专利名称：用于自动化控制终端的热电阻信号调理电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种热电阻信号调理电路，特别是指一种工业过程自动化控制终端设备，将现场温度仪表热电阻传来的信号调理成标准信号的电路，特别适合于石化、给排水、电力、冶金等领域的工业过程自动化控制终端设备进行现场温度测量，并将温度仪表热电阻信号转换为4～20mA电流信号传给模拟量输入电路，完成温度信号的测量。
本实用新型的目的可以通过以下措施来达到一种用于自动化控制终端的热电阻信号调理电路，该电路由XTR105转换芯片、三极管、调零电路、调满度电路以及测量温度范围选择电路组成，其电路的具体连接如下XTR105转换芯片的管腿V+接入电源VCC，管腿I0接入显示仪器RL，在电源输入和标准电流输出之间并联一个电容C4，管腿V+端接入三极管的集电极，三极管的基极接XTR105转换芯片的管腿B，三极管的发射极接XTR105转换芯片的管腿E，管腿Ir1及管腿Ir2分别接入两组电阻的非跳线两端，两组电阻通过跳线连接，跳线接入XTR105转换芯片的Vlin管腿，电位器WZ、电阻RZ组成的调零电路和热电阻RTD为一串联电路，热电阻端接入RA1、RB1、RC1、RD1四个电阻的非跳线端，另一端接入RA2、RB2、RC2、RD2四个电阻的非跳线端，两非跳线端并分别经输入电阻R1、R2接入XTR105转换芯片的Vin+和Vin-，Vin+和Vin-两个管腿经电容C2、C3接入XTR105转换芯片的Iret管腿，热电阻RTD与调零电路的连接点通过Rcm、C1并联组成的阻容滤波器接入XTR105转换芯片的Iret管腿，XTR105转换芯片的两个管腿Rg接入由电位器Wg、四个电阻RGA、RGB、RGC、RGD组成的调满度电路，XTR105转换芯片的Ir1及Ir2两个管腿分别接在电位器WZ、电阻RZ组成的调零电路和热电阻RTD串联电路的两端。
本实用新型相比现有技术具有如下优点该用于自动化控制终端的热电阻信号调理电路，主要是在XTR105转换芯片的Vlin管腿处接入了四组跳线，可通过不同的跳线方式，可根据现场实际要求，来设定四种不同热电阻输入范围；该电路已经制成了模块，安装方便快捷；由于电路设计考虑了电压适用范围及测量精度，可工作在13.5V～36V，测量精度在满量程时均为±5‰。
该电路由电源VCC提供电源，电源电压范围是13.5V～36V，XTR105转换芯片的管腿V+接入电源VCC，管腿I0为标准输出电流，可接入相应的测试显示仪器RL；在电源输入和标准电流输出之间并联一个电容C4，用于过滤电源干扰电平；管腿V+端接入三极管的集电极，三极管的作用是提高标准输出电流的能力，三极管的基极接XTR105转换芯片的管腿B，三极管的发射极接XTR105转换芯片的管腿E；管腿Ir1及管腿Ir2分别接入两组电阻的两端，两组电阻通过跳线连接，跳线接入XTR105转换芯片的Vlin管腿，通过改变跳线位置可设定四种不同热电阻输入范围；电位器WZ、电阻RZ组成的调零电路和热电阻RTD为一串联电路，其热电阻RTD端接入RA1、RB1、RC1、RD1四个电阻的非跳线端，另一端接入RA2、RB2、RC2、RD2四个电阻的非跳线端，两非跳线端并分别经输入电阻R1、R2接入XTR105的Vin+和Vin-，Vin+和Vin-两个管腿经电容C2、C3接入XTR105的Iret管腿，用于传输反馈信号；热电阻RTD与调零电路的连接点通过Rcm、C1并联组成的阻容滤波器接入XTR105的Iret管腿；XTR105的两个管腿Rg接入由电位器Wg、四个电阻RGA、RGB、RGC、RGD组成的调满度电路，通过改变跳线位置可设定四种不同热电阻输入范围所对应的调满度电阻；XTR105的Ir1及Ir2两个管腿为恒流源，分别接在电位器WZ、电阻RZ组成的调零电路和热电阻RTD串联电路的两端，提供0.8mA电流驱动。
XTR105转换芯片的管腿Ir1和Ir2为恒流源，出来两路电流为0.8mA分别驱动RTD热电阻、电位器WZ和电阻RZ组成的置零电路，XTR105转换芯片的放大器输出端测量出RTD热电阻和置零电阻RZ之间的不同电压值。置零电阻RZ的意义所在就是被选择用来等同于RTD热电阻在最低测量温度时的电阻，置零电阻RZ和电位器WZ能调节使最低测量温度达到4mA时的输出来校正XTR105转换芯片的电压和参考电流的匹配。两个管腿Rg连接的调满度电路就是在测量最高温度时保证其输出为20mA。电阻Rcm提供了一个附加的压降使XTR105转换芯片的输入接近于它们通常模式下的输入范围。电阻Rcm并联了一个电容C1以使通常模式下的干扰降到最低。两组电阻RA1、RB1、RC1、RD1和电阻RA2、RB2、RC2、RD2除了具有线性修正的作用，还可通过不同的跳线方式设置不同的热电阻输入范围。
该用于自动化控制终端的热电阻信号调理电路，将一路热电阻信号转换为4-20mA标准电流信号，通过跳线可以设定四种不同热电阻输入范围(热电阻选用PT100)。
下表列出热电阻输入范围及对应温度范围
请参考图2用于自动化控制终端的热电阻信号调理电路模块，该用于自动化控制终端的热电阻信号调理电路，已制成模块，本厂编号和名称为E301温度调理模块，现说明如下热电阻信号调理电路采用C型盒(115mm×55mm)封装，安装在7.5mm×35mm的DIN导轨上，连接到系统I/OBUS总线上。
E301热电阻信号调理模块提供了一路热电阻信号转换，热电阻为三线制热电阻。输出为4～20mA的标准电流信号。其测量范围在出厂时被设置。在接线时应注意信号线的顺序。模块使用接线端子与外围电路连接，推荐使用22～12AWG的标准电线。
现说明该E301热电阻信号调理模块应用实例，现以ECHO锅炉干度控制仪为例，说明E301热电阻信号调理模块的控制过程及作用，E301温度调理模块是一种应用于油田高压直流式蒸汽锅炉的干度控制仪，其主要目的是通过调节变频器来调节水量或通过电气转换器来调节火量，从而达到调节干度值的目的，它由主控模块、数字量输入/输出模块、数字量输出模块、模拟量输入模块、E301温度调理模块、热电偶调理模块、信号调理模块等组成。
现场的进水温度、中点温度及出水温度通过热电阻传感器经过E301温度调理模块将其信号调理成4～20mA的标准信号，并将此信号传输给模拟量输入模块，信号再以数据流方式通过I/OBUS总线传输到主控制器，从而完成温度信号测量，由于E301温度调理模块可通过跳线设定四种不同热电阻输入范围，应用灵活，测量精度高，使主控制器对各温度输入量的数据可实时进行数据采集，处理和储存，提高了整个系统的可靠性。
现场应用表明，E301温度调理模块具有应用灵活、精度高、可靠性高、安装使用方便等特点、并可应用于-40℃～70℃的环境温度。适用于野外恶劣的工业现场环境。
权利要求1.一种用于自动化控制终端的热电阻信号调理电路，其特征在于该电路由XTR105转换芯片、三极管、调零电路、调满度电路以及测量温度范围选择电路组成，其电路的具体连接如下XTR105转换芯片的管腿V+接入电源VCC，管腿I0接入显示仪器RL，在电源输入和标准电流输出之间并联一个电容C4，管腿V+端接入三极管的集电极，三极管的基极接XTR105转换芯片的管腿B，三极管的发射极接XTR105转换芯片的管腿E，管腿Ir1及管腿Ir2分别接入两组电阻的非跳线两端，两组电阻通过跳线连接，跳线接入XTR105转换芯片的Vlin管腿，电位器WZ、电阻RZ组成的调零电路和热电阻RTD为一串联电路，热电阻端接入RA1、RB1、RC1、RD1四个电阻的非跳线端，另一端接入RA2、RB2、RC2、RD2四个电阻的非跳线端，两非跳线端并分别经输入电阻R1、R2接入XTR105转换芯片的Vin+和Vin-，Vin+和Vin-两个管腿经电容C2、C3接入XTR105转换芯片的Iret管腿，热电阻RTD与调零电路的连接点通过Rcm、C1并联组成的阻容滤波器接入XTR105转换芯片的Iret管腿，XTR105转换芯片的两个管腿Rg接入由电位器Wg、四个电阻RGA、RGB、RGC、RGD组成的调满度电路，XTR105转换芯片的Ir1及Ir2两个管腿分别接在电位器WZ、电阻RZ组成的调零电路和热电阻RTD串联电路的两端。
专利摘要本实用新型涉及用于自动化控制终端的热电阻信号调理电路。由XTR105转换芯片、三极管、调零电路、调满度电路以及测量温度范围选择电路组成，XTR105转换芯片的管腿V+接电源VCC，管腿I
文档编号G01K7/16GK2572368SQ0225746
公开日2003年9月10日 申请日期2002年9月26日 优先权日2002年9月26日
发明者俞凌, 庄贵林 申请人:北京安控科技发展有限公司