[实用新型]一种温度变送器

说明书

技术领域

本实用新型涉及温度测量技术领域，特别涉及一种温度变送器。 

背景技术

目前应用较广泛的温度传感器是铂热电阻。铂热电阻的工作原理是利用铂丝的电阻值随着温度的变化而变化来设计和制作的。 

虽然热电阻具有测量范围大、精度高和稳定性好的优点。但是，铂热电阻的阻值和温度之间具有非线性关系，并且通常采集回路中采用不平衡电桥回路，这样会加重非线性误差。特别是测量的温度范围较宽时，导致的非线性更加明显。 

参见图1，该图为现有技术中采用不平衡电桥回路采集的温度的示意图。 

图1中通过调整VR1进行温度变送器零点的调整。 

通过调整R3、R4、R5和R6的阻值实现温度变送器的变送范围的调整。 

根据电路图可以得到如下公式(1)： 

Rt＝R0+△R；    (1) 

其中，Rt是PT100(铂热电阻)传感器的阻值，△R温度变化时阻值的变化值； 

Eout＝R1*△R*VCC/[(R1+R0+△R)(R1+R0)]     (2) 

从公式(2)中可以看出，由于分母项式中△R的存在，产生了更大的非线性误差，以0～500℃的变送器为例最大误差接近4％。如果不采用补偿措施，将无法进行高精度的测量。所以通常采用将输出电压Vout反馈到输入端的方法，进行线性化的补偿。 

参见图2，该图为现有技术中的带有线性补偿的温度变送器示意图。 

图2是在图1的基础上增加了补偿电路的示意图，即将Vout反馈到输入端。 

补偿后的误差最小可达到0.1％。补偿前后的误差对比如图3所示。实线为线性补偿前，虚线为线性补偿后。 

图2所示的电路在实际应用中也存在着诸多问题。 

首先，调试不方便，如果达到理想的效果，需要工作人员反复调整VR1，VR2和VR3。这样将导致生产时间较长，并且不利于管控。 

其次，容易产生漂移的问题。该回路采用了较多的固定电阻，可调电阻，以及运算放大器，工作较长一段时间后，该产品可能会出现漂移现象，最终将导致输出的结果出现偏差。 

因此，本领域技术人员需要提供一种温度变送器，能够满足线性误差小，精度高，抗干扰能力强，且量程可调。 

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种温度变送器，能够满足线性误差小，精度高，抗干扰能力强，且量程可调。 

本实用新型实施例提供一种温度变送器，包括：信号采集电路、变送芯片、电压电流转换电路； 

所述变送芯片采用XTR108； 

所述信号采集电路的三个输入端分别连接三线温度传感器的输出端，所述信号采集电路的六个输出端分别连接所述变送芯片的六个信号采集输入端； 

所述信号采集电路的第一输入端分别通过五个并联的支路连接所述变送芯片的第二至第五信号采集输入端；所述五个并联的支路的结构相同均包括一个电阻和一个电容并联；所述五个并联的支路中的电阻的阻值不同，用于设置温度变送范围； 

所述信号采集电路的第二输入端连接所述变送芯片的第一信号采集输入端； 

所述信号采集电路的第三输入端通过第六支路接地，所述第六支路包括并联的第六电阻和第六电容； 

所述变送芯片，用于通过切换所述信号采集电路中的五个并联的支路，对温度变送范围进行选择； 

所述电压电流转换电路，用于将所述变送芯片输出的电压信号转换为4～20mA的电流信号进行输出。 

优选地，所述电压电流转换电路包括：第一NMOS管； 

所述第一NMOS管的栅极连接所述变送芯片的VG输出端，所述第一 NMOS管的漏极连接VCC，所述第一NMOS管的源极作为该温度变送器的第一输出端； 

所述变送芯片的电流输出端IO为该温度变送器的第二输出端。 

优选地，还包括存储器，用于对所述变送芯片进行参数设置，所述存储器连接所述变送芯片的串行数据SDIO和串行时钟SCLK的输入端/输出端。 

优选地，还包括：稳压二极管和第三二极管； 

所述稳压二极管的阳极连接所述变送芯片的所述电流输出端IO； 

所述稳压二极管的阴极连接所述第一NMOS管的源极； 

所述第三二极管的阳极作为所述第一输出端； 

所述第三二极管的阴极连接所述第一NMOS管的源极。