CN204255522U - 一种温度信号传输的防接触不良线路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种温度信号传输的防接触不良线路，包括热电阻、转换电路、隔离器，热电阻的输出端与转换电路的输入端连接，转换电路的输出端与隔离器的输入端连接，隔离器的输出端与可编程控制器的AI模块连接。所述转换电路包括信号采集单元、主机电路单元、D/A转换单元、电压电流转换单元。本实用新型具有以下有益效果：该温度信号传输的防接触不良线路通过转换电路将三线制热电阻信号转换成4-20mA直流电流信号，再通过隔离器抗干扰，防止在整个温度信号传输过程中因线路接触不良造成可编程控制器采集到的电阻值波动，上位机显示异常，保证在温度信号传输过程中信号传输准确，抑制干扰，确保整个热电阻测温系统稳定可靠。
Description
技术领域
本实用新型涉及热电阻测温领域，尤其涉及一种温度信号传输的防接触不良线路。
背景技术
高稳定性是信号传输设备的关键性能。热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热电阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。但在工业环境中，电阻信号的传输对线路要求相当高，一旦出现接触点氧化、线路松动等接触不良现象，都会导致电阻值传输的变化，即对应上位机上温度显示的变化，PLC一旦接收到错误信号后，程序即强制设备保护性停机。因此，为了确保温度信号传输稳定可靠，还是应当采取必要的防接触不良措施。
现有技术是将热电阻的三线制电阻信号直接引入PLC的RTD模块，实现热电阻温度信号的传输。但在实际使用过程中，若在热电阻与PLC的RTD模块之间出现接触不良现象，将直接导致电阻值传输的变化，从而影响上位机上温度显示的变化。在本公司实际生产过程中，发现热电阻输出的端子排接点氧化、磨机振动造成线路瞬间接触不良等现象，因此本实用新型技术在于解决整个温度信号传输过程中的接触不良问题。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术温度信号传输过程中的接触不良问题，提供一种可有效解决上述问题的一种温度信号传输的防接触不良线路。保证在温度信号传输过程中信号传输准确，抑制干扰，确保整个系统稳定可靠。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种温度信号传输的防接触不良线路，包括热电阻、转换电路、隔离器，热电阻的输出端与转换电路的输入端连接，转换电路的输出端与隔离器的输入端连接，隔离器的输出端与可编程控制器的AI模块连接。
按上述技术方案，所述转换电路包括信号采集单元、主机电路单元、D/A转换单元、电压电流转换单元，信号采集单元的输入端与热电阻的输出端连接，信号采集单元的输出端与主机电路单元的输入端连接，主机电路单元的输出端与D/A转换单元的输入端连接，D/A转换单元的输出端与电压电流转换单元的输入端连接，电压电流转换单元的输出端与隔离器的输入端连接。
按上述技术方案，所述信号采集单元包括电阻网路及运放单元，热电阻输出端通过J0端子接入电阻网路及运放单元。
按上述技术方案，主机电路单元所述包括外部组合开关、A/D转换器、控制器、译码器，外部组合开关与译码器的输入端连接，译码器的输出端与控制器的输入端相连，控制器的输出端与A/D转换器连接。
按上述技术方案，所述D/A转换单元包括锁存器，所述锁存器为373芯片。
本实用新型具有以下有益效果：该温度信号传输的防接触不良线路通过转换电路将三线制热电阻信号转换成4-20mA直流电流信号，再通过隔离器抗干扰，防止在整个温度信号传输过程中因线路接触不良造成可编程控制器采集到的电阻值波动，上位机显示异常，保证在温度信号传输过程中信号传输准确，抑制干扰，确保整个热电阻测温系统稳定可靠。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1是信号采集单元示意图；
图2是主机电路单元示意图；
图3是D/A转换单元示意图；
图4是电压电流转换单元示意图；
图5是现有技术温度信号传输的线路图；
图6是本实用新型温度信号传输的防接触不良线路。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
在本实用新型的较佳实施例中，一种温度信号传输的防接触不良线路，如图6所示，包括热电阻、转换电路、隔离器，热电阻的输出端与转换电路的输入端连接，转换电路的输出端与隔离器的输入端连接，隔离器的输出端与可编程控制器的AI模块（模拟信号采集模块）连接。所述转换电路包括信号采集单元、主机电路单元、D/A转换单元、电压电流转换单元，信号采集单元的输入端与热电阻的输出端连接，信号采集单元的输出端与主机电路单元的输入端连接，主机电路单元的输出端与D/A转换单元的输入端连接，D/A转换单元（数字/模拟信号转换单元）的输出端与电压电流转换单元的输入端连接，电压电流转换单元的输出端与隔离器的输入端连接。
信号采集单元包括电阻网路及运放单元，热电阻输出端通过J0端子接入电阻网路及运放单元。主机电路单元所述包括外部组合开关、A/D转换器（模拟/数字信号转换器）、控制器、译码器，外部组合开关与译码器的输入端连接，译码器的输出端与控制器的输入端相连，控制器的输出端与A/D转换器连接。所述D/A转换单元包括锁存器，所述锁存器为373芯片。
信号采集单元如图1所示，PT100（铂热电阻）以三线制连接接到J0，连接PT100的两侧的导线长度相等，而且分别加在两侧的桥臂上，这样导线电阻得以消除；电桥电压经过差动放大电路放大后，Anolog0的电压正好是0~5V，这样就可以直接输入到A/D转换器上。热电阻输出端通过J0端子接入系统，并且进行管脚接地处理，再接入后级电阻网路及运放单元，最后通过analog0端口输出端连接入单片机AD单元进行采样处理 。其中信号采集单元的运算放大器与图2中CPU的analog0端口相连。
主机电路单元如图2所示，CPU采用Atmega16 ，它自带八路10位A/D转换器，转换速度快，精度高，而且不需要外扩任何器件。74LS138用来议码，分别选通各路的锁存器。采用8M的晶振，速度完全可以满足系统的要求。A/D转换的参考电压直接是VCC。主机电路部分调用AD转换模块，IO模拟数字端口及译码单元。其中，单片机接收译码单元开关信号从而实现对多路采集信号的选通，选通后AD转换模块对相应端口采集到的温度模拟信号进行处理，并最终通过IO端口输出8位数字信号给DA转化模块。外部组合开关接入到译码单元的输入端，通过译码单元转换成3位数字信号给单片机ATmega16进行处理；单片机识别开关信号后对相应端口模拟信号输入（如analog0）进行内部8位AD转换，AD转换结果通过PC0.8端口输出到DA转换模块。CPU的PC0至PC7端口分别与图3中74ALS373缓冲器中的PC0至PC7端口依次对应相连。
D/A转换单元如图3所示，采用373芯片作为锁存器，采用权电阻网络进行D/A转换，这样可以节省成本，而且精度也可以得到保证。74ls373锁存器，锁存cpu每次更新的数据，OE引腿接138芯片的片选信号，LE 下降沿时数据锁存。D/A转换模块采用电阻网络实现DA转换功能。单片机数字IO口输出实时转化的数字温度信号，通过74ALS373缓冲器连接到电阻网络实现D/A转换功能，电阻网络的输出端连接到后级运放单元转化为小电流信号（4-20mA）。图3中运算放大器的输出端口8与图4中的R4相连。
电压电流转换单元如图4所示，A/D转换后得到的电压信号，转换成4-20mA III型信号输出。I=V/R3。电阻网络的模拟信号与运放单元输入端连接，并通过运放单元实现前后级隔离，最终连接到PLC的输入端。
本实用新型与如图5所示的现有技术相比，带来的有益效果是：
1. 热电阻的输出三线制电阻信号，通过转换电路转换成4~20mA电流信号，消除电阻值因线路氧化、机械振动而较大波动的问题，让上位机数据显示更加稳定，避免因数据监测导致生产设备系统保护性停机，有效提高设备综合效率。
2. 通过对4~20mA电流信号与可编程控制器的AI模块之间加装隔离器，有效抑制信号干扰问题，便于上位机操作人员调节生产工艺参数。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
Claims (5)
1.一种温度信号传输的防接触不良线路，其特征在于，包括热电阻、转换电路、隔离器，热电阻的输出端与转换电路的输入端连接，转换电路的输出端与隔离器的输入端连接，隔离器的输出端与可编程控制器的AI模块连接。
2.根据权利要求1所述的温度信号传输的防接触不良线路，其特征在于，所述转换电路包括信号采集单元、主机电路单元、D/A转换单元、电压电流转换单元，信号采集单元的输入端与热电阻的输出端连接，信号采集单元的输出端与主机电路单元的输入端连接，主机电路单元的输出端与D/A转换单元的输入端连接，D/A转换单元的输出端与电压电流转换单元的输入端连接，电压电流转换单元的输出端与隔离器的输入端连接。
3.根据权利要求2所述的温度信号传输的防接触不良线路，其特征在于，所述信号采集单元包括电阻网路及运放单元，热电阻输出端通过J0端子接入电阻网路及运放单元。
4.根据权利要求2所述的温度信号传输的防接触不良线路，其特征在于，主机电路单元所述包括外部组合开关、A/D转换器、控制器、译码器，外部组合开关与译码器的输入端连接，译码器的输出端与控制器的输入端相连，控制器的输出端与A/D转换器连接。
5.根据权利要求2所述的温度信号传输的防接触不良线路，其特征在于，所述D/A转换单元包括锁存器，所述锁存器为373芯片。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN108303187A (zh) * | 2018-02-08 | 2018-07-20 | 西安兴硕电子科技有限公司 | 一种无线信号传输的旋转体测温系统 |
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2014
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