[发明专利]过程变量变送器中的温度传感器配置检测

说明书

技术领域

本发明涉及过程控制和监控系统中使用的过程变量变送器。更具 体地，本发明涉及耦合至过程变量变送器的温度传感器的配置或定向 的终止。

背景技术

过程控制变送器用于测量过程控制系统中的过程参数。基于微处 理器的变送器包括：传感器；模数转换器，用于将传感器的输出转换 成数字格式；微处理器，用于补偿数字化输出；以及输出电路，用于 变送补偿后的输出。典型地，该变送基于过程控制环路，如4-20mA电 流环路。一个示例参数是通过对RTD(电阻性温度器件，也称为PRT (铂电阻温度计)传感器)的电阻或热电偶传感器的电压输出进行测 量来感测的温度。

可以通过将感测输出(电阻至电压)转换成指示传感器的温度的 输出来测量温度。然而，为了使过程变量变送器获得期望的测量，必 须对变送器的电路进行正确配置。例如，一些RTD传感器使用四线开 尔文连接(Kelvin connection)，而其他传感器使用三线连接。类似地， 尽管热电偶典型地仅使用两条线，但在两条线之间存在极性。已经知 道如何检测RTD使用三线还是四线(见例如STT 3000智能温度变送器， 型号STT 350操作者手册)。然而，RTD仍必须以已知的方式进行耦合。 这可以是预定方式或使用某种类型的用户输入来识别的方式。

发明内容

一种用于对过程的温度进行测量的过程变量变送器。所述变送器 耦合至温度传感器。所述变送器被配置为确定所述温度传感器耦合至 所述变送器的方式。还提供了一种方法。

附图说明

图1A是耦合至RTD传感器的温度变送器的简图。

图1B是耦合至热电偶传感器的温度变送器的简图。

图2A是示出了温度变送器所执行的步骤的流程图。

图2B、2C和2D分别示出了RTD的定向的情况1、2和3。

图3A是示出了由温度变送器所执行的步骤的流程图。

图3B、3C和3D分别示出了RTD的定向的情况4、5和6。

图4A是示出了由温度变送器所执行的步骤的流程图。

图4B、4C和4D分别示出了RTD的定向的情况7、8和9。

图5A是示出了由温度变送器所执行的步骤的流程图。

图5B、5C和5D分别示出了RTD的定向的情况10、11和12。

图6A是示出了由温度变送器执行的步骤的流程图。

图6B、6C和6D分别示出了RTD的定向的情况13、14和15。

图7是示出了由温度变送器执行的步骤的流程图。

图8A是示出了由温度变送器执行的步骤的流程图。

图8B示出了热电偶的配置。

具体实施方式

本发明提供了一种过程变量变送器，被配置为识别耦合至设备的 温度传感器的配置或定向。示例包括识别：二、三或四线RTD、变送 器的端子之间的RTD元件的位置和定位、或热电偶的位置或极性定向。

图1A是连接至RTD传感器以测量温度的温度变送器10的方框图。

变送器10耦合至过程控制环路11，过程控制环路11向变送器10供 电，通过过程控制环路11可以发送和接收信息。可选地，过程控制环 路11可以采用各种无线技术或配置。在该实施例中，变送器10优选地 包括：端子模块14，具有端子1至4，用于耦合至例如RTD温度传感器 16或热电偶温度传感器18(如图1B所示)。图1A示出了至RTD 16的电 连接。传感器16(和传感器18)可以在变送器10的内部或外部。变送 器10包括复用器20，复用器20由通过输入/输出(I/O)电路24耦合至控制 环路11的微处理器22来控制。复用器20将模拟信号的适当集合(包括 来自端子1至4的信号)复用至差分放大器26的正和负输入，差分放大 器26连接至高精度A/D转换器28。存储器30存储微处理器22的指令和 信息，微处理器22以由时钟32确定的速率操作。复用器20选择性地将 输入对连接至差分放大器26的正和负输入。参考电阻R_REF 38耦合至复 用器20并与RTD 16串联。

在操作中，变送器10测量传感器16的温度，并通过控制环路11发 送温度的表示。变送器10采用以下等式来计算RTD 16的温度的主要 值：