CN207730826U - 电流变送器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电流变送器，属于自动化仪器仪表领域。电流变送器的可调变阻器与电流变送器相连，所述的电流变送器的信号输出端与电流接收器的信号输入端相连；所述电流接收器的信号输出端与stm32单片机信号输入端相连，stm32单片机的信号输出端分别与DDS芯片、LCD显示装置相连；电源分别为电流变送器、电流接收器及stm32单片机供电，可调变阻器通过调节电源供给到电流变送器、电流接收器及stm32单片机的供给电压；DDS芯片向LCD显示装置发出频率控制字并输出至正弦波信号发生器。本实用新型提供的电流变送器具有高精度，抗干扰能力强,实用新型简单的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电流变送器，属于自动化仪器仪表领域。
背景技术
近年来计算机技术的飞速发展，特别是目前发展较快的总线技术要求变送器(或传感器)具有良好的可靠性和更高的精度。现代化工业的发展，自动化系统不断的大型化和复杂化，对变送器提出越来越高的要求。国外许多公司推出新型智能型变送器，我国也一直在努力，研究和开发智能型变送器具有重要的理论和实际意义。
二线制智能变送器不易受寄生热电偶和沿电线电阻压降和温漂的影响，可用非常便宜的更细的导线；在电流源输出电阻足够大时，经磁场耦合感应到导线环路内的电压，不会产生显著影响，因为干扰源引起的电流很少，一般利用双铰线就能降低干扰。在实际工程应用项目中，因项目资金有限，选用市售智能变送器会大大增加项目资金的投入，项目指标要求也许仅仅为了观测某点参数的情况，在参数越限报警时能及时给出报警信息，还可以随应用系统要求对现场仪表进行远程的设定和故障诊断，选用模拟变送器达不到系统要求，选用市售智能变送器会造成功能浪费。
所以系统实用新型往往采用传感器+主机构成现场仪表形式，可降低系统成本，实现所需功能。同一种传感器制作时材料、工艺的差别，使每只传感器输出信号幅值都不一样，如同应变片式压力传感器，在同一+5v DC电压供电情况下，满量程时输出信号在4mv--20mv之间变化；同作用的传感器同样存在输出信号不同的问题。这给主机的实用新型、调试、维修带来了很大困难。所以，对选用输出不同幅值的弱信号传感器应用系统，实用新型一种通用的主机，实现信号的变送和传输，可降低系统成本，便于调试、维修，是相当必要和有实用意义的。
实用新型内容
本实用新型针对上述问题提供了一种电流变送器。
本实用新型采用如下技术方案：
本实用新型所述的电流变送器，包括可调变阻器、电流变送器、电流接收器、stm32单片机、DDS芯片、LCD显示装置，正弦波信号发生器；所述可调变阻器与电流变送器相连，所述的电流变送器的信号输出端与电流接收器的信号输入端相连；所述电流接收器的信号输出端与stm32单片机信号输入端相连，stm32单片机的信号输出端分别与DDS芯片、LCD显示装置相连；电源分别为电流变送器、电流接收器及stm32单片机供电，可调变阻器通过调节电源供给到电流变送器、电流接收器及stm32单片机的供给电压； DDS芯片向LCD显示装置发出频率控制字并输出至正弦波信号发生器。
本实用新型所述的电流变送器，所述可调变阻器的阻值为1000～2000Ω；电阻阻值1000～2000Ω对应电流输出为4～20mA。
本实用新型所述的电流变送器，所述电阻值大于1500Ω正弦波信号发生器输出固定频率的正弦信号，所述电阻值小于1500Ω时信号发生器停止工作。
本实用新型所述的电流变送器，所述的电源采用直流-直流升压电路作为电源电路。
有益效果
本实用新型提供的电流变送器，实现由阻值1～2KΩ转换为4～20ｍA电流，其中R2是精密变阻器，变阻范围为1～2KΩ，由XTR105第7脚（I/O）输出4～20ｍA电流。具有高精度，抗干扰能力强,实用新型简单。输出信号无明显失真，输出频率稳定度优于10；频率变换精度优于0.5%，显示输出的频率值，显示分辨率为100Hz；变换非线性度优于1%。
附图说明
图1是本实用新型的电流变送器系统结构框图；
图2是本实用新型的STM32F103C8T6引脚图；
图3是本实用新型的电流变送器模块电路图；
图4是本实用新型的电流接收器模块电路图；
图5是AD9833功能框图；
图6是AD9833与STM32单片机引脚连接图；
图7本实用新型的电源电路图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围：
本实用新型提供的电流变送器，包括可调变阻器、电流变送器、电流接收器、stm32单片机、DDS芯片、LCD显示装置，正弦波信号发生器；所述可调变阻器与电流变送器相连，所述的电流变送器的信号输出端与电流接收器的信号输入端相连；所述电流接收器的信号输出端与stm32单片机信号输入端相连，stm32单片机的信号输出端分别与DDS芯片、LCD显示装置相连；电源分别为电流变送器、电流接收器及stm32单片机供电，可调变阻器通过调节电源供给到电流变送器、电流接收器及stm32单片机的供给电压； DDS芯片向LCD显示装置发出频率控制字并输出至正弦波信号发生器。当可调电阻在1000～2000Ω之间变化时，然后经过电流变送器变化后输出相应4～20mA的电流，再经过RCV420KP电流转换器转换为0～5V电压输出信号。最后将得到的电压信号处理送STM32系列MCU微控制器通过ADC采集信号,送LCD(液晶显示模块)显示阻值。当显示阻值大于1500时，同时DDS芯片AD9833发出频率控制字，输出正弦波信号。
单片机模块实用新型
选用STM32F103C8T6单片机为核心，该单片机内核：ARM32位Cortex-M3CPU，最高工作频率72MHz，1.25DMIPS/MHz。单周期乘法和硬件除法。存储器：片上集成32-512KB的Flash存储器。6-64KB的SRAM存储器。时钟、复位和电源管理：2.0-3.6V的电源供电和I/O接口的驱动电压。上电复位（POR）、掉电复位（PDR）和可编程的电压探测器（PVD）。4-16MHz的晶振。内嵌出厂前调校的8MHzRC振荡电路。内部40kHz的RC振荡电路。用于CPU时钟的PLL。带校准用于RTC的32kHz的晶振。
电流变送器（XTR105PA）模块
电流变送器模块实现由阻值1～2KΩ转换为4～20ｍA电流，选用芯片XTR105PA，其中R2是精密变阻器，变阻范围为1～2KΩ，由XTR105第7脚（I/O）输出4～20ｍA电流。具有高精度，抗干扰能力强,实用新型简单。
电流接收器（RCV420KP）模块
RCV420是美国RURR－BROWN公司生产的精密电流环接收器芯片，用于将4－20mA输入信号转换成为0－5V输出信号，具有很高的性能价格比。它包含一个高级运算放大器、一个片内精密电阻网络和一个精密10V电压基准。其总转换精度为0.1％，共模抑制比CMR达86dB，共模输入范围达±40V。
DDS模块
DDS是直接数字式频率合成器（Direct Digital Synthesizer）的英文缩写。本模块使用AD9833芯片。AD9833频率寄存器是28位的,主频时钟为1-25MHz时,精度分别为0.004Hz和0.1Hz；3个标准串行接口,3个串行接口的最高工作频率达40MHz,易于与各种主流的MCU兼容；AD9833的工作电压范围为2.3V－5.5V,其抵抗外界的干扰能力非常强，实用新型起来比较简单。
采用STM32F103C8T6单片机与AD9833相连，STM32F103C8T6单片机体积小、功耗低、高性能，比其他单片机功能更强大全面。
液晶显示模块
本实用新型中选用1602工业字符液晶显示器，标准的16脚接口，可显示16x02为32个字符。具有显示质量高、数字式接口、体积小、功耗低等优点。可以显示线段，字符，汉字。由多个5X7或5X11点阵字符位组成，每个位字符都可以显示一个字符，每个间隔之间有一段距离，每行之间有间隔，起到字符间距和行间距的作用，因为这样可以很好地显示图形。
电源模块
本实用新型采用的是DC-DC的模块，DC-DC电源模块的使用有利于简化电源电路实用新型缩短研制周期，实现最佳指标等，可广泛应用于各类数字仪表和智能仪器中。这里采用上海芯龙XL6009E1芯片。这里实用新型的电源模块具有如下优点：超宽输出电压4.0V-30V，使效率最高达94%；（同类的芯片LM2577电流仅3A）具有超高开关频率可达400KHz，一般采用容量小的滤波电容就能达到比较好的效果。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (4)
1.电流变送器，其特征在于：包括可调变阻器、电流变送器、电流接收器、stm32单片机、DDS芯片、LCD显示装置，正弦波信号发生器；所述可调变阻器与电流变送器相连，所述的电流变送器的信号输出端与电流接收器的信号输入端相连；所述电流接收器的信号输出端与stm32单片机信号输入端相连，stm32单片机的信号输出端分别与DDS芯片、LCD显示装置相连；电源分别为电流变送器、电流接收器及stm32单片机供电，可调变阻器通过调节电源供给到电流变送器、电流接收器及stm32单片机的供给电压； DDS芯片向LCD显示装置发出频率控制字并输出至正弦波信号发生器。
2.根据权利要求1所述的电流变送器，其特征在于：所述可调变阻器的阻值为1000～2000Ω；电阻阻值1000～2000Ω对应电流输出为4～20mA。
3.根据权利要求2所述的电流变送器，其特征在于：所述电阻值大于1500Ω正弦波信号发生器输出固定频率的正弦信号，所述电阻值小于1500Ω时信号发生器停止工作。
4.根据权利要求2所述的电流变送器，其特征在于：所述的电源采用直流-直流升压电路作为电源电路。
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