CN105784168A - 一种温度变送器 - Google Patents

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Abstract

本发明特别涉及一种温度变送器。该温度变送器，包括温度控制电路，电流表XMM1和XMM4，电压表XMM2和XMM3，10倍放大电路和5倍放大电路，所述温度控制电路连接到10倍放大电路。该温度变送器，电路简单可靠，具有较高精度和稳定度的直流放大电路，将传感器输出的温度信号转变为采集电路所需要的电信号，使电信号与温度信号呈线性关系，不仅能够采集温度信息，还极大地降低了成本。

Description

一种温度变送器
技术领域
本发明特别涉及一种温度变送器。
背景技术
温度是工业生产过程中的一个非常常见且基本的参数之一，它的精确测量以及对其有效的控制对工业生产的正常有序进行非常重要。
目前，工业过程中温度的测量通常使用热电阻温度变送器，变送器的输出主要为模拟电信号。目前市场上的温度变送器主要有两种实现方式：一是采用电阻分压原理搭建电路；二是通过稳压芯片提供基准电压，再经信号调制得出V/I信号，虽然这种通过稳压芯片提供基准电压的温度变送器抗干扰能力不错，但成本较高，容易造成资源浪费。
基于上述问题，本发明设计了一种温度变送器。该温度变送器采用电阻分压原理搭建电路，其电路简单可靠，在实现基本功能的情况下，能够大幅降低成本。
发明内容
本发明为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种简单高效的温度变送器。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种温度变送器，其特征在于：包括温度控制电路，电流表XMM1和XMM4，电压表XMM2和XMM3，10倍放大电路和5倍放大电路，所述温度控制电路连接到10倍放大电路；
所述温度控制电路包括温度传感器I2和滑动变阻器R10，所述温度传感器I2的正极连接+12V电源，负极连电阻R5再接地；所述温度传感器I2的负极通过电阻R2连接到10倍放大电路；所述滑动变阻器R10输入端接-12V电源，输出端通过电阻R9接地，滑片输出端通过电阻R8连接到10倍放大电路；
所述10倍放大电路包括LM324芯片a，所述LM324芯片a正电源端连接+12V电源，负电源端连接-12V电源，正相输入端连接电阻R1再接地，反相输入端连接温度控制电路，输出端通过电阻R6连接到5倍放大电路，所述LM324芯片a的反相输入端与输出端之间连接有电阻R3；所述5倍放大电路包括LM324芯片b，所述LM324芯片b正电源端连接+12V电源，负电源端连接-12V电源，正相输入端连接电阻R4再接地，反相输入端连接电阻R6，输出端接到所述电流表XMM1的正极，电流表XMM1负极接地，所述LM324芯片b的反相输入端与输出端之间连接有滑动变阻器R7；
所述电压表XMM2连接到电阻R8两端；所述电压表XMM3正极连接到所述温度传感器I2的负极，正极连接电阻R1的接地端；所述电流表XMM4正极接LM324芯片a的输出端，负极接地。
所述电阻R2，R6，R8，R9均为10K欧姆定值电阻；所述电阻R1和R4均为5.1K欧姆定值电阻；所述电阻R3为100K欧姆定值电阻；所述电阻R5为1K欧姆定值电阻；所述滑动变阻器R7阻值范围为0~50k欧姆；所述滑动变阻器R10阻值范围为0~5k欧姆。
当温度为0°C时，温度传感器I2向LM324芯片a反相输入端输出273mA电流和0V电压，当温度为100°C时，温度传感器I2向LM324芯片a反相输入端输出373mA的电流和5V电压；-12V电源经滑动变阻器R10分压后向LM324芯片a反相输入端输出-273mA电流；因此，当温度为0°C时，LM324芯片a反相输入端的输入电流为0mA，当温度为100°C时，LM324芯片a反相输入端的输入电流为100mA，经10被放大电路放大后输出电流为0~1A，再经5倍放大电路放大后输出电流为0~5A，经过电阻调整转换成与温度成线性关系的0~5V电压输出。
本发明温度变送器的校准过程，包括以下步骤：
（1）打开温度变送器系统，输入控制温度，使其保持在0°C，此时调节滑动变阻器R10，使其输出电压为0V，校准零电压点；
（2）输入控制温度，升温至100°C，调节滑动变阻器R7，使其输出电压为5V，校准放大倍数即可。
本发明的有益效果是：该温度变送器，电路简单可靠，具有较高精度和稳定度的直流放大电路，将传感器输出的温度信号转变为采集电路所需要的电信号，使电信号与温度信号呈线性关系，不仅能够采集温度信息，还极大地降低了成本。
附图说明
附图1为本发明温度变送器电路原理示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行详细的说明。应当说明的是，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
该温度变送器，包括温度控制电路，电流表XMM1和XMM4，电压表XMM2和XMM3，10倍放大电路和5倍放大电路，所述温度控制电路连接到10倍放大电路；
所述温度控制电路包括温度传感器I2和滑动变阻器R10，所述温度传感器I2的正极连接+12V电源，负极连电阻R5再接地；所述温度传感器I2的负极通过电阻R2连接到10倍放大电路；所述滑动变阻器R10输入端接-12V电源，输出端通过电阻R9接地，滑片输出端通过电阻R8连接到10倍放大电路；
所述10倍放大电路包括LM324芯片a，所述LM324芯片a正电源端连接+12V电源，负电源端连接-12V电源，正相输入端连接电阻R1再接地，反相输入端连接温度控制电路，输出端通过电阻R6连接到5倍放大电路，所述LM324芯片a的反相输入端与输出端之间连接有电阻R3；所述5倍放大电路包括LM324芯片b，所述LM324芯片b正电源端连接+12V电源，负电源端连接-12V电源，正相输入端连接电阻R4再接地，反相输入端连接电阻R6，输出端接到所述电流表XMM1的正极，电流表XMM1负极接地，所述LM324芯片b的反相输入端与输出端之间连接有滑动变阻器R7；
所述电压表XMM2连接到电阻R8两端；所述电压表XMM3正极连接到所述温度传感器I2的负极，正极连接电阻R1的接地端；所述电流表XMM4正极接LM324芯片a的输出端，负极接地。
所述电阻R2，R6，R8，R9均为10K欧姆定值电阻；所述电阻R1和R4均为5.1K欧姆定值电阻；所述电阻R3为100K欧姆定值电阻；所述电阻R5为1K欧姆定值电阻；所述滑动变阻器R7阻值范围为0~50k欧姆；所述滑动变阻器R10阻值范围为0~5k欧姆。
当温度为0°C时，温度传感器I2向LM324芯片a反相输入端输出273mA电流和0V电压，当温度为100°C时，温度传感器I2向LM324芯片a反相输入端输出373mA的电流和5V电压；-12V电源经滑动变阻器R10分压后向LM324芯片a反相输入端输出-273mA电流；因此，当温度为0°C时，LM324芯片a反相输入端的输入电流为0mA，当温度为100°C时，LM324芯片a反相输入端的输入电流为100mA，经10被放大电路放大后输出电流为0~1A，再经5倍放大电路放大后输出电流为0~5A，经过电阻调整转换成与温度成线性关系的0~5V电压输出。
本发明温度变送器的校准过程，包括以下步骤：
（1）打开温度变送器系统，输入控制温度，使其保持在0°C，此时调节滑动变阻器R10，使其输出电压为0V，校准零电压点；
（2）输入控制温度，升温至100°C，调节滑动变阻器R7，使其输出电压为5V，校准放大倍数即可。

Claims (4)

1.一种温度变送器，其特征在于：包括温度控制电路，电流表XMM1和XMM4，电压表XMM2和XMM3，10倍放大电路和5倍放大电路，所述温度控制电路连接到10倍放大电路；
所述温度控制电路包括温度传感器I2和滑动变阻器R10，所述温度传感器I2的正极连接+12V电源，负极连电阻R5再接地；所述温度传感器I2的负极通过电阻R2连接到10倍放大电路；所述滑动变阻器R10输入端接-12V电源，输出端通过电阻R9接地，滑片输出端通过电阻R8连接到10倍放大电路；
所述10倍放大电路包括LM324芯片a，所述LM324芯片a正电源端连接+12V电源，负电源端连接-12V电源，正相输入端连接电阻R1再接地，反相输入端连接温度控制电路，输出端通过电阻R6连接到5倍放大电路，所述LM324芯片a的反相输入端与输出端之间连接有电阻R3；所述5倍放大电路包括LM324芯片b，所述LM324芯片b正电源端连接+12V电源，负电源端连接-12V电源，正相输入端连接电阻R4再接地，反相输入端连接电阻R6，输出端接到所述电流表XMM1的正极，电流表XMM1负极接地，所述LM324芯片b的反相输入端与输出端之间连接有滑动变阻器R7；
所述电压表XMM2连接到电阻R8两端；所述电压表XMM3正极连接到所述温度传感器I2的负极，正极连接电阻R1的接地端；所述电流表XMM4正极接LM324芯片a的输出端，负极接地。
2.根据权利要求1所述的温度变送器，其特征在于：所述电阻R2，R6，R8，R9均为10K欧姆定值电阻；所述电阻R1和R4均为5.1K欧姆定值电阻；所述电阻R3为100K欧姆定值电阻；所述电阻R5为1K欧姆定值电阻；所述滑动变阻器R7阻值范围为0~50k欧姆；所述滑动变阻器R10阻值范围为0~5k欧姆。
3.根据权利要求1所述的温度变送器，其特征在于：当温度为0°C时，温度传感器I2向LM324芯片a反相输入端输出273mA电流和0V电压，当温度为100°C时，温度传感器I2向LM324芯片a反相输入端输出373mA的电流和5V电压；-12V电源经滑动变阻器R10分压后向LM324芯片a反相输入端输出-273mA电流；因此，当温度为0°C时，LM324芯片a反相输入端的输入电流为0mA，当温度为100°C时，LM324芯片a反相输入端的输入电流为100mA，经10被放大电路放大后输出电流为0~1A，再经5倍放大电路放大后输出电流为0~5A，经过电阻调整转换成与温度成线性关系的0~5V电压输出。
4.根据权利要求1或3所述的温度变送器的校准过程，其特征在于包括以下步骤：
（1）打开温度变送器系统，输入控制温度，使其保持在0°C，此时调节滑动变阻器R10，使其输出电压为0V，校准零电压点；
（2）输入控制温度，升温至100°C，调节滑动变阻器R7，使其输出电压为5V，校准放大倍数即可。
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