智能型位移变送装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开一种智能型位移变送器，包括振荡电路，传感器根据振荡信号输出两个交流信号，与传感器连接的检波电路，将两个交流信号整流成两个直流信号，分别与检波电路连接的偏置电路、滤波电路和放大电路，由偏置电路、滤波电路和放大电路将两个直流信号进行差值运算、直流放大和滤波后输出为电压信号，与偏置电路、滤波电路和放大电路连接的A/D电路，将电压信号转换成数字量并将数字量传至单片机内，与A/D电路连接的单片机，根据数字量计算出现场位移值，与单片机连接的D/A电路，将现场位移值转换成模拟量输出，输出电路与D/A电路连接，用于将模拟量输出至后端系统进行采样。本发明输出的振荡信号固定、输出的位移信号准确且适用范围广。
【专利说明】
智能型位移变送装置
技术领域
[0001]本发明属于位移变送装置，更具体涉及一种智能型位移变送装置。
【背景技术】
[0002]差动变压器原理类的位移传感器具有工作可靠、使用维护方便、寿命长、重复精度高、动态特性好、结构简单、体积小等优点，特别适用于高温、高湿、油污等恶劣现场对位移的高速测量。
[0003]目前，国内现有的此类型的位移变送器多采用完全的模拟电路方案，这种方案的可靠性较差，现场调节难度高甚至调速不到所需的要求、对传感器安装方向有要求、且变送器输出的振荡信号固定，可能不适用于某些型号的传感器。
[0004]传统位移变送器有以下几点局限性:
[0005]可靠性较差:传统位移变送器仅对传感器的次级信号进行解调和转换输出，当现场传感器出现故障或者传感器回路接线出现断线，传统位移变送器将继续进行解调和转换输出，此时输出的模拟量势必不能正确表征现场的真正位移值，即会出现位移误报。
[0006]现场调节难度高:传统位移变送器均是通过两个模拟电位器对现场传感器的进行机械零位和满位的定义，由于模拟电位器阻值有所限制，其可调节范围有限，故同一个变送器不能针对所有不同行程的传感器均能适用，而且在现场进行机械零位和满位的定义时需将位移传感器反复移至零位和满位后再行调节，操作难度和复杂度增加。
[0007]输出的振荡信号固定:传统位移变送器的振荡信号幅值和频率值均在产品出厂时固定，但其带负载能力一定，若现场位移传感器的初级阻抗较小，则要求振荡电路负载能力增大，则传统位移变送器可能无法驱动此传感器。
【发明内容】
[0008]为了解决上述技术问题，本发明提供一种输出的振荡信号固定、输出的位移信号准确且适用范围广的智能型位移变送器。
[0009]本发明的技术方案如下:
[0010]振荡电路，产生传感器所需的振荡信号，所述传感器根据振荡信号输出两个交流信号，
[0011 ]与所述传感器连接的检波电路，将所述两个交流信号整流成两个直流信号，
[0012]分别与所述检波电路连接的偏置电路、滤波电路和放大电路，由所述偏置电路、滤波电路和放大电路将两个直流信号进行差值运算、直流放大和滤波后输出为电压信号，
[0013 ]与所述偏置电路、滤波电路和放大电路连接的A/D电路，将所述电压信号转换成数字量并将数字量传至单片机内，
[0014]与A/D电路连接的单片机，根据所述数字量计算出现场位移值，
[0015]与单片机连接的D/A电路，将所述现场位移值转换成模拟量输出，
[0016]输出电路与D/A电路连接，用于将模拟量输出至后端系统进行采样。
[0017]在一些实施方式中，所述检波电路和故障监控电路连接，所述故障监控电路和单片机连接。
[0018]在一些实施方式中，所述单片机上设有置零电路和置满电路，所述置零电路上设有置零按键，所述置满电路上设有置满按键，所述置零电路的两端分别与单片机电源正端和单片机电源地连接，所述置满电路的两端分别与单片机电源正端和单片机电源地连接。
[0019]在一些实施方式中，所述振荡电路上设有拨码开关。
[0020]在一些实施方式中，所述输出电路和后端系统连接。
[0021]其有益效果为:发明增设了故障监控电路，保证了输出位移信号的准确。故障监控电路实时对传感器的反馈信号进行和值监控，以判断传感器或变动器是否异常。当现场传感器内部出现匝间短路、开路故障或者传感器回路接线出现错接、虚接或断线时，传感器反馈信号的和值均会出现突变，若发生此类现象，本发明即会将模拟量强制输出为由用户设定的最大值或最小值，同时发出报警信号。
[0022]本发明通过指令按键和置满按键对现场的传感器进行机械零位或满位的定义，不会受到模拟电位器调节范围所限，即可将任一传感器标称行程内的任一段位移值定义为测量段，对传感器的运动极性没有任何限制，在对机械零位和满位定义时，现场传感器只需进行一次机械零位和满位的移动，操作简便且使用范围较广。
[0023]本发明输出的振荡信号幅值的频率均可通过拨码开关进行修改，可适用不同类型的传感器。保证了振荡电路输出信号稳定的同时，还扩大其使用范围。
【附图说明】
[0024]图1是本发明一实施方式的智能型位移变送器的结构示意图；
[0025]图2是本发明一实施方式的智能型位移变送器的置零电路和置满电路的示意图。
【具体实施方式】
[0026]如图1所示，本发明公开一种智能型位移变送器，包括振荡电路11，产生传感器2所需的振荡信号，传感器2根据振荡信号输出两个交流信号。与传感器2连接的检波电路12，将两个交流信号整流成两个直流信号。分别与检波电路12连接的偏置电路131、滤波电路132和放大电路133，由偏置电路131、滤波电路132和放大电路133将两个直流信号进行差值运算、直流放大和滤波后输出为电压信号。与偏置电路131、滤波电路132和放大电路133连接的A/D电路14，将电压信号转换成数字量并将数字量传至单片机15内。与A/D电路14连接的单片机15，根据数字量计算出现场位移值。与单片机15连接的D/A电路16，将现场位移值转换成模拟量输出。输出电路17与D/A电路16连接，用于将模拟量输出至后端系统3进行采样。
[0027]在本实施方式中，检波电路12和故障监控电路18连接，故障监控电路18和单片机15连接。单片机15上设有置零短路SETO和置满电路SETl，置零短路SETO上设有置零按键，置满电路SETl上设有置满按键，置零短路SETO的两端分别与单片机15电源正端和单片机15电源地连接，置满电路SETl的两端分别与单片机15电源正端和单片机15电源地连接。如图2所示，置零短路SETO和置满电路SETl分别与单片机15管脚连接，VDD为单片机15电源正端，DGND为单片机15电源地，置零按键ZERO和置满按键FULL为变送器上的两个按键，当无按键操作时，置零短路SETO和置满电路SETl电压均为VDD，当置零按键ZERO或置满按键FULL被按下时，相应的置零短路SETO或置满电路SET1SET1电压变化为DGND。单片机15根据相应管脚电压的变化即可知现场按下的是哪个按键，进而获知该位置是被定义为起始位置还是终止位置。振荡电路11上设有拨码开关。输出电路17和后端系统3连接。
[0028]变送器通电后，振荡电路11产生一个交流的振荡信号，振荡信号施加至传感器2，传感器2根据现场的位移值分别输出相应幅值的两个交流信号，设为U1、U2，将两个交流信号输入变送器的检波电路12分别将其整流成两个直流信号，分别记为U3、U4。
[0029]将两个直流信号进行差值运算、直流放大和滤波后得到一个直流电压设为U3-4，由于直流电压在整个测量行程范围内为正负电压信号，再进行偏置运算和再次滤波后的输出电压信号U5，在整个测量行程范围电压信号U5的均为正电压信号，将电压信号U5送至A/D电路14，由该A/D电路14将电压信号U5进行数字化转换后将数字量传至单片机15内。
[0030]单片机15根据采样到的电压信号U5即可折算出现场位移值，通过D/A电路16输出相应模拟量，再由输出电路17输出至后端系统3进行采样。
[0031]将两个直流送至故障监控电路18进行和值计算，得出和值电压U6。和值电压U6正常情况下接近一个恒定值，在传感器2或变送器发生异常时和值电压U6会偏离恒定值较大，故和值电压U6送至单片机15内，单片机15即可根据采和值电压U6来判断传感器2或变送器是否发生异常。
[0032]本发明增设了故障监控电路18，实时对传感器2的反馈信号进行和值监控，以判断传感器2或变动器是否异常。当现场传感器2内部出现匝间短路、开路故障或者传感器2回路接线出现错接、虚接或断线时，传感器2反馈信号的和值均会出现突变，若发生此类现象，本发明即会将模拟量强制输出为由用户设定的最大值或最小值，同时发出报警信号。
[0033]本发明通过指令按键和置满按键对现场的传感器2进行机械零位或满位的定义，且对传感器2的运动极性没有任何限制，在对机械零位和满位定义时，现场传感器2只需进行一次机械零位和满位的移动，操作简便。
[0034]本发明输出的振荡信号幅值的频率均可通过拨码开关进行修改，可适用不同类型的传感器2，且对传感器2进行机械零位和满位的定义是通过按键开关完成的，不会受到模拟电位器调节范围所限，即可将任一传感器2标称行程内的任一段位移值定义为测量段。
[0035]以上所述的仅是本发明智能型位移变送器的一些实施方式，应当指出，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.智能型位移变送器，其特征在于，包括 振荡电路，产生传感器所需的振荡信号，所述传感器根据振荡信号输出两个交流信号， 与所述传感器连接的检波电路，将所述两个交流信号整流成两个直流信号， 分别与所述检波电路连接的偏置电路、滤波电路和放大电路，由所述偏置电路、滤波电路和放大电路将两个直流信号进行差值运算、直流放大和滤波后输出为电压信号， 与所述偏置电路、滤波电路和放大电路连接的A/D电路，将所述电压信号转换成数字量并将数字量传至单片机内， 与A/D电路连接的单片机，根据所述数字量计算出现场位移值， 与单片机连接的D/A电路，将所述现场位移值转换成模拟量输出， 输出电路与D/A电路连接，用于将模拟量输出至后端系统进行采样。2.根据权利要求1所述的智能型位移变送器，其特征在于，所述智能型位移变送器，其特征在于，所述检波电路和故障监控电路连接，所述故障监控电路和单片机连接。3.根据权利要求1所述的智能型位移变送器，其特征在于，所述单片机上设有置零电路和置满电路，所述置零电路上设有置零按键，所述置满电路上设有置满按键，所述置零电路的两端分别与单片机电源正端和单片机电源地连接，所述置满电路的两端分别与单片机电源正端和单片机电源地连接。4.根据权利要求1所述的智能型位移变送器，其特征在于，所述振荡电路上设有拨码开关。5.根据权利要求1所述的智能型位移变送器，其特征在于，所述输出电路和后端系统连接。
【文档编号】G01B7/02GK205580374SQ201620355945
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年4月25日
【发明人】严惠忠, 刘晨
【申请人】无锡市河埒传感器有限公司