CN202928715U - 一种具有自检功能的温度变送器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种具有自检功能的温度变送器，包括信号转换器和温度传感器，还包括用于检测第二端口连接情况的检测单元，检测单元包括信号输入端和信号输出端，信号输入端通过第一端口与信号转换器连接，信号输出端通过第三端口与信号转换器连接，当温度传感器与第二端口连接断开时，检测单元导通，将处理后的信号通过第三端口输入信号转换器，并由信号转换器的输出端口输出非正常信号。本实用新型的温度变送器能够检测出温度传感器与信号转换器连接的补偿线接入异常，解决了现有技术中信号转换器第二端口和温度传感器之间的连接断开时，仍输出正常电流信号的问题，提高了温度变送器检测环境温度的准确性，避免温度传感器接入异常带来的不良后果。
Description
技术领域
本申请涉及环境监测技术领域，具体涉及一种具有自检功能的温度变送器。
背景技术
温度变送器是一种将温度信号转换为可传送的标准化输出信号的环境监测仪器，标准化输出信号主要为4~20mA的直流电信号。温度变送器通常采用三线制铂电阻，为了消除导线电阻引起的测量误差，采用三线制接法与温度变送器连接，即在铂电阻一端增加一条补偿线，去除导线电阻对热电阻检测精度的影响。
如图1所示，铂电阻Pt采用三线制的接法与温度变送器中的信号转换器连接，其中，铂电阻的一端引出一根导线与第三端口P3连接，另一端引出两根补偿线分别和补偿线接入第一端口P1、补偿线接入第二端口P2连接，电源输入端口P4和参考地端口P5之间接入24V直流电源，电流输出端口P6用于输出恒定电流信号。当热电阻与第一端口P1、第三端口P3接触不良或断开时，参考地端口P5、电流输出端口P6输出电流信号在4~20mA范围以外，由此可判断铂电阻Pt接入故障；当热电阻与第二端口P2连接异常时，补偿线无法接入电路，参考地端口P5、电流输出端口P6输出电流信号仍然在4~20mA范围内，无法检测到第二端口P2处接入异常，从而导致温度变送器的输出电流信号不随热电阻阻值受温度影响同步变化，无法准确反映周围环境的温度，从而可能产生一些意想不到的不良后果。
发明内容
本申请所要解决的技术问题是，提供一种可完全检测出温度传感器与信号转换器之间连接异常的具有自检功能的温度变送器。
本申请采用的技术方案是，提供一种具有自检功能的温度变送器，包括信号转换器和温度传感器，所述信号转换器包括第一端口、第二端口和第三端口，所述信号转换器通过所述第一端口和所述第二端口输出电信号至所述热电阻，所述热电阻通过所述第三端口输入电信号至所述信号转换器，还包括用于检测所述第二端口连接情况的检测单元，所述检测单元包括信号输入端和信号输出端，所述信号输入端通过所述第一端口与所述信号转换器连接，所述信号输出端通过所述第三端口与所述信号转换器连接，当所述热电阻与所述第二端口连接断开时，所述检测单元导通，将处理后的信号通过所述第三端口输入所述信号转换器，并由所述信号转换器的输出端口输出非正常信号。
所述检测单元包括放大电路和第一电阻，所述第一端口、所述放大电路、所述第一电阻以及所述第三端口顺次连接。
所述检测单元还包括第二电阻，所述第二电阻一端连接所述第一端口，另一端连接所述放大电路。
所述检测单元还包括第三电阻，所述第三电阻一端连接所述第二端口，另一端连接所述放大电路。
所述放大电路包括三极管，所述三极管的基极通过所述第二电阻与所述第一端口连接，通过所述第三电阻与所述第二端口连接，所述三极管的发射极与所述第二端口连接，所述三极管的集电极通过第一电阻与所述第三端口连接。
所述放大电路包括MOS管，所述MOS管的栅极通过所述第二电阻与所述第一端口连接，通过所述第三电阻与所述第二端口连接，所述MOS管的源极与所述第二端口连接，所述MOS管的漏极通过第一电阻与所述第三端口连接。
所述放大电路包括光耦，所述光耦的信号输出端通过所述第一电阻与所述第三端口连接，所述光耦的信号输入端通过所述第二电阻与所述第一端口连接。
所述温度传感器为三线制铂电阻。
所述信号转换器还包括第四端口、第五端口和第六端口，电源模块通过第四端口、第五端口向所述信号转换器供电，所述信号转换器通过第六端口与显示模块连接。
所述显示模块包括电流表。
本申请的有益效果是：
（1）在本申请的一种具体实施方式中，由于在温度传感器与信号转换器之间连接检测单元，当温度传感器与信号转换器连接的第二端口断开时，检测单元导通，对通过的信号进行处理，将处理后的信号输入信号转换器第三端口，经信号转换器的内部放大电路处理后，通过信号转换器的输出端口输出范围在4~20mA以外的电流信号，以此检测出温度传感器与信号转换器连接的补偿线接入异常，解决了现有技术中信号转换器第二端口和温度传感器之间的连接断开时，仍输出正常电流信号的问题，提高了温度变送器检测环境温度的准确性，避免温度传感器接入异常带来的不良后果。
（2）在本申请的一种具体实施方式中，由于在三线制铂电阻和信号转换器之间连接检测单元，当铂电阻与信号转换器连接的第二端口断开时，检测单元导通，对通过的信号进行处理，将处理后的信号输入信号转换器第三端口，经信号转换器的内部放大电路处理后，通过信号转换器的输出端口输出范围在4~20mA以外的电流信号，以此检测出铂电阻与信号转换器连接的补偿线接入异常，解决了现有技术中信号转换器第二端口和铂电阻之间出现连接故障时，仍输出正常电流信号的问题，提高了温度变送器检测环境温度的准确性，避免铂电阻接入异常带来的不良后果。
附图说明
图1为温度变送器的电路连接示意图；
图2为本申请一种具有自检功能的温度变送器的结构方框图；
图3为本申请一种实施例的电路图；
图4为本申请另一种实施例的电路图；
图5为本申请再一种实施例的电路图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。
实施例一：
请参考图2、图3，本申请的具有自检功能的温度变送器，一种实施方式包括：信号转换器100和温度传感器200，信号转换器包括第一端口P1、第二端口P2和第三端口P3，信号转换器100通过第一端口P1和第二端口P2输出电信号至温度传感器200，温度传感器200通过第三端口P3输入电信号至信号转换器100，还包括检测单元300，检测单元300用于检测第二端口P2的连接情况，检测单元300包括信号输入端和信号输出端，信号输入端通过第一端口P1与信号转换器100连接，信号输出端通过第三端口P3与信号转换器100连接，当温度传感器200与第二端口P2连接断开时，检测单元300导通，将处理后的信号通过第三端口P3输入信号转换器100，并由信号转换器100的输出端口输出非正常信号。
检测单元300包括放大电路和第一电阻R01，第一端口P1、放大电路、第一电阻R01以及第三端口P3顺次连接。第一端口P1与放大电路的信号输入端连接，放大电路的信号输出端通过第一电阻与第三端口P3连接。检测单元300还包括第二电阻R02，第二电阻R02一端连接第一端口P1，另一端连接放大电路，即放大电路的信号输入端通过第二电阻R02与第一端口P1连接。
在一种实施方式中，温度传感器200为三线制铂电阻，铂电阻Pt采用三线制接法与信号转换器100连接，即铂电阻Pt一端与第三端口P3连接，另一端引出两根导线，分别与第一端口P1和第二端口P2连接。
在一种实施方式中，放大电路包括三极管Q01，三极管Q01的基极通过第二电阻R02与第一端口P1连接，通过第三电阻R03与第二端口P2连接，三极管Q01的集电极通过第一电阻R01与第三端口P3连接，三极管Q01的发射极与第二端口P2连接。
当铂电阻Pt与信号变送器正常连通时，第二电阻R02和第三电阻R03两端电压相同，三极管Q01的基极电压压降为0，因此三极管Q01被截止，电流信号通过铂电阻Pt和第三端口P3输入到信号变送器100，通过信号变送器100进行电流信号的转换处理后，输出4~20mA的恒流信号至显示模块500。当铂电阻Pt和第一端口P1或第三端口P3连接异常时，三极管Q01仍然被截止，信号变送器100输出的电流信号在4~20mA范围以外，由此显示铂电阻Pt与信号变送器100的接线出现故障。当铂电阻Pt与第二端口P2连接异常时，由于信号转换器设置有内部电源，第一端口P1处有3V的电压，因此三极管Q01被导通，通过第二电阻R02的基极电流控制通过第一电阻R01的集电极电流进行放大，第一电阻R01两端的电压增大，从而导致第三端口P3输入到信号转换器的电压降低，即输出电流相应地降低，输出到输出模块500的电流信号低于4mA，由此可检测出第二端口P2的连接异常。
信号转换器100还包括第四端口P4、第五端口P5和第六端口P6，电源模块通过第四端口P4向信号转换器100供电，信号转换器100通过第六端口P6与显示模块连接，第五端口P5为参考地端口。电源模块400为24V直流电源，连接在信号转换器的第四端口P4和第五端口P5之间，通过第四端口P4将电流信号输入到信号转换器100。显示模块500包括电流表，连接在信号转换器100的第五端口P5和第六端口P6之间，信号转换器100通过第六端口P6将电流信号输入到电流表，当第二端口P2断开时，信号转换器输出4~20mA范围以外的电流信号至电流表，以此检测出第二端口P2的连接故障。
通过本实施例提供的技术方案，由于在铂电阻Pt与信号转换器100之间连接带有三极管Q01的信号放大电路，当第二端口P2连接出现故障时，三极管Q01导通，使第一电阻R01两端的电压增大后，降低第三端口P3输入到信号转换器100的电压，从而使信号转换器100输出到电流表的电流信号在常规范围4~20mA以外，以此保证铂电阻Pt与信号转换器100之间所有端口的连接故障都能被检测出来，避免第二端口P2开路引起的测量误差。
实施例二：
请参考图4，本申请具有自检功能的温度变送器的另一种实施方式与实施例一不同的是：放大电路包括MOS管Q02，MOS管Q02的栅极通过第二电阻R02与第一端口P1连接，通过第三电阻R03与第二端口P2连接，MOS管Q02的源极与第二端口P2连接，MOS管Q02的漏极通过第一电阻R01与第三端口P3连接。
当铂电阻Pt与第二端口P2连接异常时，由于信号转换器内部设置有电源，第一端口P1处有3V的电压，栅极和源极之间存在电位差，MOS管Q02被导通，漏极电流增大，即第一电阻R01两端电压增大，从而导致第三端口P3输入到信号转换器的电压降低，即输出电流相应地降低，输出到输出模块500的电流信号低于4mA，由此可检测出第二端口P2的连接异常。
通过本实施例提供的技术方案，由于在铂电阻Pt与信号转换器100之间连接带有MOS管Q02的信号放大电路，当第二端口P2连接出现故障时，MOS管Q02导通，使第一电阻R01两端的电压增大后，降低第三端口P3输入到信号转换器100的电压，从而使信号转换器100输出到电流表的电流信号在常规范围4~20mA以外，以此保证铂电阻Pt与信号转换器100之间所有端口的连接故障都能被检测出来，避免第二端口P2开路引起的测量误差。
实施例三：
请参考图5，本申请具有自检功能的温度变送器的另一种实施方式与实施例一不同的是：放大电路包括光耦Q03，光耦Q03的信号输出端通过第一电阻R01与第三端口P3连接，光耦的信号输入端通过第二电阻R02与第一端口P1连接。光耦Q03包括两部分：发光二极管和受光器。其中，发光二极管的正极通过第二电阻R02与第一端口P1连接，负极与第二端口P2连接，受光器一端通过第一电阻R01与第三端口P3连接，另一端与第二端口P2连接。当铂电阻Pt与第二端口P2连接异常时，第一端口P1处有3V的电压，光耦Q03中的发光二极管导通，发光二极管发出光线，受光器接收光线后产生光电流，再经过进一步放大后输出，第一电阻R01两端的电压增大，从而导致第三端口P3输入到信号转换器的电压降低，即输出电流相应地降低，输出到输出模块500的电流信号低于4mA，由此可检测出第二端口P2的连接异常。
通过本实施例提供的技术方案，由于在铂电阻Pt与信号转换器100之间连接带有光耦的信号放大电路，当第二端口P2连接出现故障时，光耦Q03导通，使第一电阻R01两端的电压增大后，降低第三端口P3输入到信号转换器100的电压，从而使信号转换器100输出到电流表的电流信号在常规范围4~20mA以外，以此保证铂电阻Pt与信号转换器100之间所有端口的连接故障都能被检测出来，避免第二端口P2开路引起的测量误差。
以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。
Claims (10)
1.一种具有自检功能的温度变送器，包括信号转换器和温度传感器，所述信号转换器包括第一端口、第二端口和第三端口，所述信号转换器通过所述第一端口和所述第二端口输出电信号至所述温度传感器，所述温度传感器通过所述第三端口输入电信号至所述信号转换器，其特征在于，还包括用于检测所述第二端口连接情况的检测单元，所述检测单元包括信号输入端和信号输出端，所述信号输入端通过所述第一端口与所述信号转换器连接，所述信号输出端通过所述第三端口与所述信号转换器连接，当所述温度传感器与所述第二端口连接断开时，所述检测单元导通，将处理后的信号通过所述第三端口输入所述信号转换器，并由所述信号转换器的输出端口输出非正常信号。
2.如权利要求1所述的温度变送器，其特征在于，所述检测单元包括放大电路和第一电阻，所述第一端口、所述放大电路、所述第一电阻以及所述第三端口顺次连接。
3.如权利要求2所述的温度变送器，其特征在于，所述检测单元还包括第二电阻，所述第二电阻一端连接所述第一端口，另一端连接所述放大电路。
4.如权利要求3所述的温度变送器，其特征在于，所述检测单元还包括第三电阻，所述第三电阻一端连接所述第二端口，另一端连接所述放大电路。
5.如权利要求4所述的温度变送器，其特征在于，所述放大电路包括三极管，所述三极管的基极通过所述第二电阻与所述第一端口连接，通过所述第三电阻与所述第二端口连接，所述三极管的发射极与所述第二端口连接，所述三极管的集电极通过第一电阻与所述第三端口连接。
6.如权利要求4所述的温度变送器，其特征在于，所述放大电路包括MOS管，所述MOS管的栅极通过所述第二电阻与所述第一端口连接，通过所述第三电阻与所述第二端口连接，所述MOS管的源极与所述第二端口连接，所述MOS管的漏极通过第一电阻与所述第三端口连接。
7.如权利要求3所述的温度变送器，其特征在于，所述放大电路包括光耦，所述光耦的信号输出端通过所述第一电阻与所述第三端口连接，所述光耦的信号输入端通过所述第二电阻与所述第一端口连接。
8.如权利要求1所述的温度变送器，其特征在于，所述温度传感器为三线制铂电阻。
9.如权利要求1所述的温度变送器，其特征在于，所述信号转换器还包括第四端口、第五端口和第六端口，电源模块通过第四端口、第五端口向所述信号转换器供电，所述信号转换器通过第六端口与显示模块连接。
10.如权利要求9所述的温度变送器，其特征在于，所述显示模块包括电流表。
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| CN 201220571019 CN202928715U (zh) | 2012-11-01 | 2012-11-01 | 一种具有自检功能的温度变送器 |
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|---|---|---|---|---|
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| CN112015165A (zh) * | 2020-08-27 | 2020-12-01 | 余姚市工易仪表有限公司 | 一种温控器自检方法、系统及其存储介质 |
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| CP03 | Change of name, title or address | ||
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