专利名称：智能温度隔离变送器的制作方法
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。C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"， "+，，，"画"，"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。
图1为智能温度隔离变送器原理框图。
3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PtlOO 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PtlOO铂电阻电源端，即高端D点。设导线A、 B、 C导线的电阻为i ，铂 电阻的电阻为&，恒流为八则ADO的电压为乙"AD1的电压为^。
图1中，^'的电压大小，由PtlOO钼电阻产生的电压和C导线电阻产生的 电压之和。乙的电压大小则由PtlOO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l，就可以方便地求出PtlOO铂电阻 所产生的电压「"。<formula>formula see original document page 4</formula>图2中^的电压与图1中的^的电压相同，但^的电压仅由C导线的电
阻产生。这样，PtlOO钼电阻所产生的电压^':
<formula>formula see original document page 4</formula>
在理论上，图1图2的Ptl00铂电阻所产生的电压「"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^2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&i， ^中均包含了Ptl00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。
本智能温度隔离变送器，采用C8051F350CPU，利用CPU本身自带的DA 恒流(输出电流大小为DC0-2mA)输出转换功能，直接作为激励PtlOO铂电阻的恒流信号，软件可编程的输出电流大小，可以随不同测温范围进行相应的数 字调整，使Pt100铂电阻产生的满度电压信号正好符合AD采样的电压范围得到 最大的采样分辨率。避免采用外围恒流电路，节省成本。
分别利用C8051F350CPU本身的两路24位AD转换通道，按照图1接线。 因C8051F350CPU的AD转换通道，内部含有可变增益(PGA)放大单元，可对电 压直接^， ^进行采样，通过软件利用公式1进行数字计算。
利用C8051F350CPU的可编程计数阵列的脉宽调制(PWM)功能，采用脉 宽调制，利用光电隔离器件送出隔离的DC4-20mA信号。
如图1所示，利用4按键"SET" , "+"， "-"， "STORE"通过软件进行零点、 满度校准和利用4按键进行输出的零点DC4mA和满度DC20mA设置。
利用两位LED数码管进行分时显示温度值，也可显示恒流输出值、PtlOO 电阻阻值和电线电阻值。
权利要求1、一种智能温度隔离变送器，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。
2、 如权利要求1所述的智能温度隔离变送器，其特征在于温度传感器为 Ptl00钼电阻。
3、 如权利要求1所述的智能温度隔离变送器，其特征在于所述的单片机为C8051F350CPU。
专利摘要一种智能温度隔离变送器，应用在工业现场，是既具有温度测量又具有隔离变送功能的测量仪表。温度传感器为Pt100铂电阻，采用三线制进行测量，即恒流供电导线，补偿导线和地线，采用高电位，简称高端补偿导线的连接方法，补偿导线接在Pt100铂电阻电源端，可实现准确补偿，测量误差小。同时利用4按键进行零点满度数字校准，并利用单片机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。
文档编号G01K7/16GK201311329SQ20082023156
公开日2009年9月16日 申请日期2008年12月9日 优先权日2008年12月9日
发明者丁金华 申请人:大连工业大学