本发明涉及变送器技术领域，尤其涉及一种变送器电流环路信号分支装置号分支装置。
背景技术：
自动化测量和控制环境中，将物理信号转变为电信号的装置称为信号变送器，工业、自动化环境中应用最广泛的变送器类型为4ma~20ma电流环路变送器，两芯信号电缆从设备终端为变送器供电，并通过这两芯电缆，将变送器输出的电信号以4ma~20ma电流形式，传送至设备终端（如图1）。通常，变送器与设备终端信号通道有一对一的供电和接收电流信号的对应关系。电流环路变送器设计特点决定了这类变送器不适宜直接输出电流环路信号至多个设备终端，限制了多个设备终端共享变送器电流环路信号的便捷性。因此，自动化测量和控制环境中，针对同一物理变量，不同用户都是各自安装变送器进行物理变量测量，这种同一物理变量，多用户，在一个环境中重复安装变送器的情况，导致问题有：
1.同类别，不同型号的变送器在一个物理变量源点堆挤安装，占用安装空间；
2.压力类型物理量测量时，变送器测量面处于承压状态，多个压力源引出或在高压管汇上开孔安装多个压力变送器，可能的安装不规范，容易导致压力泄漏的危险；
3.变送器型号、规格、准确度不同，对物理变量转换的结果不同，易导致误判，误操作；
4.多个超声、红外，光电类变送器的邻近安装，变送器之间的发送、接收信号会相互干扰，影响变送器的正常工作；
5.多变送器就需要多条连接变送器的信号电缆，同一物理信号，多个变送器测量、多条传输电缆，增加了各个仪表，变送器系统的布线，维护难度，特别是处于经常搬迁作业的工况，重复拆线，布线不仅费时费力，且容易出现电缆错误布线，错误连接的问题。
技术实现要素：
本发明要解决的问题是提供一种针对不同用户和测控系统，只需要安装一个变送器，实现变送器输出电流信号从一对一的供电和接收电流信号到单分支至多分支的共享应用，且每个分支都相当于一个虚拟变送器，除连接设备终端有终端提供电源，获得信号外无需为分至装置提供额外的工作电源的一种变送器电流环路信号分支装置。为此，现提出如下技术方案：
一种变送器电流环路信号分支装置，包括电流信号取样电路，线性光电隔离发送、接收电路以及变送器信号还原电路，所述电流信号取样电路获取变送器输出的电流信号值，继而将信号传输至线性光电隔离发送、接收电路，实现电流信号到光信号，光信号到电流信号的线性隔离传输，然后将电流信号传输至变送器信号还原电路，实现虚拟变送器电流环路中电流信号输出。
对上述方案的进一步改进，所述电流信号取样电路包括接线端、两个取样电阻以及二极管，所述接线端包括四个接线柱，其中接线柱一和接线柱二连接变送器，接线柱三和接线柱四连接变送器供电线路；电流信号由接线端二连接到二极管的正极；二极管的负极连接到线性光电隔离发送、接收电路；所述接线柱四连接取样电阻一和取样电阻二的输入端，所述取样电阻一和取样电阻二的输出端也连接到线性光电隔离发送、接收电路。
对上述方案的进一步改进，所述取样电路还包括一个稳压二极管和电容，所述稳压二极管和电容的负极连接接线柱四，稳压二极管和电容的正极分别连接接线柱一和接线柱三。
对上述方案的进一步改进，所述线性隔离发送电路、接收电路包括电—光信号转换电路和光电接收电路。
对上述方案的进一步改进，所述电—光信号转换电路包括运算放大器、线性光电隔离器件以及一个晶体管；所述电流信号取样电路中的取样电阻一和取样电阻二的输出端分别连接运算放大器的负极和正极，运算放大器的输出端连接晶体管的基极，所述晶体管的发射极通过一个电阻连接线性光电隔离器件的负极，线性光电耦合器件的正极连接所述电流信号取样电路中二极管的负极，所述晶体管的集电极通过串联连接一个电容和电阻连接到取样电阻一的输出端。
对上述方案的进一步改进，所述电—光信号转换电路还包括一个线性光电隔离器件，所述线性光电隔离器件的的正极连接在运算放大器与取样电阻二之间；线性光电耦合器件的负极连接与取样电阻的输出端相连。
对上述方案的进一步改进，所述光电接收电路包括线性光电隔离器件、运算放大器以及两个运算电阻；所述线性光电隔离器件接收来自所述电—光信号转换电路发出的光信号，将其转换成电信号后，所述线性光电隔离器件的正极连接运算放大器的正极，负极连接分别连接运算放大器的负极、运算电阻一和电容，所述运算电阻一和电容并联，其输出端与运算放大器的输出端均连接到运算电阻二的输入端，所述运算电阻二的输出端连接到变送器信号还原电路。
对上述方案的进一步改进，所述变送器信号还原电路包括电压电流转换芯片、接线端、二极管、晶体管，所述电压电流转换芯片包括8个引脚，其中引脚二连接到运算电阻二的输出端，引脚五和引脚六分别连接晶体管的发射极和基极，晶体管的集电极和引脚四连接到接线端，所述二极管的一端分别连接晶体管的集电极和引脚七，另一端连接到接线端；引脚三和引脚八连接到运算放大器的输入电源端；所述接线端与电压电流芯片之间还皆有一滤波电路。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
（1）本发明所述的电流信号取样电路，获取变送器输出的电流信号值；获取的电流信号值，由电流信号取样电路处理后，驱动线性光电隔离发送、接收电路，实现信号的线性隔离传输；光线性光电隔离发送、接收电路，转换接收到的光信号为电压信号，驱动变送器信号还原电路，输出与变送器环路中电流信号相对应的电流信号；变送器信号还原电路，采用与变送器内部电流环电路相同的结构，实现虚拟变送器电流环路中电流信号输出；在此电流信号的传输过程中，实现了变送器输出电流信号从一对一的供电和接收电流信号到单分支至多分支的共享应用，且每个分支都相当于一个虚拟变送器，可连接多个终端设备。
（2）电流信号取样电路和线性光电隔离传输电路，以应用电流信号环路中电流携带的电能作为电源，以变送器环路中电流信号作为工作电源，无需为额外增加工作电源。
（3）变送器电流环路信号分支装置，应用线性光电隔离技术，在发送端，将电信号转换为光信号发送，接收端，将光信号变换为电信号，实现变送器信号至虚拟变送器信号无电气连接状态下的变送器信号分支，减少传输电缆和各个仪表的使用，使系统的布线简化，维护难度降低。
（4）本发明在信号取样电路的接线端和变送器信号还原电路的接线端均设有一滤波电路，起到吸收外部浪涌干扰的作用，保证装置稳定运行。
附图说明
图1现有技术中变送器与设备终端的连接示意图。
图2基于本发明所述的变送器电流环路信号分支装置的变送器与设备终端的连接示意图。
图3本发明所述的变送器电流环路信号分支装置的结构图。
图4本发明所述的变送器电流环路信号分支装置中电流信号取样电路原理图。
图5本发明所述的变送器电流环路信号分支装置中电—光信号转换电路原理图。
图6本发明所述的变送器电流环路信号分支装置中光电接收电路和变送器信号还原电路的电路原理图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图所示的一种变送器电流环路信号分支装置，包括电流信号取样电路，线性光电隔离发送、接收电路以及变送器信号还原电路，所述电流信号取样电路获取变送器输出的电流信号值，继而将信号传输至线性光电隔离发送、接收电路，实现电流信号到光信号，光信号到电流信号的线性隔离传输，然后将电流信号传输至变送器信号还原电路，实现虚拟变送器电流环路中4ma~20ma电流信号输出。
所述电流信号取样电路包括接线端p1、两个取样电阻（r1、r2）以及二极管d2，所述接线端p1包括四个接线柱（1、2、3、4），其中接线柱1和接线柱2连接变送器，接线柱3和接线柱4连接变送器供电线路；4ma~20ma电流信号由接线柱2连接到二极管d2的正极；二极管d2的负极连接到线性光电隔离发送、接收电路；所述接线柱4连接取样电阻r1和取样电阻r2的输入端，所述取样电阻一r1和取样电阻二r2的输出端也连接到线性光电隔离发送、接收电路。所述电流取样电路还包括一个稳压二极管d1和电容cp1，所述稳压二极管d1和电容cp1的负极连接接线柱4，稳压二极管d1和电容cp1的正极分别连接接线柱1和接线柱3，由此构成一个滤波电路，吸收外部的浪涌干扰，使装置稳定运行。
所述线性隔离发送电路、接收电路包括电—光信号转换电路和光电接收电路。所述电—光信号转换电路包括运算放大器u1a、线性光电隔离器件pd2以及一个晶体管q1；所述电流信号取样电路中的取样电阻一r1和取样电阻二r2的输出端分别连接运算放大器u1a的负极和正极，运算放大器u1a的输出端连接晶体管q1的基极，所述晶体管q1的发射极通过电阻r4连接线性光电隔离器件pd2的负极，线性光电耦合器件pd2的正极连接所述电流信号取样电路中二极管d2的负极，所述晶体管q1的集电极通过串联连接一个电容cp2和电阻r3连接到取样电阻一r1的输出端。所述电—光信号转换电路还包括一个线性光电隔离器件pd1，所述线性光电隔离器件pd1的的正极连接在运算放大器u1a与取样电阻r2之间；线性光电耦合器件pd1的负极连接与取样电阻r1的输出端相连。所述光电接收电路包括线性光电隔离器件pd3、运算放大器u2a以及两个运算电阻（r5、r6）；所述线性光电隔离器件pd3接收来自所述电—光信号转换电路发出的光信号，将其转换成电信号后，所述线性光电隔离器件pd3的正极连接运算放大器u2a的正极，负极连接分别连接运算放大器u2a的负极、运算电阻r5和电容cp3，所述运算电阻r5和电容cp3并联，其输出端与运算放大器u2a的输出端均连接到运算电阻r6的输入端，所述运算电阻r6的输出端连接到变送器信号还原电路。
所述变送器信号还原电路包括电压电流转换芯片u3、接线端p2、二极管d4、晶体管q2，所述电压电流转换芯片u3包括8个引脚，其中引脚2连接到运算电阻r6的输出端，引脚5和引脚6分别连接晶体管q2的发射极和基极，晶体管q2的集电极和引脚4连接到接线端p2，所述二极管d4的一端分别连接晶体管q2的集电极和引脚7，另一端连接到接线端p2；引脚3和引脚8连接到运算放大器u2a的输入电源端；接线端p2的与u3芯片的回路端，设有一个稳压二极管d5和电容cp4构成的滤波电路，为虚拟变送器电源（4ma~20ma电流）回路端吸收外部的浪涌干扰，使装置稳定运行。
本发明所述的电流信号取样电路，获取变送器输出的电流信号值；获取的电流信号值，由电流信号取样电路处理后，驱动线性光电隔离发送、接收电路，实现信号的线性隔离传输；光线性光电隔离发送、接收电路，转换接收到的光信号为电压信号，驱动变送器信号还原电路，输出与变送器环路中4ma~20ma电流信号相对应的电流信号；变送器信号还原电路，采用与变送器内部电流环电路相同的结构，实现虚拟变送器电流环路中4ma~20ma电流信号输出；在此电流信号的传输过程中，实现了变送器输出4ma~20ma电流信号从一对一的供电和接收电流信号到单分支至多分支的共享应用，且每个分支都相当于一个虚拟变送器，可连接多个终端设备。
电流信号取样电路和线性光电隔离发送、接收电路，以应用电流信号环路中4ma~20ma电流携带的电能作为电源，以变送器环路中4ma~20ma电流信号作为工作电源，无需为额外增加工作电源。
变送器电流环路信号分支装置，应用线性光电隔离技术，在发送端，将电信号转换为光信号发送，接收端，将光信号变换为电信号，实现变送器信号至虚拟变送器信号无电气连接状态下的变送器信号分支，减少传输电缆和各个仪表的使用，使系统的布线简化，维护难度降低。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求范围内。