[发明专利]高精度多功能模拟信号隔离变换器及其变换方法

说明书

本发明是一种高精度多功能模拟信号隔离变换器及其变换方法，该变换器包括：宽输入电源模块、多功能输入模块、处理模块、输出模块和运算放大器；所述宽输入电源模块与多功能输入模块、处理模块和输出模块相连接；其中，宽输入电源模块包括宽输入电源电路；多功能输入模块包括多功能输入电路；处理模块包括数据采样电路、标幺化电路、信号变换电路；输出模块包括电压输出电路和电流输出电路；内部各类信号通过所述标幺化电路标幺化成电压统一信号，通过DIP开关实现电压输出和电流输出，运算放大器用于电气隔离。本发明可实现在复杂工况下应用、高抗干扰能力、高电气性能如转换精度并可减少发热量、提高寿命和减少制造成本。

技术领域

本发明涉及一种模拟信号隔离变换器。

背景技术

在发明名称为“机车压力变换器”的第CN200820167253.8号中国实用新型专利申请中公开一种机车压力变换器，其包括带压力敏感元件的头部组件、信号处理电路、电气输出接头、机械接口和外壳，所述的压力敏感元件为陶瓷敏感元件。由于采用陶瓷传感器，其没有液体的传递作用，无任何填充液，不会产生污染，且电气绝缘程度好，输出信号强，长期稳定性好；由于电气输出接头连接在外壳中部，减小了整个压力变换器的长度，因此可用于较短的空间中；由于头部组件的头部连接缓冲螺杆，因此能够起到缓冲作用，防止头部因冲力过大而损坏。

在发明名称为“一种核级温度变换器”的第CN200420033762.3号中国实用新型专利申请中公开一种核级温度变换器，包括接线盒、置于接线盒内的变换器电路板，其特点是：变换器电路板的信号传输线，通过与所述接线盒依次相连接的防水接头和密封金属软管引出，置于密封金属软管另一端的防水接头与设备相接；在接线盒连传感器的端口置有密封接头。防水接头的端部有一外凸的球型接头，接线盒连接端有一凹状球面，外凸球型接头和凹状球面由紧固件六角螺母紧固贴合。密封接头在接线盒的端口置有凹槽，凹槽内置有金属密封圈，接线盒端口与密封螺母相连接。本实用新型的积极效果是：防水接头的球面密封独特设计，密封接头中的端口凹槽，凹槽内的金属密封圈，使仪表密封性好，耐高温、耐高压、耐潮湿、抗辐照性能好，适用于核电工况条件。

在发明名称为“整体式电容物位变换器”的第CN200620047337.9号实用新型专利申请中公开了一种整体式电容物位变换器，其特点是变换器不带指示仪表，它的电子转换器外壳与传感器是整体结构，电子转换器的外壳焊接在传感器连接件的端面上。其优点是：结构简单，零件少，体积小，成本低，防水防腐防爆，适用范围广，特别适用于无须现场显示测量值的小型被测容器，以及安装空间狭窄、安装地环境恶劣(潮湿、灰尘等)或有防爆要求的场合。

由于工业现场的环境条件是很复杂的，各种干扰包括天体放电干扰、电磁电火花放电干扰、电气设备频率干扰、感应干扰通过不同的耦合方式如电容耦合、电磁耦合、共阻抗耦合、漏电流耦合而进入测量系统，使测量结果偏离准确值，严重时会让测量系统不能工作，因此要对工业信号进行干扰抑制，也就是采取隔离措施。隔离就是破坏干扰途径、切断干扰耦合通道，从而达到抑制干扰的一种技术措施。另一方面，工业现场信号种类繁多，需要将各种物理量转换成标准的工业控制信号：比如温度信号转换成4-20mA信号，交流800V电压信号转换成0-10V信号、直流1A电流信号转换成0-5V信号等。隔离放大器起到信号标准化及信号转换放大作用、远传作用、保安作用等。现有的信号隔离变换器的连接如图1所示，现场各种模拟传感器连接信号隔离变换器，信号隔离变换器连接PLC、DCS等处理系统。

上述现有技术均不能适应在复杂工况下应用，并不具备高抗干扰能力、高电气性能如高转换精度等、低发热量的特点。

发明内容

本发明的目的是提供一种高精度多功能模拟信号隔离变换器，可实现在复杂工况下应用、高抗干扰能力、高电气性能如转换精度并可减少发热量、提高寿命和减少制造成本。