[实用新型]过程变量变送器

说明书

技术领域

本实用新型涉及在过程控制和监视系统中使用的过程变量变送器。更具体地，本实用新型涉及在操作期间对在这种系统中对模数转换器的输入进行动态调整，以改进A/D测量的分辨率。 

背景技术

过程变量变送器用于测量过程控制或监视系统中的过程参数。基于微处理器的变送器经常包括：传感器；模数转换器，用于将来自传感器的输出转换为数字形式；微处理器，用于补偿数字化的输出；以及输出电路，用于发送补偿后的输出。当前，一般通过过程控制环路(比如，4-20mA控制环路)或无线地进行该传输。 

由这种系统所测量的一个示例参数是温度，通过测量阻性温度器件(RTD，有时也被称为铂电阻温度计，即PRT)的电阻，或通过测量热电偶输出的电压，来感测温度。当然，温度仅是示例性的，且也可以测量广泛的各种其他过程控制参数。 

某些典型的A/D转换器配置有固定的电压基准和可配置的分辨率增益调整。针对可配置的分辨率增益调整的每个增益设置对应于基准点，该基准点是所附电压基准的标量。A/D转换器使用该电压基准来设置A/D转换器的分辨率(以伏特每计数(volts per count)为单位)。从而可以基于测量的模拟输入信号的期望信号电平，来改变A/D转换器的分辨率。 

在实现了A/D转换器的常规监视系统中，通常将可配置分辨率增益调整设置为使得A/D转换器可以测量指定传感器的完整范围。即，针对可以容纳整个传感器范围的单一固定的分辨率，来设置可配置分辨率增益调整。然而，实际的输入信号通常可以具有值(或在值的范围中变化)，针对该值，A/D转换器可以设置为更高得多的分辨率。从 而，将增益调整设置为设置固定分辨率导致了测量电路不能被调谐为使用A/D转换器的全部能力。 

实用新型内容

一种过程变量变送器，用于测量过程变量，以及在测量过程变量时，基于模拟输入信号的测量值来动态改变A/D转换器的分辨率。可以通过以下方式来完成上述操作：基于测量的模拟信号的值来自动调整可配置分辨率增益调整，通过对测量的输入信号进行规范化，使得其中心位于A/D转换器的最优分辨率窗口，或通过调整提供给A/D转换器的电压基准。 

一种过程变量变送器，从传感器接收传感器输入信号，所述传感器感测过程变量并提供具有指示所述过程变量的模拟信号电平的传感器输入信号，其特征在于，所述过程变量变送器包括：模数A/D转换器，以分辨率将所述传感器输入信号转换为数字值，其中，由所述A/D转换器能够获得的分辨率根据所述传感器输入信号的模拟信号电平和提供给所述A/D转换器的基准电压之间的预定关系而改变；处理器，耦合到所述A/D转换器，接收所述数字值，并基于所述数字值，通过过程控制环路来发送信息，所述处理器提供分辨率控制信号，以通过改变所述传感器输入信号的模拟信号电平或所述基准电压中的至少一项，来控制所述A/D转换器提供所述数字值的分辨率，以在给定所述传感器输入信号的模拟信号电平的情况下，将所述分辨率与所述传感器输入信号的模拟信号电平相匹配，使得所述A/D转换器以预定分辨率来提供所述数字值。 

上述过程变量变送器，其特征在于，所述A/D转换器包括可调整增益设置，所述可调整增益设置基于输入到所述A/D转换器的基准电压的一部分来设置所述A/D转换器的分辨率。 

上述过程变量变送器，其特征在于，所述处理器通过基于所测量的模拟输入信号的电平来改变所述可调整增益设置以改变分辨率，将所述分辨率与所述模拟信号电平相匹配。 

附图说明

图1是耦合到传感器的过程变量变送器的简化框图。 

图2是输入电压对分辨率的图。 

图3是图1所示的系统的简化框图，其中，A/D转换器具有可配置的分辨率设置。 

图4是对输入信号进行规范化的一个实施例的简化框图。 

图5A和5B是用于对输入信号进行规范化的一个实现的示意图。 

图6是通过改变对A/D转换器的电压基准来动态改变A/D分辨率的一个实施例的简化框图。 

图7是示出了系统的操作的一个实施例的简化流程图。 

具体实施方式