本實(shí)用新型屬于信號(hào)轉(zhuǎn)換技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種溫度變送器。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)中，溫度扮演著極其重要的角色。例如：在冶金工業(yè)、化工工業(yè)、食品加工、電力工程和機(jī)械制造等諸多行業(yè)中，人們都需要對(duì)被加工的原材料和加工過(guò)程中環(huán)境溫度進(jìn)行測(cè)量和控制，以便保證生產(chǎn)制造的順利和安全。通常測(cè)量一種物理量的方法是先將其轉(zhuǎn)化為常見(jiàn)的模擬量進(jìn)行間接測(cè)量。近年來(lái)，4～20mA電流信號(hào)默認(rèn)為自動(dòng)化行業(yè)的一種標(biāo)準(zhǔn)被大家廣泛的使用。測(cè)溫原件種類多而雜，一些專用的工業(yè)測(cè)溫儀器儀表十分復(fù)雜。而且大多數(shù)需要進(jìn)口，價(jià)格十分昂貴，在國(guó)內(nèi)無(wú)法便捷的普及和推廣。因此設(shè)計(jì)一種穩(wěn)定、簡(jiǎn)單、廉價(jià)的溫度變送器來(lái)滿足大眾的需求十分重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種將溫度值轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)的溫度變送模塊。

本實(shí)用新型包括供電模塊和變送輸出模塊；所述的供電模塊通過(guò)穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換芯片將輸入的24V電壓轉(zhuǎn)換為5V輸出到變送輸出模塊；所述的變送輸出模塊包括熱敏電阻、雙運(yùn)算放大器和三極管QH1。雙運(yùn)算放大器由第一放大器與第二放大器組成。所述第二放大器的正相輸入端接變阻器R11的滑動(dòng)端；第二放大器的反相輸入端接第九電阻R9的一端；第九電阻R9的另一端接供電模塊的5V輸出端。第二放大器的輸出端接第十三電阻R14的一端；第十三電阻R14的另一端接三極管QH1的基極。所述第一放大器的正相輸入端接第八電阻R8及第十電阻R10的一端；第八電阻R8的另一端接供電模塊的5V輸出端；第十電阻R10的另一端接變阻器R11的第一接線端；變阻器R11的第二接線端接第十一電阻R12的一端；第十一電阻R12的另一端接地。第一放大器的反相輸入端接第三電阻R3的一端；第三電阻R3的另一端接第四電阻R4、第二電阻R2及熱敏電阻的一端；第四電阻R4的另一端接供電模塊的5V輸出端；熱敏電阻的另一端接第一放大器的輸出端；第二電阻R2的另一端接第二二極管D2的正極。第一放大器的輸出端接第七電阻R7的一端，第七電阻R7的另一端接第六電阻R6的一端；第六電阻R6的另一端接第十二電阻R13的一端及第二放大器的反相輸入端；第十二電阻R13的另一端接三極管QH1的發(fā)射極、第二二極管D2的正極及第一電阻R1的一端；第一電阻R1的另一端接地。第一放大器的負(fù)供電電壓端接地，正供電電壓端供電模塊的5V輸出端。三極管QH1的集電極接供電模塊的電流輸出端。放大器的正供電電壓端接供電模塊的5V輸出端。第一電阻R1的接地端為變送輸出模塊的電流信號(hào)輸出端。所述的熱敏電阻將溫度值轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，第一電阻將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為4～20mA的電流信號(hào)輸出。

所述的供電模塊包括轉(zhuǎn)換芯片，所述的轉(zhuǎn)換芯片采用LP2951穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換芯片；轉(zhuǎn)換芯片的OUTPUT及SENSE管腳均接第二電容C2的一端，第二電容C2的另一端接地。轉(zhuǎn)換芯片的SHUTDOWN及GND管腳均接地。轉(zhuǎn)換芯片的VTAP管腳與FEEDBACK管腳相連。轉(zhuǎn)換芯片的INPUT管腳接第三電容C3、第一電容C1的一端及第一二極管D1的負(fù)極；第三電容C3及第一電容C1的另一端均接地；第一二極管D1的正極接第五電阻R5的一端；第五電阻R5的另一端接24V電壓。第一二極管D1的負(fù)極即供電模塊的電流輸出端。轉(zhuǎn)換芯片的OUTPUT管腳即供電模塊的5V輸出端。

所述的熱敏電阻采用鉑熱電阻PT1000。

所述的雙運(yùn)算放大器采用TLC27L21D雙運(yùn)算放大器。

本實(shí)用新型具有的有益效果是：

1、本實(shí)用新型只需提供24V直流電壓即可獲得精準(zhǔn)的電流輸出。

2、本實(shí)用新型適用各種工業(yè)場(chǎng)合，滿足實(shí)業(yè)需求。

3、本實(shí)用新型電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輸出穩(wěn)定且成本低廉。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)框圖；

圖2為本實(shí)用新型中供電模塊的電路原理圖；

圖3為本實(shí)用新型中變送輸出模塊的電路原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1所示，一種溫度變送器，包括供電模塊101和變送輸出模塊102；供電模塊101通過(guò)電壓轉(zhuǎn)換芯片將輸入的24V電壓轉(zhuǎn)換為5V輸出到變送輸出模塊102；變送輸出模塊102通過(guò)熱敏電阻將溫度值轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，再通過(guò)采樣電阻(第一電阻R1)將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為4～20mA的穩(wěn)定的電流信號(hào)輸出。

如圖2所示，供電模塊101包括轉(zhuǎn)換芯片U2，轉(zhuǎn)換芯片U2采用LP2951穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換芯片；轉(zhuǎn)換芯片U2的OUTPUT及SENSE管腳均接第二電容C2的一端，第二電容C2的另一端接地。轉(zhuǎn)換芯片U2的SHUTDOWN及GND管腳均接地。轉(zhuǎn)換芯片U2的VTAP管腳與FEEDBACK管腳相連。轉(zhuǎn)換芯片U2的INPUT管腳接第三電容C3、第一電容C1的一端及第一二極管D1的負(fù)極；第三電容C3及第一電容C1的另一端均接地；第一二極管D1的正極接第五電阻R5的一端；第五電阻R5的另一端接24V電壓。第一二極管D1的負(fù)極即供電模塊101的電流輸出端A-1。轉(zhuǎn)換芯片U2的OUTPUT管腳即供電模塊101的5V輸出端VOUT。

如圖3所示，變送輸出模塊102包括熱敏電阻RTD1、雙運(yùn)算放大器和三極管QH1。熱敏電阻RTD1采用鉑熱電阻PT1000；雙運(yùn)算放大器采用TLC27L21D雙運(yùn)算放大器，雙運(yùn)算放大器由第一放大器U1A與第二放大器U1B組成。第二放大器U1B的正相輸入端接變阻器R11的滑動(dòng)端；第二放大器U1B的反相輸入端接第九電阻R9的一端；第九電阻R9的另一端接供電模塊101的5V輸出端VOUT。第二放大器U1B的輸出端接第十三電阻R14的一端；第十三電阻R14的另一端接三極管QH1的基極。第一放大器U1A的正相輸入端接第八電阻R8及第十電阻R10的一端；第八電阻R8的另一端接供電模塊101的5V輸出端VOUT；第十電阻R10的另一端接變阻器R11的第一接線端；變阻器R11的第二接線端接第十一電阻R12的一端；第十一電阻R12的另一端接地。第一放大器U1A的反相輸入端接第三電阻R3的一端；第三電阻R3的另一端接第四電阻R4、第二電阻R2及熱敏電阻RTD1的一端；第四電阻R4的另一端接供電模塊101的5V輸出端VOUT；熱敏電阻RTD1的另一端接第一放大器U1A的輸出端；第二電阻R2的另一端接第二二極管D2的正極。第一放大器U1A的輸出端接第七電阻R7的一端，第七電阻R7的另一端接第六電阻R6的一端；第六電阻R6的另一端接第十二電阻R13的一端及第二放大器U1B的反相輸入端；第十二電阻R13的另一端接三極管QH1的發(fā)射極、第二二極管D2的正極及第一電阻R1的一端；第一電阻R1的另一端接地。第一放大器U1A的負(fù)供電電壓端接地，正供電電壓端供電模塊101的5V輸出端VOUT。三極管QH1的集電極接供電模塊101的電流輸出端A-1。第一放大器U1A的正供電電壓端接供電模塊101的5V輸出端VOUT。第一電阻R1的接地端為變送輸出模塊102的電流信號(hào)輸出端I。

熱敏電阻RTD1的阻值隨溫度的升高而增大，隨溫度的降低而減??；適用于中性和氧化性介質(zhì)，穩(wěn)定性好，具有一定的非線性，測(cè)溫范圍為-50～350℃。

本實(shí)用新型的工作原理如下：

雙運(yùn)算放大器中的第一放大器U1A正相輸入端電壓和第二放大器U1B反相輸入端電壓相等。第一放大器U1A的輸出端電壓值V₀、第一放大器U1A的反相輸入端電壓值V₁、第二放大器U1B正相輸入端電壓值V₂、第二放大器U1B輸出端電壓值V₃及變送輸出模塊102的電流信號(hào)輸出端的電流值I的計(jì)算公式如下：

其中，Vout是供電模塊101的5V輸出端VOUT的電壓值，RTD是熱敏電阻RTD1的阻值，R₆為第六電阻R6的阻值，R₇為第七電阻R7的阻值，R₈為第八電阻R8的阻值，R₉為第九電阻R9的阻值，R₁₀為第十電阻R10的阻值，R_11a為變阻器R11滑動(dòng)端與第一接線端之間的阻值，R₁₂為第十一電阻R12的阻值，R_11b為變阻器R11滑動(dòng)端與第二接線端之間的阻值，R₁₃為第十二電阻R13的阻值。

雙運(yùn)算放大器中的第一放大器U1A相當(dāng)于反向放大器，第二放大器U1B相當(dāng)于減法器。當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)，熱敏電阻RTD1的阻值隨之發(fā)生變化，根據(jù)公式即可推導(dǎo)出變送輸出模塊102的電流信號(hào)輸出端的電流值I的大小。以此實(shí)現(xiàn)溫度值的電流形式精準(zhǔn)變送輸出。此外，調(diào)節(jié)變阻器R11大小能夠改變變送輸出模塊102的電流信號(hào)輸出端的電流值I的大小，故調(diào)節(jié)變阻器R11就是調(diào)整本實(shí)用新型的零點(diǎn)。