一功能安全型hart测量系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及HART测量系统，特别是涉及一种功能安全型HART测量系统。
【背景技术】
[0002]现有HART温度测量仪表，仅实现温度信号调理、变送输出的功能以及HART (Highway Addressable Remote Transducer,可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议)信号通讯的功能，仅能监测到输入信号的故障，不能监测到仪表内部发生的故障，若仪表内部发生故障，输入信号正常的情况下，输出故障信号，或在可能在输入信号异常的情况下仍输出正常信号；前者可能造成后续生产设备的误停车等情况，可能造成巨大的经济损失；而后者则有可能对现场的危险因素不报警，可能造成设备的损坏，甚至在某些危险场合会造成人员等重大伤亡。
【发明内容】
[0003]鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种功能安全型HART测量系统，解决上述现有技术中现有HART温度测量仪表无诊断功能的问题。
[0004]为实现上述目标及其他相关目标，本发明提供一种功能安全型HART测量系统，包括:信号输入采样电路，用于采集温度信号；所述信号输入采样电路包括第一诊断电路；所述第一诊断电路包括:第一A/D采样器、第二A/D采样器、及信号比较器；所述第一A/D采样器连接所述第二 A/D采样器，用于对信号输入采样电路采集的温度信号进行采样并送出第一采样信号至信号比较器；所述第二 A/D采样器，也同时采样所述温度信号并生成第二采样信号；所述信号比较器，连接所述第一A/D采样器、及第二A/D采样器，用于比较所述第一采样信号及第二采样信号，在比较超过预设偏差时，输出故障信号；信号输出电路，连接所述信号输入采样电路的输出端，用于在所述系统无故障的情况下输出正常工作电流值范围内的电流来传递信号，并用于在接收到所述故障信号时，输出小于故障理论值的电流；HART通讯电路，连接所述信号输出电路的输出端，用于将所述信号输出电路的输出电流经调制及解调后输出；电源模块，用于对所述信号输入采样电路和信号输出电路分线路进行供电。
[0005]可选的，所述第二 A/D采样器通过多路复用开关连接至第一 A/D采样器。
[0006]可选的，所述信号输入米样电路包括:A/D转换器,包括所述第一 A/D米样器；第一处理芯片，连接所述A/D转换器的输出端，集成有所述第二 A/D采样器及信号比较器。
[0007]可选的，所述第一处理芯片为单片机，所述第一诊断电路对所述第一处理芯片诊断，包括:单片机RAM的诊断、单片机FLASH的诊断、单片机堆栈的诊断、单片机的基本功能寄存器的诊断、单片机的程序计数器的诊断、单片机的堆栈指针的诊断、单片机的时钟诊断、及单片机的通讯的诊断。
[0008]可选的，所述信号输出电路包括:第二诊断电路；所述第二诊断电路包括第三A/D采样器，所述第三A/D采样器用于对所述输出电流采样。
[0009]可选的，所述信号输出电路包括:第二处理芯片及连接所述第二处理芯片输出端的D/A转换器，所述D/A的输出端输出所述输出电流；所述第三A/D采样器集成于所述第二处理芯片。
[0010]可选的，所述第二处理芯片为单片机，所述第二诊断电路对所述第二处理芯片诊断，包括:单片机RAM的诊断、单片机FLASH的诊断、单片机堆栈的诊断、单片机的基本功能寄存器的诊断、单片机的程序计数器的诊断、单片机的堆栈指针的诊断、单片机的时钟诊断、及单片机的通讯的诊断。
[0011]可选的，所述HART通讯电路，连接所述第二处理芯片。
[0012]可选的，所述正常工作电流值范围为4?20mA。
[0013]可选的，所述故障理论值小于4mA或大于20mA。
[0014]如上所述，本发明提供的一种功能安全型HART测量系统，包括:用于采集温度信号的信号输入采样电路、及连接所述信号输入采样电路的输出端的信号输出电路，其中，所述信号输入采样电路包括第一诊断电路；所述第一诊断电路包括:第一A/D采样器、第二A/D采样器、及信号比较器；所述第一 A/D采样器用于对信号输入采样电路采集的温度信号进行采样并送出第一采样信号至信号比较器，所述第二 A/D采样器还用于采样所述温度信号并生成第二采样信号，所述信号比较器用于比较所述第一采样信号及第二采样信号，在比较超过预设偏差时，输出故障信号，使得所述信号输出电路在接收到所述故障信号时，输出小于故障理论值的电流，从而实现HART测量系统的诊断功能，大大提升设备安全性。
【附图说明】
[0015]图1显示为本发明一实施例中功能安全型HART测量系统的结构示意图。
[0016]图2显示为本发明一实施例中第一诊断电路的结构示意图。
[0017]图3显示为本发明一实施例中第一诊断电路的电路原理示意图。
[0018]图4显示为本发明一实施例中功能安全型HART测量系统的具体实现结构示意图。
[0019]元件标号说明
[0020]I功能安全型HART测量系统
[0021]11信号输入采样电路
[0022]111第一诊断电路
[0023]1111第一 A/D 采样器
[0024]1112第二 A/D 采样器
[0025]1113信号比较器
[0026]12信号输出电路
[0027]13HART通讯电路
[0028]14电源模块
【具体实施方式】
[0029]以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的【具体实施方式】加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0030]请参阅图1，本发明提供一种功能安全型HART测量系统1，包括:具有第一诊断电路111的信号输入采样电路11、信号输出电路12、HART通讯电路13、及电源模块14等。
[0031]所述信号输入采样电路11，用于采集温度信号；请一并参阅图2，所述第一诊断电路111包括:第一 A/D采样器1111、第二 A/D采样器1112、及信号比较器1113;所述第一 A/D采样器1111连接信号比较器1113，用于对信号输入采样电路11的温度信号进行采样并送出第一米样信号至信号比较器1112 ;所述第二 A/D米样器1112,也同时米样(优选为分时采样)所述温度信号并生成第二采样信号；所述信号比较器1113，连接所述第一 A/D采样器1111、及第二 A/D采样器1112，用于比较所述第一采样信号及第二采样信号，在比较超过预设偏差时，输出故障信号。
[0032]请参阅图3，以一具体实施例来展示第一 A/D采样器1111和第二 A/D采样器1112之间的连接，所述第二 A/D采样器1112通过多路复用开关连接至第一 A/D采样器1111 ;具体来讲，第一 A/D采样器1111至少具有A0、Al、A2三端，所述ADC2具有A3、A4两端，所述多路复用开关包括一个至少有16脚的芯片U27。
[0033]其中，AO端经电容C54接至Al端，AO端通过电容C56连接至A2端，AO端经电容C57接地，AO端连接电阻R64 —端，R64另一端连接R67 —端，R67另一端接参考电平Vref ；R68 一端连接于R64和R67的公共端，R65 —端连接于Al端，R65另一端连接于R68的另一端；外部的现场热电阻RTD —端连接所述R64、R67和R68的公共端，电阻RTD另一端连接所述R65的另一端；A1端经电容C55连接A2端；A1端经电容C58接地；A2端经电容C59接地，A2端连接电阻R66的一端，所述电阻R66的另一端连接R65和R68的公共端，且R66的另一端还经电阻R69接地。
[0034]所述芯片U27的16脚接电压VCC3-1，16脚还经电容C60接地；所述第一 A/D采样器1111的AO端接至U27的12脚，Al端接至U27的I脚和14脚，A2端接至U27的5脚；A3端和A4端分别接至U27的13脚和3脚；U27的2脚、4脚、10脚及9脚悬空待接；U27的
6、7、8脚接地；U27的15脚经电阻R71接电压VCC3，15脚还经电阻R72接地；11脚经电阻R73接电压VCC3-1，11脚还经电阻R74接地。在一实施例中，所述电压VCC3及VCC3-1均可由所述电源模块14提供，所述VCC3可为5V，VCC3-1为3.3V。
[0035]以上电路结构仅为例示，在现有技术中均可参考加以变化实现，并非以本实施例所示为限，且本领域技术人员应当可以根据本发明的教示结合现有技术实现。
[0036]在一具体实施例中，如图4所7K,所述信号输入米样电路11还包括:A/D转换器、及第一处理芯片；所述第一 A/D采样器1111可集成于所述