C8051F017構建的智能二線(xiàn)制溫度變送器

【摘要】：介紹了由C8051F017構建的智能二線(xiàn)制溫度變送器,分析了系統實(shí)現的理論依據。硬件采用低功耗線(xiàn)性變換器MAX1616和TLC27L2、TLE2021運算放大器,通過(guò)信號處理模塊對采集的被測信號進(jìn)行放大,再用數據處理模塊進(jìn)行信號的軟件線(xiàn)性化處理,最后通過(guò)V/I變換模塊把反映溫度的線(xiàn)性變化信號調制成電壓信號后,轉換成相應的電流信號(0～16mA),加上系統的靜態(tài)電流4mA,形成4～20mA的電流信號通過(guò)二線(xiàn)電流線(xiàn)輸出。軟件采用查表法和計算法結合的插值法。該裝置精度可以保證在0.1%,可靠性較好,電路簡(jiǎn)單,成本低,體積小,生產(chǎn)調試方便。

引言
二線(xiàn)制熱電阻溫度變送器將溫度信號線(xiàn)性地變換成4~20mA直流標準輸出信號。模擬二線(xiàn)制溫度變送器大都采用分離元件組成,存在較大的溫度漂移;同時(shí)熱電阻本身存在非線(xiàn)性,其精度大多不高。隨著(zhù)微處理器功耗的降低和新器件的不斷出現,“A/D+微處理器+D/A”模式的智能變送器在信號處理、測量精度、儀表維修和維護等方面存在較大的優(yōu)勢。

智能溫度變送器在系統結構上分為電源管理模塊、因此要求微處理器和周?chē)骷仨毑捎玫凸钠骷?，保證其整體電流小于4mA

2.硬件組成
由于采用微處理作為核心，因此要求微處理器和周?chē)骷仨毑捎玫凸钠骷?，保證其整體電流小于4mA.

2.1 電源管理模塊
采用Maxim公司的高電壓低功耗線(xiàn)性變換器MAX1616用于電壓變換。該器件將輸入的24V電壓變換成5V電壓，給外圍器件供電。為進(jìn)一步降低微處理器的功耗和提高數據處理精度，再把5V電壓經(jīng)過(guò)MAX619輸出一個(gè)3V高精度的電壓基準，對微處理器供電，并為A/D轉換提供參考電壓。

此數據運算模塊的硬件電路較為簡(jiǎn)單，只設4個(gè)操作鍵，通過(guò)軟件管理，實(shí)現溫度測量基準值調節、溫度測量斜率值調節、基準電流值調節和滿(mǎn)量程電流值調節等功能。

2.4 V/I變換模塊

V/I變換模塊電路如圖3所示，V/I變換部分彩負載共地方式，由TI公司的高速低功耗精密運算放大器TLE2021、精密電阻R1~R6及TI組成。Vi為輸入電壓，Io為輸出電流，R5為取樣反饋電阻，R3，R6為限流電阻，R7為負載電阻，R5取樣電流信號以電壓形式加到運算放大器的輸入端，形成1個(gè)電流并聯(lián)負反饋電路。