一种求二线制变送器电流平均值的装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种变送器输出信号处理技术，尤其是一种求二线制变送器电流 平均值的装置。
【背景技术】
[0002] 在很多情况下，同一参数测量的结果需要使用多点测量值的平均值。当测量系统 的传感器输入通道数量不够，特别是测量系统在设计之初是使用单个参数测量变送器进行 参数测量与变送，需要增加参数测量变送器的数量，改成使用多点测量值的平均值方案时， 测量系统将面临需要重新设计的情况。
【发明内容】
[0003] 本实用新型的目的是为多点测量值的平均值计算提供一种解决方案，即能够计算 2个变送器输入电流的平均值并输出的装置。
[0004] 为了实现上述目的，本实用新型提供了一种求二线制变送器电流平均值的装置， 由二线制取样电路、平均值计算电路、二线制电流变送电路、电源电路组成。
[0005] 所述电源电路的输入为直流供电电源，输出双极性直流电源；双极性直流电源包 括有正电源端、负电源端、公共地；直流供电电源的负端连接至公共地。
[0006] 所述二线制取样电路包括第一取样支路、第二取样支路和比较电压阈值电路；t匕 较电压阈值电路设有比较电压阈值端。
[0007] 所述第一取样支路由第一取样电阻、第一电压跟随器、第一电压比较器、第一继电 器线圈、第一二极管组成；第一取样电阻的一端同时连接至第一输入电流的流入端和第一 电压跟随器的输入端，第一取样电阻的另外一端连接至公共地；第一输入电流的流出端连 接至直流供电电源的正端；第一电压跟随器的输出端设为第一取样电压输出端；第一电压 比较器的正输入端连接至第一取样电压输出端、负输入端连接至比较电压阈值端；第一继 电器线圈的两端分别连接至正电源端和电第一压比较器的输出端；第一二极管的阴极、阳 极分别连接至正电源端和电第一压比较器的输出端。
[0008] 所述第二取样支路由第二取样电阻、第二电压跟随器、第二电压比较器、第二继电 器线圈、第二二极管组成；第二取样电阻的一端同时连接至第二输入电流的流入端和第二 电压跟随器的输入端，第二取样电阻的另外一端连接至公共地；第二输入电流的流出端连 接至直流供电电源的正端；第二电压跟随器的输出端设为第二取样电压输出端；第二电压 比较器的正输入端连接至第二取样电压输出端、负输入端连接至比较电压阈值端；第二继 电器线圈的两端分别连接至正电源端和第二电压比较器的输出端；第二二极管的阴极、阳 极分别连接至正电源端和电第二压比较器的输出端。
[0009] 第一输入电流、第二输入电流的二线制环路供电电源为直流供电电源。
[0010] 所述反相加法电路由第一运放、加法器输入电路、加法器反馈电路组成。
[0011] 所述加法器输入电路包括第一加法器输入支路和第二加法器输入支路。
[0012] 所述第一加法器输入支路由第一输入电阻、第二输入电阻、第一继电器开关一组 成；第一输入电阻、第二输入电阻、第一继电器开关一的一端联结为结点，第一输入电阻的 另外一端为第一取样电压输入端且连接至第一取样电压输出端，第二输入电阻的另外一端 连接至第一运放的负输入端，第一继电器开关一的另外一端连接至公共地。
[0013] 所述第二加法器输入支路由第三输入电阻、第四输入电阻、第二继电器开关一组 成；第三输入电阻、第四输入电阻、第二继电器开关一的一端联结为结点，第三输入电阻的 另外一端为第二取样电压输入端且连接至第二取样电压输出端，第四输入电阻的另外一端 连接至第一运放的负输入端，第二继电器开关一的另外一端连接至公共地。
[0014] 所述加法器反馈电路包括第一加法器反馈支路和第二加法器反馈支路。
[0015] 所述第一加法器反馈支路由第一反馈电阻、第二反馈电阻、第一继电器开关二组 成；第一反馈电阻、第二反馈电阻、第一继电器开关二的一端联结为结点，第一反馈电阻的 另外一端连接至第一运放的负输入端，第二反馈电阻的另外一端连接至第一运放的输出 端，第一继电器开关二的另外一端连接至公共地。
[0016] 所述第二加法器反馈支路由第三反馈电阻、第四反馈电阻、第二继电器开关二组 成；第三反馈电阻、第四反馈电阻、第二继电器开关二的一端联结为结点，第三反馈电阻的 另外一端连接至第一运放的负输入端，第四反馈电阻的另外一端连接至第一运放的输出 端，第二继电器开关二的另外一端连接至公共地。
[0017] 所述第一运放的正输入端连接至公共地。
[0018] 所述第一继电器线圈、第一继电器开关一、第一继电器开关二同属第一继电器；所 述第二继电器线圈、第二继电器开关一、第二继电器开关二同属第二继电器。
[0019] 所述反相比例电路的输入端连接至第一运放的输出端、输出端设为平均值电压输 出端。
[0020] 所述二线制电流变送电路设有变送电压输入端和平均值电流变送输出端，变送电 压输入端连接至平均值电压输出端。
[0021] 本实用新型与现有技术相比，其有益效果是：可以计算2个输入在4 一 20mA范围 的二线制变送器电流的平均值并输出；当2个输入中有1个输入变送器电流环路开路时，所 述装置能够直接将另外一个输入的变送器电流作为平均值输出；控制开关采用继电器，继 电器开关断开时电阻大，导通时电阻小，电流平均值计算结果准确。
【附图说明】
[0022] 图1为本实用新型的结构框图。
[0023] 图2为本实用新型的二线制取样电路图。
[0024] 图3为本实用新型的平均值计算电路图。
[0025] 图4为本实用新型的二线制电流变送电路图。
[0026] 图5为本实用新型的电源电路图。
【具体实施方式】
[0027] 下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施 方式不限于此。
[0028] 本实用新型的结构框图如图1所示，一种求二线制变送器电流平均值的装置，由 二线制取样电路、平均值计算电路、二线制电流变送电路组成。
[0029] 二线制取样电路如图2所示。
[0030] 第一取样支路由第一取样电阻Rll、第三运放Fll、第一电压比较器F12、第一继电 器线圈Jll组成；第三运放Fll的输出端连接至其负输入端构成第一电压跟随器。第一输 入电流11流经第一取样电阻Rl 1。
[0031] 第二取样支路由第二取样电阻R21、第四运放F21、第二电压比较器F22、第二继电 器线圈J21组成；第四运放F21的输出端连接至其负输入端构成第二电压跟随器。第二输 入电流12流经第二取样电阻R21。
[0032] 第一输入电流II、第二输入电流12的二线制环路供电电源为直流供电电源VDD。
[0033] 比较电压阈值电路为第一电位器RWl构成的分压电路；比较电压阈值端VREF连接 至分压输出端，两个分压输入端分别连接至正电源端+VCC和公共地。
[0034] D1、D2是续流二极管。
[0035] 第三运放F11、第四运放F21选择LM358 ;第一电压比较器F12、第二电压比较器 F22选择集电极开路的LM393。
[0036] 平均值计算电路如图3所示。
[0037] 平均值计算电路由和反相加法电路、反相比例电路组成。
[0038] 反相加法电路由第一运放R)l、加法器输入电路、加法器反馈电路组成。
[0039] 加法器输入电路包括第一加法器输入支路和第二加法器输入支路。
[0040] 第一加法器输入支路由第一输入电阻R13、第二输入电阻R14、第一继电器开关一 Jll-I组成；第一输入电阻R13、第二输入电阻R14、第一继电器开关一 Jll-I的一端联结为 结点，第一输入电阻R13的另外一端连接至第一取样电压输出端VI，第二输入电阻R14的另 外一端连接至第一运放ΗΠ 的负输入端，第一继电器开关一 Jll-I的另外一端连接至公共 地。
[0041] 第二加法器输入支路由第三输入电阻R23、第四输入电阻R24、第二继电器开关一 J21-1组成，电路结构与第一加法器输入支路相同。
[0042] 加法器反馈电路包括第一加法器反馈支路和第二加法器反馈支路。
[0043] 第一加法器反馈支路由第一反馈电阻R15、第二反馈电阻R16、第一继电器开关二 J11-2组成；第一反馈电阻R15、第二反馈电阻R16、第一继电器开关二J11-2的一端联结为 结点，第一反馈电阻R15的另外一端连接至第一运放FOl的负输入端，第二反馈电阻R16的 另外一端连接至第一运放ΗΠ 的输出端，第一继电器开关二J11-2的另外一端连接至公共 地。
[0044] 第二加法器反馈支路由第三反馈电阻R25、第四反馈电阻R26、第二继电器开关二 J21-2组成，电路结构与第一加法器反馈支路相同。
[0045] 第一运放R)1的正输入端连接至公共地。
[0046] 反相比例电路由第二运放R)2、第一电阻R01、第二电阻R02组成。其输入端连接 至第一运放ΗΠ 的输出端、输出端设为平均值电压输出端V0UT。
[0047] 第一运放R)l、第二运放F02选择LM358。第一继电器线圈J11、第一继电器开关 一 Jl 1-1、第一继电器开关二Jl 1-2同属第一继电器，第二继电器线圈J21、第二继电器开关 一 J21-1、第二继电器开关二J21-2同属第二继电器；第一继电器、第二继电器都选择欧姆 龙小型继电器G5V-2。
[0048] 二线制电流变送电路如图4所示，由电流变送器XTROl和第一三极管T01、第一电 容COl、第三电阻R03组成，电流变送器XTROl选择电流环路发送器XTRl 17。
[0049] 第三电阻R03的一端是变送电压输入端VIN且连接至平均值电压输出端V0UT， 另外一端连接至电流变送器XTROl的电流输入端Iin ;电流变送器XTROl的输入电流返回 端IRET连接至公共地GND ;第一三极管TOl的集电极、基极、发射极分别连接至电流变送 器XTROl的电压输入端U+、基极端B、发射极端E ;第一电容COl的两端并联至电流变送器 XTROl的电压输入端U+、变送电流输出端Iout ;电流变送器XTROl的变送电流输出端Iout 和电压输入端U+构成平均值电流变送输出端IOUT。
[0050] 所述求二线制变送器电流平均值的装置还包括有电源电路，由双路