一种两线制多参量变送器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种两线制多参量变送器，一种两线制多参量变送器，包括压力传感器、差压传感器、温度传感器、NTC热敏电阻、差分放大电路、单端放大电路、ADC采集驱动电路、微处理器、显示单元、按键模块及供电电路，所述压力传感器、差压传感器、温度传感器分别与差分放大电路连接，所述NTC热敏电阻与单端放大电路连接，所述差分放大电路、单端放大电路经ADC采集驱动电路与微处理器连接，所述供电电路为两线制供电，包括供电电源、4

【技术实现步骤摘要】
一种两线制多参量变送器


[0001]本技术涉及一种两线制多参量变送器。

技术介绍

[0002]目前，在工业过程控制领域，多参量变送器一般指可以同时测量工业管道中某点的温度、压力、差压信号，并即时进行数据运算和处理，输出最终的流量值的变送器。它是能够实现对气体、蒸汽等可压缩流体温度压力补偿到标况状态下流量的一种变送器，能够替代原来由差压变送器、压力变送器、温度变送器、流量积算仪组成的组合，可以直接配套所有的节流装置使用。它采用HART现场总线进行实时通信，智能性较传统流量仪表更高。
[0003]两线制变送器仅用两根导线，这两根线既是电源线，又是信号线。四线制变送器用四根导线，两根电源线，两根独立信号线。目前国外主流变送器厂已推出两线制多参量变送器多年，市场上应用的主要是进口产品。但由于两线制多参量变送器存在功耗控制的设计难点，因此，国产多参量变送器以四线制为主，少有两线制的产品。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提供一种两线制多参量变送器，该变送器设计合理，功耗低。
[0005]为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种两线制多参量变送器，包括压力传感器、差压传感器、温度传感器、NTC热敏电阻、差分放大电路、单端放大电路、ADC采集驱动电路、微处理器、显示单元、按键模块及供电电路，所述压力传感器、差压传感器、温度传感器分别与差分放大电路连接，所述NTC热敏电阻与单端放大电路连接，所述差分放大电路、单端放大电路经ADC采集驱动电路与微处理器连接，所述供电电路为两线制供电，包括供电电源、4
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20mA变送输出单元、电流环、线性稳压器和电压基准。
[0006]进一步地，所述微处理器采用基于ARM@Cortex
‑
M23内核的低功耗微控制器作为主控芯片，采用微控制器内置的FLASH存储模块进行数据存储。
[0007]进一步地，所述ADC采集驱动电路为高速SAR ADC采集驱动电路。
[0008]进一步地，所述供电电源为DC 24V电源，所述供电电路采用DC 24V两线制供电，通过控制供电回路的电流在4
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20mA来变送传输测量参数；所述线性稳压器为LDO线性稳压器，所述DC 24V电源经4
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20mA变送输出单元、电流环、LDO线性稳压器连接ADC采集驱动电路，所述电压基准连接ADC采集驱动电路，DC 24V电源经LDO线性稳压器及电压基准REF稳定输出3.3V供微处理器及各传感器使用。
[0009]进一步地，所述ADC采集驱动电路供电带电子切换开关，由微控制器控制，不采集时不供电。
[0010]进一步地，还包括PWM脉宽调测电路，所述微处理器经PWM脉宽调测电路连接电流环，以在两条供电线上叠加HART协议的音频数字信号进行双向数字通讯。
[0011]进一步地，所述NTC热敏电阻检测各传感器的使用环境温度，以对差压、压力检测
信号进行多段的温度补偿修正。
[0012]进一步地，各传感器的激励电压采用P沟道MOS场效应管 SI2301进行通断控制。
[0013]进一步地，所述显示单元采用点阵式OLED屏作为人机交互的显示单元。
[0014]进一步地，所述微控制器连接一路TTL电平UART通讯接口，以扩展UART接口通讯。
[0015]与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：提供了一种两线制多参量变送器，该变送器采用基于ARM Cortex
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M23内核的超低功耗微控制器作为主控芯片，配合相应的电路设计，实现两线制多参量采集功能，整机功耗低，可应用于天然气、蒸汽、一般气体和液体流量计算等场合，满足多种应用需求。
附图说明
[0016]图1是本技术实施例的原理框图。
[0017]图2是本技术实施例的外观结构示意图。
具体实施方式
[0018]下面结合附图及实施例对本技术做进一步说明。
[0019]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0020]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0021]如图1所示，本实施例提供了一种两线制多参量变送器，包括压力传感器、差压传感器、温度传感器、NTC热敏电阻、差分放大电路、单端放大电路、ADC采集驱动电路、微处理器、显示单元、按键模块及供电电路，所述压力传感器、差压传感器、温度传感器分别与差分放大电路连接，所述NTC热敏电阻与单端放大电路连接，所述差分放大电路、单端放大电路经ADC采集驱动电路与微处理器连接，所述供电电路为两线制供电，包括供电电源、4
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20mA变送输出单元、电流环、线性稳压器和电压基准。
[0022]在本实施例中，所述微处理器采用基于ARM@Cortex
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M23内核的低功耗微控制器M261作为主控芯片，采用微控制器内置的FLASH存储模块进行数据存储。该芯片内置512KB Flash（大容量利于多参量变送器的程序设计）、96KB SRAM，正常运行模式下功耗约为97uA/MHz，待机模式下约为2.8uA，掉电模式下耗电流小于2uA，休眠状态下，整机功耗小于10uA，特别适合于有低功耗要求的产品应用。
[0023]在本实施例中，所述ADC采集驱动电路为高速SAR ADC采集驱动电路。所述ADC采集驱动电路供电带电子切换开关，由微控制器控制，不采集时不供电，从而有效降低整机功耗。
[0024]所述供电电源为DC 24V电源，所述供电电路采用DC 24V两线制供电，通过控制供电回路的电流在4
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20mA来变送传输指定的测量参数；所述线性稳压器为LDO线性稳压器，所述DC 24V电源经4
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20mA变送输出单元、电流环、LDO线性稳压器连接ADC采集驱动电路，所述
电压基准连接ADC采集驱动电路，DC 24V电源经LDO线性稳压器及电压基准REF稳定输出3.3V供微处理器及各传感器使用。该变送器还包括PWM脉宽调测电路，所述微处理器经PWM脉宽调测电路连接电流环，以在两条供电线上叠加HART协议的音频数字信号进行双向数字通讯，数据传输速率为1200bps，除电流变送输出的参数，另外的测量、过程参数、设备组态、校准、诊断信息通过HART协议访问。
[0025]差压传感器、压力传感器、温度传感器检测信号经过差分放大电路，经ADC采集给MCU进行数字处理，利用NTC热敏电阻检测传感器的使用环境温度，对差压、压力检测信号本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种两线制多参量变送器，其特征在于，包括压力传感器、差压传感器、温度传感器、NTC热敏电阻、差分放大电路、单端放大电路、ADC采集驱动电路、微处理器、显示单元、按键模块及供电电路，所述压力传感器、差压传感器、温度传感器分别与差分放大电路连接，所述NTC热敏电阻与单端放大电路连接，所述差分放大电路、单端放大电路经ADC采集驱动电路与微处理器连接，所述供电电路为两线制供电，包括供电电源、4
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20mA变送输出单元、电流环、线性稳压器和电压基准。2.根据权利要求1所述的一种两线制多参量变送器，其特征在于，所述微处理器采用基于ARM@Cortex
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M23内核的低功耗微控制器作为主控芯片，采用微控制器内置的FLASH存储模块进行数据存储。3.根据权利要求1所述的一种两线制多参量变送器，其特征在于，所述ADC采集驱动电路为高速SAR ADC采集驱动电路。4.根据权利要求1所述的一种两线制多参量变送器，其特征在于，所述供电电源为DC 24V电源，所述供电电路采用DC 24V两线制供电，通过控制供电回路的电流在4
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20mA来变送传输测量参数；所述线性稳压器为LDO线性稳压器，所述DC 24V电源经4

【专利技术属性】
技术研发人员：林瑞忠，张善明，
申请(专利权)人：福州昌晖自动化系统有限公司，
类型：新型
国别省市：