一種鉑電阻和模擬電流變送電路的製作方法

2023-06-04 01:58:31

專利名稱：一種鉑電阻和模擬電流變送電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種工業生產領域模擬傳感器所配備的送變器，具體為一種具有鉬電阻溫度測量和4 20mA模擬電流測量能力並可進行測量通道選擇的變送電路。
技術背景·[0002]工業生產過程的「儀表自動化」是當今工業發展的趨勢，檢測是生產過程的重要環節，它是實現自動調節和控制的基礎。只有檢測的信息精確、可靠，並達到工業生產的要求，才能作為計算參數或控制作用的參數再反饋到工業生產過程中去。在工業測量及控制方面，溫度、壓力、流量、熱量等通用模擬量廣泛採用鉬電阻測量和4 20mA電流信號形式來傳輸。工業上普遍需要測量各類非電物理量，例如溫度、壓力、速度、流量等，都需要轉換成模擬量電信號才能傳輸到幾百米外的控制室或顯示設備上，這種將物理量轉換成電信號的設備稱為變送器。目前常用的一些模擬量變送器一般只具有鉬電阻溫度測量或4 20mA模擬電流測量功能，極少有兼容鉬電阻溫度測量和4 20mA模擬電流綜合測量、並可以根據用戶需求進行靈活通道選擇的新型鉬電阻和模擬電流變送電路。目前的很多模擬量變送器雖然測量路數可根據應用需求選擇，但是一般不採用模塊化方式，用戶很難將模擬量變送器集成到自己的電路或機箱內，只能使用外置機箱方式，使用起來並不是很方便，而且價格昂貴，性價比較低。
發明內容本實用新型針對現有技術的不足，提供了一種鉬電阻和模擬電流變送電路。本實用新型涉及的一種鉬電阻和模擬電流變送電路可將鉬電阻溫度轉化為O 3. 3V線性電壓和4 20mA線性電流，並且將4 20mA模擬電流轉化為O 3. 3V線性電壓和4 20mA電流環出，變送電路採用5V、12V、-12V供電，一線控制接口選擇測量通道。本實用新型包括鉬電阻測量電路、模擬電流測量電路、測量通道選擇電路、電壓電流轉換電路、電壓值輸出接口、電流值輸出接口、測量通道選擇接口和多電源供電接口。所述的鉬電阻測量電路包括第一晶片IC1、第二晶片IC2、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻R10、第i^一電阻R11、第十二電阻R12組成；第一晶片ICl為一個可調節基準源晶片，第一晶片ICl的6腳與地連接,第一晶片ICl的I腳、8腳與第一電阻Rl的一端、第三電阻R3的一端、第四電阻R4的一端連接；第一電阻Rl的另一端與第二電阻R2的一端、第二電阻R2的可變電阻端、第五電阻R5的一端連接；第三電阻R3的另一端與5V外部電源VCC5連接；第四電阻R4的另一端與鉬電阻輸入端PT100、第六電阻R6的一端連接；第五電阻R5的另一端與第二晶片IC2的6腳、第八電阻R8的一端連接；第六電阻R6的另一端與第二晶片IC2的5腳、第七電阻R7的一端連接；第七電阻R7的另一端接地連接；第八電阻R8的另一端與第二晶片IC2的7腳、第九電阻R9的一端連接；第九電阻R9的另一端與第二晶片IC2的3腳連接；第十電阻RlO的一端與第二晶片IC2的2腳、第i^一電阻Rll的一端連接；第十一電阻Rll的另一端與第十二電阻R12的一端連接；第十二電阻R12的另一端與第二晶片IC2的I腳連接，輸出鉬電阻轉換電壓Vl ;第二晶片IC2的4腳與-12V外部電源VDD12連接；第二晶片IC2的8腳與12V外部電源VCC12連接；第一晶片ICl的2腳、3腳、4腳、5腳和7腳懸空。所述的模擬電流測量電路包括第三晶片IC3、第十三電阻R13、第十四電阻R14、第十五電阻R15、第十六電阻R16、第十七電阻R17、第十八電阻R18、第十九電阻R19、第二十電阻R20、肖特基二極體Dl組成；肖特基二極體Dl的負極與5V外部電源VCC5、第十四電阻R14的一端連接；肖特基二極體Dl的正極與第十三電阻R13的一端連接並接地；第十三電阻R13的另一端與模擬電流輸入端IIN、第十七電阻R17的一端連接；第十四電阻R14的另一端接地連接，第十四電阻R14的可變電阻端與第十五電阻R15的一端連接；第十五電阻R15的另一端與第三晶片IC3的2腳、第十六電阻R16的一端、第十八電阻R18的一端連接；第十六電阻R16的另一端接地連接；第十七電阻R17的另一端與第三晶片IC3的3腳連接；第三晶片IC3的8腳與12V外部電源VCC12連接，4腳與-12V外部電源VDD12連接，I腳與第二十電阻R20的一端連接；第十八電阻R18的另一端與第十九電阻R19的一端連接，第·十九電阻R19的另一端與第二十電阻R20的另一端連接，輸出模擬電流轉換電壓V2。所述的測量通道選擇電路包括第四晶片IC4和第五晶片IC5 ;第四晶片IC4的I腳與鉬電阻轉換電壓Vl連接，4腳與和模擬電流轉換電壓V2連接，2腳和3腳連接在一起作為輸出轉換電壓V0UT，7腳接地，14腳與5V外部電源VCC5連接，5腳與反向控制CB連接，13腳與外部控制端Control連接，6腳、8腳、9腳、10腳、11腳和12腳懸空；第五晶片IC5的7腳接地，14腳與5V外部電源VCC5連接，2腳與反向控制CB連接，I腳與外部控制端Control連接，3腳、4腳、5腳、6腳、8腳、9腳、10腳、11腳、12腳和13腳懸空。所述的電壓電流轉換電路包括第六晶片IC6、第二^^一電阻R21、第二十二電阻R22、第二十三電阻R23、第二十四電阻R24、第二十五電阻R25、第二十六電阻R26、第二十七電阻R27、第二十八電阻R28、第二十九電阻R29、第三十電阻R30、第三i^一電阻R31、第三十二電阻R32、第三十三電阻R33、第三十四電阻R34、第三十五電阻R35、第三十六電阻R36、第三十七電阻R37、第三十八電阻R38、第三十九電阻R39、第四十電阻R40、第一場效應管Tl、第二場效應管T2組成；12V外部電源VCC12分別與第二i^一電阻R21的一端、第二十四電阻R24的一端、第三十三電阻R33的一端、第三十八電阻R38的一端、第三十九電阻R39的一端連接；第三十八電阻R38的另一端與第六晶片IC6的7腳、第二場效應管T2的柵極連接；第三十九電阻R39的另一端與第二場效應管T2的漏極、第三十五電阻R35的一端連接；第二i^一電阻R21的另一端與第二十二電阻R22的一端連接，第二十二電阻R22的另一端與第二十三電阻R23的一端、第六晶片IC6的2腳連接；第二十三電阻R23的另一端與第二十六電阻R26的一端連接，第二十六電阻R26的另一端與第二十七電阻R27的一端連接，第二十七電阻R27的另一端與第二十八電阻R28的一端連接，第二十八電阻R28的另一端與第一場效應管Tl的源極、第三十電阻R30的一端連接；第三十電阻R30的另一端與第三i^一電阻R31的一端連接，第三i^一電阻R31的另一端與第三十二電阻R32的一端連接，第三十二電阻R32的另一端與第三十七電阻R37的一端、第三十六電阻R36的一端連接並接地連接；第二十四電阻R24的另一端與第二十五電阻R25的一端、第六晶片IC6的3腳連接，第二十五電阻R25的另一端與輸出轉換電壓VOUT連接；第六晶片IC6的8腳與12V外部電源VCC12連接，4腳與-12V外部電源VDD12連接，I腳與第二十九電阻R29的一端、第一場效應管Tl的柵極連接；第二十九電阻R29的另一端接地；第三十三電阻R33的另一端與第三十四電阻R34的一端、第一場效應管Tl的漏極連接，第三十四電阻R34的另一端與第三十六電阻R36的另一端和第六晶片IC6的5腳連接；第三十五電阻R35的另一端與第三十七電阻R37的另一端和第六晶片IC6的6腳連接；第二場效應管T2的源極與第四十電阻R40的一端連接，第四十電阻R40的另一端作為輸出轉換電流IOUT。所述的電壓值輸出接口、電流值輸出接口、測量通道選擇接口和多電源供電接口選用第一排針Pl和第二排針P2 ;第一排針Pl的I腳與5V外部電源VCC5連接，3腳接地GND連接，5腳與模擬電流輸入端IIN連接，7腳與鉬電阻輸入端PT100連接，9腳與外部控制端Control連接；第二排針P2的2腳與12V外 部電源VCC12連接，4腳與-12V外部電源VDD12連接，6腳與輸出轉換電流IOUT連接，8腳接地GND連接，10腳與輸出轉換電壓VOUT連接；電壓值輸出接口包括輸出轉換電壓VOUT和地GND，電流值輸出接口包括輸出轉換電流IOUT和地GND，測量通道選擇接口包括外部控制端Control和地GND，多電源供電接口包括5V外部電源VCC5、12V外部電源VCC12、-12V外部電源VDD12和地GND。本實用新型中的第一晶片IC1、第二晶片IC2、第三晶片IC3、肖特基二極體D1、第四晶片IC4、第五晶片IC5、第六晶片IC6、第一場效應管Tl、第二場效應管T2均米用成熟產品；第一晶片ICl為可調節基準源晶片，採用德州儀器公司的TL431 ;第二晶片IC2為運算放大器，採用ST半導體公司的LM358D ;第三晶片IC3為運算放大器，採用ST半導體公司的LM358D ；肖特基二極體Dl採用FAIRCHILD公司的1N4733A ;第四晶片IC4為模擬開關晶片，採用INTERSL公司的⑶4066 ;第五晶片IC5為反向器晶片，採用美國國家半導體公司的74HC04 ;第一場效應管Tl採用ST公司的IRF540，第二場效應管T2採用ST公司的IRF9540 ；第六晶片IC6為運算放大器，採用ST半導體公司的LM358D。與背景技術相比較，本實用新型綜合鉬電阻溫度測量和4 20mA模擬電流測量能力，並可根據用戶需求靈活進行測量通道選擇，具有精度高、體積小、模塊化、成本低、穩定性高等特點，使用非常方便，只需很少外部元件，直接就可以將本實用新型電路模塊嵌入到實際系統中，實現鉬電阻溫度信號轉換為標準電壓和電流信號，4 20mA模擬電流轉換為標準電壓信號和環出信號，可以廣泛應用於工業生產領域的溫度、壓力、流量、熱量等常用量測量。

圖I為本實用新型的結構示意圖；圖2為圖I中的鉬電阻測量電路結構示意圖；圖3為圖I中的模擬電流測量電路結構示意圖；圖4為圖I中的測量通道選擇電路結構示意圖；圖5為圖I中的電壓電流轉換電路結構示意圖；圖6為圖I中的電壓值輸出接口、電流值輸出接口、測量通道選擇接口和雙電源供電接口結構示意圖；圖7為第一種鉬電阻溫度測量與理論值比較結果圖；圖8為第二種鉬電阻溫度測量與理論值比較結果圖；[0020]圖9為第一種4_20mA模擬電流測量與理論值比較結果圖；圖10為第二種4_20mA模擬電流測量與理論值比較結果圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。如圖I所示，本實用新型主要由鉬電阻測量電路I、模擬電流測量電路2、測量通道選擇電路3、電壓電流轉換電路4、電壓值輸出接口 6、電流值輸出接口 5、測量通道選擇接口7和多電源供電接口 8組成。模擬電流測量電路、鉬電阻測量電路、測量通道選擇電路、電壓電流轉換電路為本實用新型的核心部分，電壓值輸出接口、電流值輸出接口、測量通道選擇接口和多電源供電接口為外圍接口部分，主要由一些接插件構成。如圖2所示，所述的鉬電阻測量電路利用鉬電阻將溫度信號轉化為阻值信號，再 利用恆定電流通過鉬電阻，將阻值信號轉化為電壓信號，主要包括第一晶片ICU第二晶片IC2、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻R10、第i^一電阻R11、第十二電阻R12。第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻R10、第i^一電阻R11、第十二電阻R12的阻值分別是1K，200，100，IK, 10K, 10K, 100K, 100K, 10K, 10K, 30K, 5K。第一晶片 ICl 採用德州儀器公司的可調節基準源晶片TL431，TL431是一個有良好熱穩定性能的三端可調分流基準源。第一晶片ICl的6腳接地，I腳、8腳與第一電阻R1、第三電阻R3、第四電阻R4連接，第一電阻R1、第三電阻R3、第四電阻R4連接的另一端分別與第二電阻R2的一個固定端、5V外部電源VCC5、鉬電阻輸入端PT100連接。第一晶片ICl結合外圍電阻構成了一個恆流源電路，根據計算可得電流值為2. 27mA。第二電阻R2的另一個固定端與地連接，第二電阻R2的可調端與第五電阻R5的一端連接,第五電阻R5的另一端與第二晶片IC2的6腳連接；鉬電阻輸入端PT100與第六電阻R6的一端連接，第六電阻R6的另一端與第二晶片IC2的5腳和第七電阻R7的一端連接，第七電阻R7的另一端與地連接。通過恆流源電路轉化過來的電壓信號值很小不易檢測，本實用新型通過差分放大器產生放大的差分電壓信號。第二晶片IC2為ST半導體公司的運算放大器LM358D，LM358內部包括有兩個獨立的、高增益、內部頻率補償的雙運算放大器，本實用新型採用正負12V雙電源供電方式，8腳與12V外部電源VCC12連接，4腳與-12V外部電源VDD12連接，6腳與第八電阻R8的一端連接，第八電阻R8的另一端與第二晶片IC2的7腳連接；第二晶片IC2的7腳與第九電阻R9的一端連接，第九電阻R9的另一端與第二晶片IC2的3腳連接；第二晶片IC2的2腳與第十電阻RlO和第i^一電阻Rll的一端連接，第十電阻RlO的另一端與地連接，第十一電阻Rll的另一端與第十二電阻R12的一端連接，第十二電阻R12的另一端與第二晶片IC2的I腳連接，為鉬電阻轉換電壓VI。第二晶片IC2的A部分IC2-A構成差分電路，第二晶片IC2的B部分IC2-B構成負反饋放大電路。如圖3所示，所述的模擬電流測量電路通過電阻將模擬電流轉換為電壓值，然後通過負反饋放大電路進行電壓放大，主要包括第三晶片IC3、第十三電阻R13、第十四電阻R14、第十五電阻R15、第十六電阻R16、第十七電阻R17、第十八電阻R18、第十九電阻R19、第二十電阻R20、肖特基二極體D1。第十三電阻R13、第十四電阻R14、第十五電阻R15、第十六電阻R16、第十七電阻R17、第十八電阻R18、第十九電阻R19、第二十電阻R20的阻值分別為100，IK, 100K, 100K, 1K，50K，3K，IK 歐姆。肖特基二極體Dl 採用 FAIRCHILD 公司的 1N4733A,起保護作用，負極連接5V外部電源VCC5，正極連接地和第十三電阻Rl3的一端，第十三電阻R13的另一端連接模擬電流輸入端IIN。第十四電阻R14的一個固定端連接5V外部電源VCC5,另一個固定端連接地,可調端連接第十五電阻R15的一端；第十五電阻R15的另一端連接第三晶片IC3的2腳和第十六電阻R16的一端，第十六電阻R16的另一端與地連接；第十七電阻R17的一端與5V外部電源VCC5連接，另一端與第三晶片IC3的3腳連接。第三晶片IC3採用ST半導體公司的運算放大器LM358D，本實用新型採用正負12V雙電源供電方式，8腳與12V外部電源VCC12連接，4腳與-12V外部電源VDD12連接，2腳與第十八電阻R18的一端連接，第十八電阻R18的另一端與第十九電阻R19的一端連接，第十九電阻R19的另一端與模擬電流轉換電壓V2連接；第三晶片IC3的I腳與第二十電阻R20的一端連接，第二十電阻R20的另一端與模擬電流轉換電壓V2，構成了一個負反饋放大器。如圖4所示，所述的測量通道選擇電路包括第四晶片IC4和第五晶片IC5，第四晶片IC4為模擬開關晶片，採用INTERSL公司的⑶4066 ;第五晶片IC5為反向器晶片，採用美 國國家半導體公司的74HC04。第四晶片IC4的I腳和4腳分別與鉬電阻轉換電壓Vl和模擬電流轉換電壓V2連接，2腳和3腳連接在一起作為輸出轉換電壓VOUT，7腳接地，14腳接5V外部電源VCC5，5腳接反向控制CB，13腳接外部控制端Control ;第五晶片IC5的7腳接地，14腳接5V外部電源VCC5，2腳接反向控制CB，I腳接外部控制端Control，第四晶片IC4和第五晶片IC5的其餘管腳懸空。外部控制端Control為5V時，通過反向器晶片IC5，反向控制CB為0V，反之，外部控制端Control為OV時，通過反向器晶片IC5，反向控制CB為5V。外部控制端Control和反向控制CB聯合作用模擬開關晶片，使得輸出轉換電壓VOUT切換為鉬電阻轉換電壓Vl或模擬電流轉換電壓V2。如圖5所示，所述的電壓電流轉換電路通過運算放大器將電壓值轉換為4_20mA模擬電流值，根據理論計算輸出範圍為4. 11 -20. 07mA，主要包括第六晶片IC6、第二i^一電阻R21、第二十二電阻R22、第二十三電阻R23、第二十四電阻R24、第二十五電阻R25、第二十六電阻R26、第二十七電阻R27、第二十八電阻R28、第二十九電阻R29、第三十電阻R30、第三i^一電阻R31、第三十二電阻R32、第三十三電阻R33、第三十四電阻R34、第三十五電阻R35、第三十六電阻R36、第三十七電阻R37、第三十八電阻R38、第三十九電阻R39、第四十電阻R40、第一場效應管Tl、第二場效應管T2。第二 i^一電阻R21、第二十二電阻R22、第二十三電阻R23、第二十四電阻R24、第二十五電阻R25、第二十六電阻R26、第二十七電阻R27、第二十八電阻R28、第二十九電阻R29、第三十電阻R30、第三i^一電阻R31、第三十二電阻R32、第三十三電阻R33、第三十四電阻R34、第三十五電阻R35、第三十六電阻R36、第三十七電阻R37、第三十八電阻R38、第三十九電阻R39、第四十電阻R40分別為100K，100K, 51K，1M，1M，22K, 500，100K, 1K, 100，75，18，100，10K, 10K, 51K, 51K, 1K, 100，100 歐姆。第一場效應管 Tl採用ST公司的IRF540，第二場效應管T2採用ST公司的IRF9540。12V外部電源VCC12分別與第二i^一電阻R21、第二十四電阻R24、第三十三電阻R33、第三十八電阻R38、第三十九電阻R39的一端連接，第三十八電阻R38的另一端與第六晶片IC6的7腳連接，第三十九電阻R39的另一端與第二場效應管T2的漏極連接；第二十一電阻R21的另一端與第二十二電阻R22的一端連接，第二十二電阻R22的另一端與第二十三電阻R23的一端和第六晶片IC6的2腳連接；第二十三電阻R23的另一端與第二十六電阻R26的一端連接，第二十六電阻R26的另一端與第二十七電阻R27的一端連接，第二十七電阻R27的另一端與第二十八電阻R28的一端連接，第二十八電阻R28的另一端與第一場效應管Tl的源極和第三十電阻R30的一端連接，第三十電阻R30的另一端與第三i^一電阻R31的一端連接，第三i^一電阻R31的另一端與第三十二電阻R32的一端連接，第三十二電阻R32的另一端與地連接；第二十四電阻R24的另一端與第二十五電阻R25的一端和第六晶片IC6的3腳連接,第二十五電阻R25的另一端與輸出轉換電壓VOUT連接。第六晶片IC6為運算放大器，採用ST半導體公司的LM358D，本實用新型採用正負12V雙電源供電方式，8腳與12V外部電源VCC12連接，4腳與-12V外部電源VDD12連接，I腳與第二十九電阻R29的一端和第一場效應管Tl的柵極連接，第二十九電阻R29的另一端與地連接；第三十三電阻R33的另一端與第三十四電阻R34的一端和第一場效應管Tl的漏極連接，第三十四電阻R34的另一端與第三十六電阻R36的一端和第六晶片IC6的5腳連接，第三十六電阻R36的另一端與地連接；第三十九電阻R39的另一端與第三十五電阻R35的一端連接，第三十五電阻R35的另一端與第三十七電阻R37的一端和第六晶片IC6的6腳連接，第三十七電阻R37的另一端與地連接；第六晶片IC6的7腳與第二場效應管T2的柵極連接，第二場效應管T2的源極與第四十電阻R40的一端連接，第四十電阻R40的另一端作為輸出轉換電流I0UT。·如圖6所示，所述的電壓值輸出接口、電流值輸出接口、測量通道選擇接口和多電源供電接口為第一排針Pl和第二排針P2。第一排針Pl的第1、3、5、7、9腳分別為5V外部電源VCC5、地GND、模擬電流輸入端IIN、鉬電阻輸入端PT100和外部控制端Control，第二排針P2的第2、4、6、8、10腳分別為12V外部電源VCC12連接、-12V外部電源VDD12、輸出轉換電流I0UT、地GND和輸出轉換電壓VOUT。電壓值輸出接口包括輸出轉換電壓VOUT和地GND,電流值輸出接口包括輸出轉換電流IOUT和地GND，測量通道選擇接口包括外部控制端Control和地GND，雙電源供電接口包括5V外部電源VCC5、12V外部電源VCC12連接、-12V外部電源VDD12和地GND。本實用新型所述的鉬電阻和模擬電流變送電路中鉬電阻溫度測量與理論值比較結果(轉化為0-3. 3V線性電壓和4-20mA線性電流)如圖7和圖8所示，誤差值滿足3%要求。本實用新型所述的鉬電阻和模擬電流變送電路中4_20mA模擬電流測量與理論值比較結果(轉化為0-3. 3V線性電壓和4-20mA電流環出)如圖9和圖10所示，誤差值滿足3%的要求。本實施例的具體技術指標如下(I)模擬電流範圍4 20mA ；(2)溫度測量範圍0 100°C ；(3)輸出電壓範圍0 3. 3V ;(4)環出電流範圍4 20mA ；(5 )模擬電流測量路數I路；( 6 )鉬電阻測溫路數I路；(7)測量誤差彡3%。
權利要求1.一種鉬電阻和模擬電流變送電路，包括鉬電阻測量電路、模擬電流測量電路、測量通道選擇電路、電壓電流轉換電路、電壓值輸出接口、電流值輸出接口、測量通道選擇接口和多電源供電接口，其特徵在於 所述的鉬電阻測量電路包括第一晶片IC1、第二晶片IC2、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻R10、第i^一電阻R11、第十二電阻R12組成；第一晶片ICl為一個可調節基準源晶片，第一晶片ICl的6腳與地連接,第一晶片ICl的I腳、8腳與第一電阻Rl的一端、第三電阻R3的一端、第四電阻R4的一端連接；第一電阻Rl的另一端與第二電阻R2的一端、第二電阻R2的可變電阻端、第五電阻R5的一端連接；第三電阻R3的另一端與5V外部電源VCC5連接；第四電阻R4的另一端與鉬電阻輸入端PT100、第六電阻R6的一端連接；第五電阻R5的另一端與第二晶片IC2的6腳、第八電阻R8的一端連接；第六電阻R6的另一端與第二晶片IC2的5腳、第七電阻R7的一端連接；第七電阻R7的另一端接地連接；第八電阻R8的另一端與第二晶片IC2的7腳、第九電阻R9的一端連接；第九電阻R9的另一端與第二晶片IC2的3腳連接；第十電阻RlO的一端與第二晶片IC2的2腳、第i^一電阻Rll的一端連接；第十一電阻Rll的另一端與第十二電阻R12的一端連接；第十二電阻R12的另一端與第二晶片IC2的I腳連接，輸出鉬電阻轉換電壓Vl ;第二晶片IC2的4腳與-12V外部電源VDD12連接；第二晶片IC2的8腳與12V外部電源VCC12連接；第一晶片ICl的2腳、3腳、4腳、5腳和7腳懸空；所述的模擬電流測量電路包括第三晶片IC3、第十三電阻R13、第十四電阻R14、第十五電阻R15、第十六電阻R16、第十七電阻R17、第十八電阻R18、第十九電阻R19、第二十電阻R20、肖特基二極體Dl組成；肖特基二極體Dl的負極與5V外部電源VCC5、第十四電阻R14的一端連接；肖特基二極體Dl的正極與第十三電阻R13的一端連接並接地；第十三電阻R13的另一端與模擬電流輸入端IIN、第十七電阻R17的一端連接；第十四電阻R14的另一端接地連接，第十四電阻R14的可變電阻端與第十五電阻R15的一端連接；第十五電阻R15的另一端與第三晶片IC3的2腳、第十六電阻R16的一端、第十八電阻R18的一端連接；第十六電阻R16的另一端接地連接；第十七電阻R17的另一端與第三晶片IC3的3腳連接；第三晶片IC3的8腳與12V外部電源VCC12連接，4腳與-12V外部電源VDD12連接，I腳與第二十電阻R20的一端連接；第十八電阻R18的另一端與第十九電阻R19的一端連接，第十九電阻R19的另一端與第二十電阻R20的另一端連接，輸出模擬電流轉換電壓V2 ； 所述的測量通道選擇電路包括第四晶片IC4和第五晶片IC5 ;第四晶片IC4的I腳與鉬電阻轉換電壓Vl連接，4腳與和模擬電流轉換電壓V2連接，2腳和3腳連接在一起作為輸出轉換電壓VOUT，7腳接地，14腳與5V外部電源VCC5連接，5腳與反向控制CB連接，13腳與外部控制端Control連接，6腳、8腳、9腳、10腳、11腳和12腳懸空；第五晶片IC5的7腳接地，14腳與5V外部電源VCC5連接，2腳與反向控制CB連接，I腳與外部控制端Control連接，3腳、4腳、5腳、6腳、8腳、9腳、10腳、11腳、12腳和13腳懸空； 所述的電壓電流轉換電路包括第六晶片IC6、第二十一電阻R21、第二十二電阻R22、第二十三電阻R23、第二十四電阻R24、第二十五電阻R25、第二十六電阻R26、第二十七電阻R27、第二十八電阻R28、第二十九電阻R29、第三十電阻R30、第三i^一電阻R31、第三十二電阻R32、第三十三電阻R33、第三十四電阻R34、第三十五電阻R35、第三十六電阻R36、第三十七電阻R37、第三十八電阻R38、第三十九電阻R39、第四十電阻R40、第一場效應管Tl、第二場效應管T2組成；12V外部電源VCC12分別與第二i^一電阻R21的一端、第二十四電阻R24的一端、第三十三電阻R33的一端、第三十八電阻R38的一端、第三十九電阻R39的一端連接；第三十八電阻R38的另一端與第六晶片IC6的7腳、第二場效應管T2的柵極連接；第三十九電阻R39的另一端與第二場效應管T2的漏極、第三十五電阻R35的一端連接；第二十一電阻R21的另一端與第二十二電阻R22的一端連接，第二十二電阻R22的另一端與第二十三電阻R23的一端、第六晶片IC6的2腳連接；第二十三電阻R23的另一端與第二十六電阻R26的一端連接，第二十六電阻R26的另一端與第二十七電阻R27的一端連接，第二十七電阻R27的另一端與第二十八電阻R28的一端連接，第二十八電阻R28的另一端與第一場效應管Tl的源極、第三十電阻R30的一端連接；第三十電阻R30的另一端與第Si電阻R31的一端連接，第三i^一電阻R31的另一端與第三十二電阻R32的一端連接，第三十二電阻R32的另一端與第三十七電阻R37的一端、第三十六電阻R36的一端連接並接地連接；第二十四電阻R24的另一端與第二十五電阻R25的一端、第六晶片IC6的3腳連接，第二十五電阻R25的另一端與輸出轉換電壓VOUT連接；第六晶片IC6的8腳與12V外部電源VCC12連接，4腳與-12V外部電源VDD12連接，I腳與第二十九電阻R29的一端、第 一場效應管Tl的柵極連接；第二十九電阻R29的另一端接地；第三十三電阻R33的另一端與第三十四電阻R34的一端、第一場效應管Tl的漏極連接，第三十四電阻R34的另一端與第三十六電阻R36的另一端和第六晶片IC6的5腳連接；第三十五電阻R35的另一端與第三十七電阻R37的另一端和第六晶片IC6的6腳連接；第二場效應管T2的源極與第四十電阻R40的一端連接，第四十電阻R40的另一端作為輸出轉換電流IOUT ； 所述的電壓值輸出接口、電流值輸出接口、測量通道選擇接口和多電源供電接口選用第一排針Pl和第二排針P2 ;第一排針Pl的I腳與5V外部電源VCC5連接，3腳接地GND連接，5腳與模擬電流輸入端IIN連接，7腳與鉬電阻輸入端PT100連接，9腳與外部控制端Control連接；第二排針P2的2腳與12V外部電源VCC12連接，4腳與-12V外部電源VDD12連接，6腳與輸出轉換電流IOUT連接，8腳接地GND連接，10腳與輸出轉換電壓VOUT連接；電壓值輸出接口包括輸出轉換電壓VOUT和地GND，電流值輸出接口包括輸出轉換電流IOUT和地GND，測量通道選擇接口包括外部控制端Control和地GND，多電源供電接口包括5V外部電源VCC5、12V外部電源VCCl2、-12V外部電源VDD12和地GND ； 所述的第一晶片ICl為可調節基準源晶片，採用德州儀器公司的TL431 ;第二晶片IC2為運算放大器，採用ST半導體公司的LM358D ;第三晶片IC3為運算放大器，採用ST半導體公司的LM358D ；肖特基二極體Dl採用FAIRCHILD公司的1N4733A ;第四晶片IC4為模擬開關晶片，採用INTERSL公司的⑶4066 ;第五晶片IC5為反向器晶片，採用美國國家半導體公司的74HC04 ;第一場效應管Tl採用ST公司的IRF540，第二場效應管T2採用ST公司的IRF9540 ;第六晶片IC6為運算放大器，採用ST半導體公司的LM358D。
專利摘要本實用新型涉及一種鉑電阻和模擬電流變送電路。目前的模擬量變送器功能比較單一。本實用新型主要由鉑電阻測量電路、模擬電流測量電路、測量通道選擇電路、電壓電流轉換電路、電壓值輸出接口、電流值輸出接口、測量通道選擇接口和多電源供電接口組成。模擬電流測量電路、鉑電阻測量電路、測量通道選擇電路、電壓電流轉換電路為本實用新型的核心部分，電壓值輸出接口、電流值輸出接口、測量通道選擇接口和多電源供電接口為外圍接口部分，主要由一些接插件構成。本實用新型綜合鉑電阻溫度測量和4～20mA模擬電流測量能力，並可進行測量通道選擇，具有精度高、體積小、模塊化、成本低、穩定性高等特點。
文檔編號G01D5/14GK202793423SQ20122047616
公開日2013年3月13日 申請日期2012年9月18日 優先權日2012年9月18日
發明者蔡文鬱, 張美燕 申請人:杭州電子科技大學