今天為大家介紹一項國家發明授權專利——一種溫度變送器。該專利由福建順昌虹潤精密儀器有限公司申請，并于2018年6月1日獲得授權公告。

內容說明

本發明涉及工業數據的采集與變送輸出領域，特別是指一種溫度變送器。

發明背景

溫度變送器作為一種溫度信號轉換儀表，安裝于溫度傳感器頂端的一次儀表殼內， 主要是用于接收溫度傳感器采集的溫度信號并將溫度傳感器采集的溫度信號轉換為標準的模擬信號如4-20mA的信號。溫度傳感器及其頂端固定的溫度變送器大都工作在高溫環境中，操作人員一般難以靠近，這給后期調試工作帶來了極大的麻煩，且現有溫度變送器內大都采用由溫度傳感器構成的橋式采樣電路，然而橋式采樣電路與其它信號采樣電路無關聯，因此，溫度變送器的橋式采樣電路無法實現多種信號的接入，可接入的信號單一，另，輸入溫度變送器的溫度信號易被工業強電干擾，最終使測量的溫度產生偏差或跳動。

發明內容

本發明的目的在于提供一種溫度變送器。

圖為本發明功能結構框圖。

一種溫度變送器，包括采集電路、ADC模數轉換電路、光電隔離電路、室溫檢測電路、處理器、4-20mA環路電流電路和HART通訊電路，采集電路為分壓采集電路，采集電路包括串聯的溫度傳感器R1和接地電阻R2，溫度傳感器R1自由端接入一固定電壓，溫度傳感器R1與接地電阻R2的中間點電壓作為采集電路的輸出電壓，分壓采集電路依次與ADC模數轉換電路、光電隔離電路通訊連接，光電隔離電路、室溫檢測電路和4-20mA環路電流電路均與處理器通訊連接，HART通訊電路與處理器雙向通訊連接，4-20mA環路電流電路還與HART通訊電路連接形成電路回路。

其中：采集電路用于將溫度傳感器隨溫度變化而變化的感應值轉化為電壓值；ADC模數轉換電路用于將采集電路采集的電壓值的模擬信號轉化為數字信號；光電隔離電路用于對ADC模數轉換電路輸出的數字信號進行隔離傳輸，減少干擾信號；室溫檢測電路用于檢測溫度傳感器連接點的環境溫度信號，在溫度傳感器為熱電偶時，用作熱電偶的冷端補償溫度值，用于最終溫度值的計算中；處理器用于接收光電隔離電路、室溫檢測電路輸送的信號并進行計算處理，根據計算的結果發送相關信號給4-20mA環路電流電路，通過HART通訊電路與外部設備進行通訊；4-20mA環路電流電路接收處理器發送的相關信號，并將該相關信號轉換為模擬信號，以產生4-20mA內隨檢測溫度變化而呈線性變化的環路電流信號，且該環路電流信號流經HART通訊電路；HART通訊電路用于將4-20mA環路電流電路產生的環路電流信號傳輸出去，以及實現處理器與外部設備間數字信號的相互傳輸。

本發明所述的溫度變送器，具有以下優點：1)采集電路采用分壓采集電路，結構簡單，且相比橋式采集電路，因在溫度傳感器R1自由端電壓固定，熱電偶信號、熱電阻信號均可共用該固定的電壓，因此，本發明存在不同信號的共享資源，能夠支持更多信號的接入；2)設置了室溫檢測電路，時時檢測溫度傳感器連接點的環境溫度信號， 在接入的溫度傳感器為熱電偶時，用作熱電偶的冷端補償溫度，室溫檢測電路檢測的環境溫度值用于最終溫度值的計算中，在接入的溫度傳感器為熱電阻時，室溫檢測電路檢測的環境溫度值不會被處理器用在最終溫度值的計算中，相比現有不帶室溫檢測電路，接入的溫度傳感器只能為熱電阻的溫度變送器，本發明接入的溫度傳感器既可為熱電阻，也可為熱電偶，或是用于測量液位的線性電阻，如此，可適應更多不同信號的接入；3)設置了HART通訊電路，通過HART通訊電路可與外部設備通訊，從而可實現遠程調試，以進行參數的修改，同時，可將4-20mA環路電流電路上產生的環路電流信號(即代表最終溫度值的信號)傳輸出去，如此，避免現有溫度變送器無法在線調度且只能近距離讀數的尷尬，使檢測工作特別是后期調試工作更方便；4)相比現有溫度變送器，增設了光電隔離電路，加強抗干擾能力，減弱工業強電干擾，使得最終檢測的溫度值更準確。