CN204405218U - 宽范围供电Pt1000温度变送器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种宽范围供电Pt1000温度变送器，包括有壳体，壳体中设有电路板，电路板包括有主板和底板，主板与底板垂直安装，底板的左、右两端分别焊接有输入端子、输出端子，输入端子上引出三条导线，主板上包括有开路检测与信号滤波电路、主控CPU、防反接电路。本实用新型可以将电阻与温度的关系在加入一定电流后转换为电压与温度的关系，防反接电路利用了二极管的单向导通性，保证了电路的安全，利用元器件及电路的合理选型及设计实现了宽范围供电。
Description
技术领域
本实用新型主要涉及温度变送器领域，尤其涉及一种宽范围供电Pt1000温度变送器。
背景技术
Pt1000温度变送器使用环路供电时多为24V直流或36V直流，电压过低或极性反接时便无法正常工作。多使用一阶非线性校正，误差较大。本身的零点漂移、电流输出噪声及量程调整电阻的精度和温漂对变送精度也会造成影响。如中国专利授权公告号CN 202974490 U公开的PT1000温度变送器电压接反便不能使用。
实用新型内容
本实用新型目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种对于标定温区内的温度进行测量变送的宽范围供电Pt1000温度变送器。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：
宽范围供电Pt1000温度变送器，其特征在于：包括有壳体，壳体中设有电路板，电路板包括有主板和底板，主板与底板垂直安装，底板的左、右两端分别焊接有输入端子、输出端子，输入端子上引出三条导线，主板上包括有开路检测与信号滤波电路、主控CPU、防反接电路，所述的主控CPU采用XTR114芯片，开路检测与信号滤波电路包括有三极管Q2，三极管Q2的发射极与输入端子的第一条导线以及电阻RCM的其中一端连接，电阻RCM的另一端与XTR114芯片的Iret引脚连接，电阻RCM上并联有电容C3，三极管Q2的基极与输入端子的第二条导线以及电阻RZ的其中一端连接，电阻RZ的另一端分别通过节点与电阻R2、RL2的一端连接，电阻RL2与电阻RL1串联，电阻RL2的两端分别通过节点与XTR114芯片的IR1、Vlin引脚连接，电阻RL1的另一端与输入端子的第三条导线以及三极管Q2的集电极、XTR114芯片的IR2引脚连接，电阻R2的另一端与XTR114芯片的Vin-引脚连接，XTR114芯片的Vin+的引脚与三极管Q2的集电极之间连接有电阻R1，电阻R1、R2之间通过节点连接串联的电容C1、C2，电容C1、C2之间通过节点连接XTR114芯片的Io引脚，XTR114芯片的两个RG引脚之间串接有电阻RG，XTR114芯片的B、E、V+引脚分别与三极管Q1的基极、发射极、集电极，XTR114芯片的V+、Io引脚之间连接电容C4，电容C4与钳位二级管DZ并联；所述的防反接电路包括有首尾相连的二极管D1、D2、D4、D3，二极管D2、D4的负极相连，二极管D1、D3的正极相连，二极管D2、D4之间通过节点与XTR114芯片的V+引脚连接，二极管D1、D3之间通过节点XTR114芯片的Io引脚连接，二极管D1、D2之间以及二极管D4、D3之间分别引出一条导线与输出端子连接。
所述的宽范围供电Pt1000温度变送器，其特征在于：所述的壳体底部安装有导轨。
所述的宽范围供电Pt1000温度变送器，其特征在于：所述的三极管Q1的参数满足最小VCEO =45V，β= 40。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型为宽范围环路供电7.5V ~36V，电源可反接。定温区测量-200℃~200℃或-200℃~400℃，使用二阶非线性校正，低零点漂移，低电流输出噪声，可精确测得液氮温度（77K）。
本实用新型的优点是：
本实用新型可以将电阻与温度的关系在加入一定电流后转换为电压与温度的关系，防反接电路利用了二极管的单向导通性，保证了电路的安全，利用元器件及电路的合理选型及设计实现了宽范围供电。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意框图。
图2为壳体的主视图。
图3为壳体的侧视图。
图4为主板的电路原理图。
图5为二阶非线性校正曲线示意图。
具体实施方式
如图1-4所示，宽范围供电Pt1000温度变送器，包括有壳体1，壳体1中设有电路板，电路板包括有主板2和底板3，主板2与底板3垂直安装，底板3的左、右两端分别焊接有输入端子P1、输出端子P2，输入端子P1上引出三条导线，主板2上包括有开路检测与信号滤波电路4、主控CPU5、防反接电路6，所述的主控CPU5采用XTR114芯片，开路检测与信号滤波电路包括有三极管Q2，三极管Q2的发射极与输入端子的第一条导线以及电阻RCM的其中一端连接，电阻RCM的另一端与XTR114芯片的Iret引脚连接，电阻RCM上并联有电容C3，三极管Q2的基极与输入端子的第二条导线以及电阻RZ的其中一端连接，电阻RZ的另一端分别通过节点与电阻R2、RL2的一端连接，电阻RL2与电阻RL1串联，电阻RL2的两端分别通过节点与XTR114芯片的IR1、Vlin引脚连接，电阻RL1的另一端与输入端子的第三条导线以及三极管Q2的集电极、XTR114芯片的IR2引脚连接，电阻R2的另一端与XTR114芯片的Vin-引脚连接，XTR114芯片的Vin+的引脚与三极管Q2的集电极之间连接有电阻R1，电阻R1、R2之间通过节点连接串联的电容C1、C2，电容C1、C2之间通过节点连接XTR114芯片的Io引脚，XTR114芯片的两个RG引脚之间串接有电阻RG，XTR114芯片的B、E、V+引脚分别与三极管Q1的基极、发射极、集电极，XTR114芯片的V+、Io引脚之间连接电容C4，电容C4与钳位二级管DZ并联；所述的防反接电路包括有首尾相连的二极管D1、D2、D4、D3，二极管D2、D4的负极相连，二极管D1、D3的正极相连，二极管D2、D4之间通过节点与XTR114芯片的V+引脚连接，二极管D1、D3之间通过节点XTR114芯片的Io引脚连接，二极管D1、D2之间以及二极管D4、D3之间分别引出一条导线与输出端子连接。
壳体1底部安装有导轨7。
如附图1中所示：电路板组成分为主板2与底板3，两者垂直安装。一起安放于导轨式壳体1中（附图2、3）。底板3的左右两端各焊接输入与输出端子。主板2为主要工作电路，有三大部分组成：开路检测与信号滤波电路；主控CPU，完成信号变换，二阶非线性校正；防反接电路，完成防过压及反接功能。
现结合附图4，叙述电路原理:
P1为铂电阻Pt1000输入端子，三线制连接，可消除一条导线阻抗的影响。P2为输出端子，两线制连接至采集设备。其中一路为电源输入，电压范围7.5V ~36V。另一路为电流信号输出，4~20mA。三极管Q2用来实现Pt1000开路检测，当传感器开路时本变送器输出最小值。电阻RCM用来提供输入偏置电压，都接到Pt1000第三条信号线上。电阻RG、RZ、RL1、RL2共同完成量程设定并充当二阶非线性校正的外部配置电阻。R1、C2与R2、C1分别构成对传感器输入电压的RF滤波，减小射频干扰对于测量精度的影响。C4用来减小输出干扰。Q1的参数满足最小VCEO =45V，β= 40。Q1用来提高输出电流的精度，如果不使用主控制器内部的电流消耗会降低4~20mA电流输出精度。DZ为浪涌钳位二级管，用来防止过电压输入损坏变送电路。二极管D1、D2、D3、D4共同构成电压防反接电路，任何时间只能有2个二极管导通，所以工作电压输入后会有1V左右的压降。主控CPU对信号进行二阶非线性校正，效果曲线如附图5。
Claims (3)
1.宽范围供电Pt1000温度变送器，其特征在于：包括有壳体，壳体中设有电路板，电路板包括有主板和底板，主板与底板垂直安装，底板的左、右两端分别焊接有输入端子、输出端子，输入端子上引出三条导线，主板上包括有开路检测与信号滤波电路、主控CPU、防反接电路，所述的主控CPU采用XTR114芯片，开路检测与信号滤波电路包括有三极管Q2，三极管Q2的发射极与输入端子的第一条导线以及电阻RCM的其中一端连接，电阻RCM的另一端与XTR114芯片的Iret引脚连接，电阻RCM上并联有电容C3，三极管Q2的基极与输入端子的第二条导线以及电阻RZ的其中一端连接，电阻RZ的另一端分别通过节点与电阻R2、RL2的一端连接，电阻RL2与电阻RL1串联，电阻RL2的两端分别通过节点与XTR114芯片的IR1、Vlin引脚连接，电阻RL1的另一端与输入端子的第三条导线以及三极管Q2的集电极、XTR114芯片的IR2引脚连接，电阻R2的另一端与XTR114芯片的Vin-引脚连接，XTR114芯片的Vin+的引脚与三极管Q2的集电极之间连接有电阻R1，电阻R1、R2之间通过节点连接串联的电容C1、C2，电容C1、C2之间通过节点连接XTR114芯片的Io引脚，XTR114芯片的两个RG引脚之间串接有电阻RG，XTR114芯片的B、E、V+引脚分别与三极管Q1的基极、发射极、集电极，XTR114芯片的V+、Io引脚之间连接电容C4，电容C4与钳位二级管DZ并联；所述的防反接电路包括有首尾相连的二极管D1、D2、D4、D3，二极管D2、D4的负极相连，二极管D1、D3的正极相连，二极管D2、D4之间通过节点与XTR114芯片的V+引脚连接，二极管D1、D3之间通过节点XTR114芯片的Io引脚连接，二极管D1、D2之间以及二极管D4、D3之间分别引出一条导线与输出端子连接。
2.根据权利要求1所述的宽范围供电Pt1000温度变送器，其特征在于：所述的壳体底部安装有导轨。
3.根据权利要求1所述的宽范围供电Pt1000温度变送器，其特征在于：所述的三极管Q1的参数满足最小VCEO =45V，β= 40。
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