CN214276975U - 传感器信号测量与控制的智能变送器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了传感器信号测量与控制的智能变送器，包括外壳、MCU处理器、端子排和隔离模块组件外壳上设有显示屏，且在显示屏两侧对称设置有四个功能按键，隔离模块组件设置在外壳内部，且隔离模块组件上连接有转换区，转换区包括ADC转换区、DAC转换区和HRAT转换区；ADC转换区、DAC转换区和HRAT转换区分别与MUC处理器相连接，使用时接入电源，MUC处理器控制隔离模块组件对转换区进行电源隔离，传感器检测模拟数据，将模拟数据通过DI输出口转换成数字信号显示在显示屏上，与此同时，数字信号返回输送到检测装置上，检测装置对比设定好的标准数据，对输送过来的信号进行判断报警处理，实现界面友好、功能丰富、性能稳定可靠的功能。

Description

传感器信号测量与控制的智能变送器

技术领域

本实用新型涉及一种变送器，尤其是涉及传感器信号测量与控制的智能变送器。

背景技术

传感器信号测量与控制的智能变送器是一款传感器信号测量与反馈监控的多功能数字模拟智能变送器，兼具信号采集、信号放大、数据处理与变送功能，可广泛应用于工业控制、过程称重、现场测力、工业自动化和系统控制等领域。

例如：中国专利公开了申请号为[CN201020524946.5 ]的一种与现场传感器隔离的回路供电型智能变送器分别与回路供电和传感器相连接，所述变送器包括两组DC/DC变换供电单元、A/D变换信号采集单元、单片机、信号隔离单元、D/A变送单元和LED显示单元；所述DC/DC变换供电单元将隔离整流后的稳压电源分别提供给A/D变换信号采集单元和LED显示单元使用；A/D变换信号采集单元输出端与信号隔离单元输入端相连接，信号隔离单元的输出端与单片机的输入端连接通讯；单片机一输出端连接LED显示单元，另一输出端连接D/A变送单元。本实用新型中信号隔离单位使单片机与现场传感器采集线路电气隔离，有效抑制传感器和A/D变换信号采集单元带来的现场干扰。

上述方案尚未能够实现使其性能更加稳定，没有人机交互功能，且不能反馈实时监控数字模拟信号。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述问题，提供传感器信号测量与控制的智能变送器，通过隔离模块组件对电源进行隔离使其性能更加的稳定，再由传感器传递信号经过ADC模块、MCU模块等处理计算实时输出到显示屏上，同时也实时传送到RS485数字通讯口和模拟量输出口Vout、GND、Iout、控制信号由DO输出和DI输入，DO输出可配置为高、低超限报警输出，6~24VDC信号可直接用于PLC、继电器或报警装置等后端设备，DI输入可配置为去皮、清零、零点标定、满程标定等不同类型的控制处理，支持6~24VDC信号。

为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：本智能变送器包括外壳1、MCU处理器12、端子排5和隔离模块组件4所述外壳1上设有显示屏2，且在所述显示屏2两侧对称设置有四个功能按键11，所述隔离模块组件4设置在所述外壳1内部，且所述隔离模块组件4上连接有转换区6，所述转换区6包括ADC转换区61、DAC转换区62和RS485转换区63；所述ADC转换区61、DAC转换区62和RS485转换区63分别与所述MCU处理器12相连接，且所述MCU处理器12上连接有稳压芯片组7，且所述稳压芯片组7连接有DC/DC芯片8。

作为优选，所述隔离模块组件包括ADC隔离模块、DAC隔离模块和RS485隔离模块，所述ADC隔离模块上连接有所述ADC转换区，在所述DAC隔离模块上连接有所述DAC转换区，所述RS485隔离模块上连接有所述RS485转换区。

作为优选，所述外壳内还设有传感器接入口、DI输入口和DO输出口，DI输入口可连接PLC、继电器或其他6~24VDC电平信号，所述DO输出口上可连接PLC、继电器或报警装置等。

作为优选，DI输入口与所述按键上的清零按键或去皮按键连接，且不同信号时间长度代表不同的功能述求，短按1s以内为清零、去皮功能，长按3s以上为零点标定、满程标定功能。

作为优选，所述端子排包括接入端和输出端，所述接入端通过所述MCU处理器传递到所述隔离模块组件，电源通过所述隔离模块组件实现对其分流变压。

作为优选，所述功能按键为轻触薄膜功能按键、机械按键或触屏按键等功能按键。

作为优选，所述稳压芯片组包括LDO稳压芯片和高精度稳压芯片，所述LDO稳压芯片连接MCU处理器，所述高精度稳压芯片通过ADC隔离模块经由ADC转换区连接MCU处理器。

作为优选，所述显示屏幕为OLED屏幕、LCD屏幕或串口屏等，可中英文菜单显示和实时称重值、模拟量电压/电流值等数据显示、运行状态提示或报警信息提示。

与现有的技术相比，本实用新型的优点在于：

1、设置有显示屏可以使人直观的看到实时称重数据和模拟量电压/电流数据，而无需借助模拟量外部测量器具，中英文菜单显示做到很好的体现人机交互。

、自恢复保险丝可以保护整个电路，不被外部电流干扰或由于误接入不合适的电压而造成的破坏，使电路较为可靠从而使其性能稳定。

、精密隔离电压模块与LDO电压模块可以使内部电路与外部电路隔离，同时也做到了内部不同电路模块之间的隔离效果，使信号稳定不受干扰。

、设置传感器对保护信号范围进行设置，无需人工对其进行测量，实现了对数据的实时监控，超过保护范畴即可自动通过DO端口输出6~24VDC信号用于PLC、继电器或报警装置的工作执行。

附图说明

图1是本实用新型提供的传感器信号测量与控制的智能变送器的正视图。

图2是本实用新型提供的隔离模块组件与隔离区关系示意模块图。

图3是本实用新型提供的MCU处理器与各组件之间关系示意模块图。

图4是本实用新型提供的DO输入口和清零按键的关系示意模块图。

图5是本实用新型提供的DO输出口、传感器接入口和报警装置的关系示意模块图。

图中，外壳1、显示屏2、隔离模块组件4、端子排5、转换区6、稳压芯片组7、DC/DC芯片8、功能按键11、MCU处理器12、DI输入口13、DO输出口14、传感器接入口15、ADC隔离模块41、DAC隔离模块42、RS485隔离模块43、接入端51、输出端52、ADC转换区61、DAC转换区62、RS485转换区63、LDO稳压芯片71、高精度稳压芯片72、清零按键111、报警装置141。

具体实施方式

如图1-5所示，传感器信号测量与控制的智能变送器，包括外壳1、MCU处理器12、端子排5和隔离模块组件4所述外壳1上设有显示屏2，且在所述显示屏2两侧对称设置有四个功能按键11，所述隔离模块组件4设置在所述外壳1内部，且所述隔离模块组件4上连接有转换区6，所述转换区6包括ADC转换区61、DAC转换区62和RS485转换区63；所述ADC转换区61、DAC转换区62和RS485转换区63分别与所述MCU处理器12相连接，且所述MCU处理器12上连接有稳压芯片组7，且所述稳压芯片组7连接有DC/DC芯片8，设置有显示屏可以使人直观的看到数据，很好的体现人机交互，电源经DC/DC芯片输出固定的电压，再通过LDO稳压芯片和高精度稳压芯片实现对内部电路与外部电路隔离，同时也做到了内部不同电路模块之间的隔离效果，使信号稳定不受干扰。

具体地，隔离模块组件4包括ADC隔离模块41、DAC隔离模块42和RS485隔离模块43，ADC隔离模块41上连接有ADC转换区61，在DAC隔离模块42上连接有DAC转换区62，RS485隔离模块43上连接有RS485转换区63，电流由隔离模块组件可以减少对转换区的消耗，保护转换区，使电流较为稳定从而使其性能稳定，隔离好的电信号由接口输出。

具体地，外壳1内还设有传感器接入口15、DI输入口13和DO输出口14，传感器接入口15连接有DO输出口14，且DO输出口14上连接有报警装置141。设置传感器的测量阈值，输出的电压/电流信号无需人工对其进行测量，实现了对数据的实时监控，且输出的数字信号可以直接驱动PLC、继电器或报警装置。

具体地，DI输入口13与按键11上的清零按键111连接，清零按键按下，显示屏上的数字清零。

具体地，端子排5包括接入端51和输出端52，接入端51通过MCU处理器12传递到隔离模块组件4，电源通过隔离模块组件4实现对其分流变压。

具体地，功能按键11为轻触薄膜功能按键或触屏按键等功能按键。

具体地，稳压芯片组7包括LDO稳压芯片71和高精度稳压芯片72，LDO稳压芯片71连接MCU处理器12，高精度稳压芯片72通过ADC隔离模块41经由ADC转换区61连接MCU处理器。

具体地，外壳1为ABS外壳，其为阻燃塑料外壳，可以防止内部电路损坏而引起自燃，且外壳1上带有显示屏2和功能按键11，使使用者能清楚直观的观测到数据，通过端子排5的接入端51接入电源，电源经DC/DC芯片8输出稳定的隔离电源，输出的电源有4路，第一隔离电源通过LDO稳压芯片71直接连接至MCU处理器12中，第二隔离电源通过高精度稳压芯片72连接至ADC隔离模块41，再经由ADC转换区61到达MCU处理器12，第三隔离电源连接RS485隔离模块43经由RS485转换区到达MCU处理器12，第四隔离电源通过DAC隔离模块42经由DAC转换区62到达MCU处理器12中，使内外部电路隔离，同时也使不用电路模块之间隔离，对电源进行分流变压，实现保护转换区，使电流较为稳定从而使其性能稳定的作用功能按键11上的清零按键111下连接有DI输入口，按下清零按键111传输信号到MCU处理器12，MCU处理器再将命令传输给DI输入口使其将数据清零，传感器接入口15检测模拟数据，将模拟数据通过DO输出口14转换成数字信号显示在显示屏2上，与此同时，数字信号返回输送到检测装置142上，检测装置142对比设定好的标准数据，对输送过来的信号进行判断，若低于或高于标准则再传送到报警装置141进行报警提示,若数据信号符合标准则不进行报警提示，实现了传感监控和反馈，且该智能变送器可在-10℃~60℃，相对湿度在10%~95%的环境下使用。

本智能变送器使用时，通过端子排5的接入端51接入电源，MCU处理器12控制隔离模块组件4对转换区6进行电源隔离，传感器接入口15检测模拟数据，将模拟数据通过DO输出口14转换成数字信号显示在显示屏2上，与此同时，数字信号返回输送到报警装置141，报警装置141对数据进行比对分析，从而选择是否进行报警提示,检测到数据之后可按下清零按键111传信号给MCU处理器控制DI输入口使其将数据清零。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了外壳1、显示屏2、隔离模块组件4、端子排5、转换区6、稳压芯片组7、DC/DC芯片8、功能按键11、MCU处理器12、DI输入口13、DO输出口14、传感器接入口15、ADC隔离模块41、DAC隔离模块42、RS485隔离模块43、接入端51、输出端52、ADC转换区61、DAC转换区62、RS485转换区63、LDO稳压芯片71、高精度稳压芯片72、清零按键111、报警装置141等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (7)

1.传感器信号测量与控制的智能变送器，包括外壳（1）、MCU处理器（12）、端子排（5）和隔离模块组件（4），其特征为所述外壳（1）上设有显示屏（2），且在所述显示屏（2）两侧对称设置有四个功能按键（11），所述隔离模块组件（4）设置在所述外壳（1）内部，且所述隔离模块组件（4）上连接有转换区（6），所述转换区（6）包括ADC转换区（61）、DAC转换区（62）和RS485转换区（63）；所述ADC转换区（61）、DAC转换区（62）和RS485转换区（63）分别与所述MCU处理器（12）相连接，且所述MCU处理器（12）上连接有稳压芯片组（7），且所述稳压芯片组（7）连接有DC/DC芯片（8）。

2.根据权利要求1所述的传感器信号测量与控制的智能变送器，所述隔离模块组件（4）包括ADC隔离模块（41）、DAC隔离模块（42）和RS485隔离模块（43），所述ADC隔离模块（41）上连接有所述ADC转换区（61），在所述DAC隔离模块（42）上连接有所述DAC转换区（62），所述RS485隔离模块（43）上连接有所述RS485转换区（63）。

3.根据权利要求1所述的传感器信号测量与控制的智能变送器，所述外壳（1）内还设有传感器接入口（15）、DI输入口（13）和DO输出口（14），所述DO输出口（14）上连接有报警装置（141），且所述DI输入口（13）连接6~24VDC电平信号。

4.根据权利要求3所述的传感器信号测量与控制的智能变送器，所述DI输入口（13）与所述按键（11）上的清零按键（111）连接。

5.根据权利要求1所述的传感器信号测量与控制的智能变送器，所述端子排（5）包括接入端（51）和输出端（52），所述接入端（51）通过所述MCU处理器（12）传递到所述隔离模块组件（4），电源通过所述隔离模块组件（4）实现对其分流变压。

6.根据权利要求1所述的传感器信号测量与控制的智能变送器，所述功能按键（11）为轻触薄膜功能按键。

7.根据权利要求1所述的传感器信号测量与控制的智能变送器，所述稳压芯片组（7）包括LDO稳压芯片（71）和高精度稳压芯片（72），所述LDO稳压芯片（71）连接MCU处理器（12），所述高精度稳压芯片（72）通过ADC隔离模块（41）经由ADC转换区（61）连接MCU处理器。

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