低功耗的多参数两线制变送器制造技术

本发明专利技术涉及一种低功耗的多参数两线制变送器，包括多个信号测量及处理电路、多个电源控制电路、微控制器及电流输出模块。每一信号测量及处理电路的输入端用于连接一传感器，当每一信号测量及处理电路工作时，处理所述传感器的测量信号并输出经处理的测量信号。多个电源控制电路一一对应地连接所述多个信号测量及处理电路，根据一组控制信号动态地控制所述多个信号测量及处理电路工作或停止。微控制器可发出所述一组控制信号至所述电源控制电路，接收工作中的信号测量及处理电路所输出的所述经处理的测量信号，并输出测量值至电流输出模块。电流输出模块连接所述微控制器，将所述测量值转换为电流信号输出。

Low power multi parameter two wire transmitter

The invention relates to a low power consumption multi parameter two wire transmitter, which comprises a plurality of signal measuring and processing circuits, a plurality of power supply control circuits, a micro controller and a current output module. The input of each signal measuring and processing circuit is used to connect a sensor, and when each signal measurement and processing circuit is operated, the measuring signal of the sensor is processed and output measured signals are processed. A plurality of power control circuits connect each of the plurality of signal measuring and processing circuits one by one, and dynamically control the plurality of signal measuring and processing circuits according to a set of control signals, or work or stop. The micro controller can send a set of control signals to the power control circuit, the output signal of the sensor and processing circuit receives in the measuring signal processing and measurement, the output value to the current output module. The current output module is connected to the microcontroller to convert the measurement value to a current signal output.

【技术实现步骤摘要】
低功耗的多参数两线制变送器
本专利技术涉及一种回路供电变送器，尤其是涉及一种低功耗的多参数两线制变送器。
技术介绍
当前，工业控制现场中4~20mΑ两线制回路供电变送器应用越来越广泛。两线制技术由于其不需要专用的电源电缆，也不需要单独的供电单元，可以使其安装维护成本显著下降。同时，随着工业控制技术的发展，市场已不再仅仅满足于单一参数或单一传感器测量的变送器，如仅支持单一温度、单一 PH值、单一电导等等的变送器，而逐渐转向需要支持多参数或支持多种参数复合的传感器的变送器，如可在不同设置下支持带温度的PH传感器，或支持带温度的电导传感器等等。此类多参数两线制回路供电变送器具有应用场合适应能力强、客户使用灵活度高、制造物流成本低等优点。然而与此同时，此类变送器由于必须同时满足低功耗和支持多参数的要求。其中的低功耗要求，即当4~20mΑ回路供电变送器发生报警时的电流可能低至3.6mA，也能正常可靠地工作。这两个要求导致变送器设计难度较高，制约了变送器的发展。目前市场的4~20mΑ两线制变送器，一般仅能支持单一种类的参数或传感器进行测量。而支持多参数的变送器一般为四线制供电方式。另外，目前市场上有的产品采用模块化设计，以达到既有两线制又是多参数测量的功能，可以根据用户需要替换相应的测量模块，但此类设计需用户准备多个测量参数模块，且替换时需要专业授权人员打开机壳进行接线调试等操作，产品成本及操作复杂程度较高。为此，需要专利技术一种既具备低功耗两线制供电方式又同时可以进行多参数测量功能的变送器，以提高工业现场测量产品的灵活性，同时也可降低使用及安装成本。【专利
技术实现思路
】本专利技术所要解决的技术问题是提供一种低功耗，支持多参数测量的两线制回路供电变送器。本专利技术为解决上述技术问题而采用的技术方案是一种低功耗的多参数两线制变送器，包括多个信号测量及处理电路、多个电源控制电路、微控制器及电流输出模块。每一信号测量及处理电路的输入端用于连接一传感器，当每一信号测量及处理电路工作时，处理所述传感器的测量信号并输出经处理的测量信号。多个电源控制电路一一对应地连接所述多个信号测量及处理电路，根据一组控制信号动态地控制所述多个信号测量及处理电路工作或停止。微控制器连接所述多个信号测量及处理电路及所述多个电源控制电路，所述微控制器发出所述一组控制信号至所述电源控制电路，接收工作中的信号测量及处理电路所输出的所述经处理的测量信号，并输出测量值至电流输出模块。电流输出模块连接所述微控制器，将所述测量值转换为电流信号输出。在本专利技术的一实施例中，所述传感包括模拟传感器。在本专利技术的一实施例中，变送器还可包括模数转换器，连接于至少部分信号测量及处理电路和所述微控制器之间，其中所述至少部分信号测量及处理电路用于连接模拟传感器。在本专利技术的一实施例中，所述模拟传感器包括用于酸碱度pH、电导率、溶解氧或温度的传感器 。在本专利技术的一实施例中，所述传感器包括数字传感器。在本专利技术的一实施例中，所述数字传感器包括总线型数字传感器。在本专利技术的一实施例中，所述微控制器输出一组所述控制信号，以控制所述多个信号测量及处理电路中的其中一个单独工作。在本专利技术的一实施例中，所述微控制器输出一组所述控制信号，以控制所述多个信号测量及处理电路中的至少两个按一定的时序交替地工作。在本专利技术的一实施例中，所述电源控制电路包括开关，所述控制信号为开关信号。在本专利技术的一实施例中，变送器还可包括HART调制解调模块，连接该微控制器。本专利技术由于对多个信号测量及处理电路的分别控制，使得这些信号测量及处理电路只有在需要工作时才被开启，因而显著降低了变送器工作所需的功耗。而且，这一控制过程是由变送器自动地完成，无须人为地接线调试，因而降低了使用及安装成本。【附图说明】为让本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本专利技术的【具体实施方式】作详细说明，其中:图1为本专利技术的低功耗的两线制变送器电路原理框图。图2为根据本专利技术一实施例的低功耗的两线制变送器电路框图。图3为根据本专利技术另一实施例的低功耗的两线制变送器电路框图。【具体实施方式】本专利技术的实施例描述一种低功耗、支持多参数测量的两线制回路供电变送器。作为举例而非限制，这类两线制回路供电变送器的电流范围是4~20mΑ。图1为本专利技术一实施例的低功耗的两线制变送器电路原理框图。参照图1所示，变送器101包括微控制器102、模数(A/D)转换器104、电流输出模块106、多个信号测量及处理电路Ill-1ln (η为自然数)、以及电源控制电路120。多个信号测量及处理电路Ill-1ln的输入端连接外部的各个传感器，以分别输入参数1，2，3，...，η。在此，参数1，2，3可以是来自模拟传感器，而参数η可以是来自数字传感器。电源控制电路120包括多个电源控制电路121，122，123，...，12η。各个电源控制电路121，122，123，...，12η对应地连接各个信号测量及处理电路111-lln，以供应这些信号测量及处理电路的电源。在此实施例中，用以对模拟量的信号测量及处理电路111，112，113，...供电的电源控制电路121，122，123与用以对数字量的信号测量及处理电路Iln供电的电源控制电路12η是相互独立。并且，各电源控制电路121，122，123，...，12η均连接到微控制器102，根据微控制器102的指令进行动作。为了满足低功耗的需求，电源控制电路120的规模应尽量小。在一实施例中，电源控制电路120可以实施为开关。多个信号测量及处理电路Ill-1ln的输出提供给微控制器102。在此，模拟量的信号测量及处理电路111，112，113，...的输出端连接到模数转换器104，经模数转换器104间接连接到微控制器102。对数字量的信号测量及处理电路Iln直接连接到微控制器102。各信号测量及处理电路对测量信号进行放大、滤波等处理，输出经处理的测量信号。 微控制器102是变送器电路的核心，其上存储了控制变送器所需的程序，当微控制器102上运行这些程序时，执行变送器的测量、计算、输出等操作。例如，微控制器102可发出一组控制信号至电源控制电路120，指示电源控制电路120控制对应的信号测量及处理电路工作或停止。在此，微控制器102可发出一组控制信号令单个信号测量及处理电路，也可以令多个信号测量及处理电路工作。当某一个或多个信号测量及处理电路工作时，微控制器102可接收工作中的信号测量及处理电路所输出的经处理的测量信号。这些测量信号均已是数字形式。如果需要，微控制器102可进行一些计算，例如测量值的单位换算，得到最终的测量值。当电源控制电路120实施为开关时，上述的一组控制信号可以是开关信号。微控制器102并连接到电流输出模块106。微控制器102会输出测量值至电流输出模块106。电流输出模块106连接到外部的上层控制系统107。电流输出模块106会将测量值转换为4-20mA的电流形式，输出至上层控制系统107。参考图1，当该变送器101被设置为某I种模拟传感器或数字传感器输入时，通过微控制器102的程序自动打开与信号测量及处理电路的电源控制电路121，122，123，12η，同时切断其他无关参数的信号测量及处理电路所对应的电源本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低功耗的多参数两线制变送器，包括：多个信号测量及处理电路，每一信号测量及处理电路的输入端用于连接一传感器，当每一信号测量及处理电路工作时，处理所述传感器的测量信号并输出经处理的测量信号；多个电源控制电路，一一对应地连接所述多个信号测量及处理电路，根据一组控制信号动态地控制所述多个信号测量及处理电路工作或停止；微控制器，连接所述多个信号测量及处理电路及所述多个电源控制电路，所述微控制器发出所述一组控制信号至所述电源控制电路，接收工作中的信号测量及处理电路所输出的所述经处理的测量信号，并输出测量值至电流输出模块；以及电流输出模块，连接所述微控制器，将所述测量值转换为电流信号输出。

【技术特征摘要】
1.一种低功耗的多参数两线制变送器，包括: 多个信号测量及处理电路，每一信号测量及处理电路的输入端用于连接一传感器，当每一信号测量及处理电路工作时，处理所述传感器的测量信号并输出经处理的测量信号； 多个电源控制电路，一一对应地连接所述多个信号测量及处理电路，根据一组控制信号动态地控制所述多个信号测量及处理电路工作或停止； 微控制器，连接所述多个信号测量及处理电路及所述多个电源控制电路，所述微控制器发出所述一组控制信号至所述电源控制电路，接收工作中的信号测量及处理电路所输出的所述经处理的测量信号，并输出测量值至电流输出模块；以及 电流输出模块，连接所述微控制器，将所述测量值转换为电流信号输出。2.如权利要求1所述的低功耗的多参数两线制变送器，其特征在于，所述传感包括模拟传感器。3.如权利要求2所述的低功耗的多参数两线制变送器，其特征在于，还包括: 模数转换器，连接于至少部分信号测量及处理电路和所述微控制器之间，其中所述至少部分信号测量及处理电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：王冯晋，张正中，王晓凯，陈峰，王长林，
申请(专利权)人：梅特勒托利多仪器上海有限公司，
类型：发明
国别省市：