电压仅由C导线的电阻产生，由于本身导线的电阻较小，从而所产生的电压信号也较小，因此实际上很难做到完全补偿。相反，采用本发明所给的高端补偿接法，  电压V_A1，V_B1中均包含了Pt100铂电阻所产生的电压，因此不存在信号较小问题，可以说完全补偿了导线电阻的影响。