模拟变送器的硬件清零电路及模拟变送器制造技术

本实用新型专利技术提供一种模拟变送器的硬件清零电路及模拟变送器，该模拟变送器的硬件清零电路基于电压比较器加模拟开关的结构设计，先通过电压比较器将放大器的输出电压与基准电压进行比较，再根据电压比较器的比较结果对模拟开关的输出电压进行选择：当放大器的输出电压小于等于基准电压时，电压比较器输控制模拟开关对外输出4mA电流对应电压，驱动后续V/I转换电路输出4mA电流，起到小信号切除作用(即硬件清零)；当放大器的输出电压大于基准电压时，电压比较器控制模拟开关对外输出正常的电压放大信号。

【技术实现步骤摘要】
模拟变送器的硬件清零电路及模拟变送器
本技术涉及工业自动化
，特别是涉及一种模拟变送器的硬件清零电路及模拟变送器。
技术介绍
在工业自动化的智能式两线制仪器仪表中，4-20mA小电流输出是最简便的方式，如图1所示，其变送器将输入电压信号(mV)转化为4-20mA小电流输出的典型原理如下：微弱的输入电压信号经过放大器放大后输入至AD转换器进行模数转换，单片机再读取AD转换器的输出计算出电压值，并根据该电压值驱动DA转换器输出相应电压驱动V/I转换电路产生4-20mA电流。对于某些应用场合，比如流量测量，当管道内没有介质流动时，由于热噪声等效应致使输入电压信号(mV)的值不为零，而是有一个微小的值，使得输出电流不能稳定在4mA，因此通常当单片机检测到输入电压信号(mV)的值小于一定值时就控制DA转换器驱动V/I转换电路输出4mA电流，即俗称的小信号切除。对于包括单片机的智能式仪器仪表来说，小信号切除功能很容易实现；但没有单片机的纯硬件电路一般不具有小信号切除功能(即硬件清零功能)。因此，有必要对纯硬件电路的仪器仪表的电路结构做改进，使其具有硬件清零功能。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种针对纯硬件电路的清零技术方案，用于解决上述技术问题。为实现上述目的及其他相关目的，本技术提供一种模拟变送器的硬件清零电路，包括：电压比较器和模拟开关；所述电压比较器的同相输入端接基准电压，所述电压比较器的反相输入端接放大器的输出电压，所述电压比较器的输出端接所述模拟开关的控制端；所述模拟开关的第一输入端接所述放大器的输出电压，所述模拟开关的第二输入端接4mA电流对应电压，所述模拟开关的输出端输出电压信号。可选地，所述电压比较器包括运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻；第一正电源经依次串联的所述第一电阻、第二电阻后接地，所述运算放大器的同相输入端接所述第一电阻和所述第二电阻的公共端，所述运算放大器的反相输入端经所述第三电阻接所述放大器的输出电压，且所述运算放大器的反相输入端经所述第四电阻接所述运算放大器的输出端，所述运算放大器的输出端接所述模拟开关的控制端。可选地，所述运算放大器包括单电源运算放大器，所述单电源运算放大器的正电源引脚接第二正电源，所述单电源运算放大器的地引脚接地。可选地，所述运算放大器包括TLV2252、TLV2254中的至少一种。可选地，所述模拟开关包括单电源模拟开关，所述单电源模拟开关的正电源引脚接所述第二正电源，所述单电源模拟开关的地引脚接地。可选地，所述模拟开关包括二选一模拟开关，所述二选一模拟开关包括ADG619、ET3157或TS5A3154DCUR中的至少一种。此外，为实现上述目的及其他相关目的，本技术还提供一种模拟变送器，包括上述任意一项所述的模拟变送器的硬件清零电路，所述模拟变送器还包括放大器及V/I转换电路，所述放大器的输入端接输入电压信号，所述放大器的输出端分别接所述电压比较器的反相输入端及所述模拟开关的第一输入端，所述模拟开关的输出端接V/I转换电路。如上所述，本技术的模拟变送器的硬件清零电路，具有以下有益效果：基于电压比较器加模拟开关的结构设计，当放大器的输出电压小于等于基准电压时，电压比较器输出高电平，使得模拟开关的第二输入端与输出端接通，对外输出4mA电流对应电压，驱动后续V/I转换电路输出4mA电流，起到小信号切除作用(即硬件清零)；当放大器的输出电压大于基准电压时，电压比较器输出低电平，使得模拟开关的第一输入端与输出端接通，对外输出正常的电压放大信号。附图说明图1显示为智能式两线制仪器仪表中变送器测量输入电压(mV)的基本原理图。图2显示为本技术实施例中带硬件清零电路的模拟变送器测量输入电压(mV)的基本原理图。图3显示为本技术实施例中模拟变送器的硬件清零电路的电路图。附图标记说明R1第一电阻R2第二电阻R3第三电阻R4第四电阻U1运算放大器U2模拟开关DVCC_1第一正电源DVCC_2第二正电源Vo放大器的输出电压V1去V/I转换电路的电压B1(IN1)模拟开关的第一输入端B2(IN2)模拟开关的第二输入端A模拟开关的输出端S模拟开关的控制端1运算放大器的输出端2运算放大器的反相输入端3运算放大器的同相输入端4运算放大器的地引脚8运算放大器的正电源引脚具体实施方式如前述在
技术介绍
中所提及的，没有单片机的纯硬件电路仪器仪表一般不具有小信号切除功能(即硬件清零功能)。基于此，本技术提出一种模拟变送器的硬件清零技术方案，通过电压比较器加模拟开关的结构设计，当放大器的输出电压小于等于基准电压时，电压比较器控制模拟开关对外输出4mA电流对应电压，驱动后续V/I转换电路输出4mA电流，起到小信号切除作用(即硬件清零)；当放大器的输出电压大于基准电压时，电压比较器控制模拟开关对外输出正常的电压放大信号。以下通过特定的具体实例说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点与功效。本技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图2至图3。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本技术的基本构想，遂图式中仅显示与本技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本技术所揭示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内。如图2及图3所示，本技术提供一种模拟变送器的硬件清零电路，其包括：电压比较器和模拟开关U2；电压比较器的同相输入端接基准电压(图3中第一电阻R1和第二电阻R2的公共端电压)，电压比较器的反相输入端接放大器的输出电压Vo，电压比较器的输出端接模拟开关U2的控制端；模拟开关U2的第一输入端接放大器的输出电压Vo，模拟开关U2的第二输入端接4mA电流对应电压，模拟开关U2的输出端输出电压信号V1。可选地，如图3所示，电压比较器包括运算放大器U1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4；第一正电源DVCC_1(如2.5V)经依次串联的第一电阻R1、第二电阻R2后接地，运算放大器U1的同相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模拟变送器的硬件清零电路，其特征在于，包括：电压比较器和模拟开关；/n所述电压比较器的同相输入端接基准电压，所述电压比较器的反相输入端接放大器的输出电压，所述电压比较器的输出端接所述模拟开关的控制端；/n所述模拟开关的第一输入端接所述放大器的输出电压，所述模拟开关的第二输入端接4mA电流对应电压，所述模拟开关的输出端输出电压信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种模拟变送器的硬件清零电路，其特征在于，包括：电压比较器和模拟开关；
所述电压比较器的同相输入端接基准电压，所述电压比较器的反相输入端接放大器的输出电压，所述电压比较器的输出端接所述模拟开关的控制端；
所述模拟开关的第一输入端接所述放大器的输出电压，所述模拟开关的第二输入端接4mA电流对应电压，所述模拟开关的输出端输出电压信号。


2.根据权利要求1所述的模拟变送器的硬件清零电路，其特征在于，所述电压比较器包括运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻；
第一正电源经依次串联的所述第一电阻、第二电阻后接地，所述运算放大器的同相输入端接所述第一电阻和所述第二电阻的公共端，所述运算放大器的反相输入端经所述第三电阻接所述放大器的输出电压，且所述运算放大器的反相输入端经所述第四电阻接所述运算放大器的输出端，所述运算放大器的输出端接所述模拟开关的控制端。


3.根据权利要求2所述的模拟变送器的硬件清零电路，其特征在于，所述运算放大器包括单电源运算放大器，所述单...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵俊奎，邹明伟，张汝纹，
申请(专利权)人：重庆川仪自动化股份有限公司，
类型：新型
国别省市：重庆;50