[发明专利]一种自适应变送器电流平均值装置和实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种变送器信号处理技术，尤其是一种自适应变送器电流平均值装置和实现方法。

背景技术

在很多情况下，同一参数测量的结果需要使用多点测量值的平均值。当测量系统的传感器输入通道数量不够，特别是测量系统在设计之初是使用单个参数测量变送器进行参数测量与变送，需要增加参数测量变送器的数量，改成使用多点测量值的平均值方案时，测量系统将面临需要重新设计的情况。

发明内容

本发明的目的是为多点测量值的平均值计算提供一种解决方案，即能够自动判断、计算多个变送器电流的平均值并输出的装置。

为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种自适应变送器电流平均值装置，由取样电路、平均值计算电路、电流变送电路、电源电路组成。

所述电源电路由双极性电源电路和变送器输出电源电路组成；所述双极性电源电路输入直流供电电源，输出双极性电源；所述变送器输出电源电路输入直流供电电源，输出变送器输出电源。双极性直流电源与直流供电电源共地；变送器输出电源地端与公共地不连接且相互电气隔离。

所述取样电路有n条结构与参数相同的取样支路，包括取样支路1－n，n为大于等于2的整数；每条取样支路设有1个电流输入端，每个电流输入端都可以接入1个变送器电流环路；

设i为大于等于1、小于等于n的整数，取样支路i设有电流输入端Ii和取样电压输出端Vi、开关控制信号输出端SWi。

所述平均值计算电路由反相加法电路、反相比例电路组成。

所述反相加法电路由运放F01、加法器输入电路、加法器反馈电路组成。

所述加法器输入电路共有n条结构与参数相同的加法器输入支路，包括加法器输入支路1－n；所述加法器反馈电路共有n条结构与参数相同的加法器反馈支路，包括加法器反馈支路1－n。

所述加法器输入支路i由电阻RiA、电阻RiB、可控开关SWiA组成；电阻RiA、电阻RiB、可控开关SWiA的一端联结为结点，电阻RiA的另外一端连接至取样电压输出端Vi，电阻RiB的另外一端连接至运放F01的负输入端，可控开关SWiA的另外一端连接至公共地。

所述加法器反馈支路i由电阻RiC、电阻RiD、可控开关SWiB组成；电阻RiC、电阻RiD、可控开关SWiB的一端联结为结点，电阻RiC的另外一端连接至运放F01的负输入端，电阻RiD的另外一端连接至运放F01的输出端，可控开关SWiB的另外一端连接至公共地。

所述可控开关SWiA设有控制端CiA，可控开关SWiB设有控制端CiB。

所述运放F01的正输入端连接至公共地。

所述反相比例电路的输入端连接至运放F01的输出端，所述反相比例电路的输出端设为平均值电压输出端。

所述电流变送电路设有变送电压输入端和平均值电流变送输出端；所述变送电压输入端连接至平均值电压输出端。

所述运放F01由双极性电源供电。

所述反相比例电路由比例运放F02和电阻R01、电阻R02组成；所述比例运放F02由双极性电源供电。

所述取样支路由取样电阻Ri、运放FiA、运放FiB组成；取样电阻Ri串联在输入电流Ii回路中，其电流Ii流出端连接至公共地；运放FiA的负输入端与输出端连接；取样电阻Ri的电流Ii流入端连接至运放FiA的正输入端；运放FiA的输出端设为取样电压输出端Vi；运放FiB的正输入端连接至比较电压阈值输入端VREF，负输入端连接至取样电压输出端Vi，输出端设为开关控制信号输出端SWi；所述运放FiA、运放FiB由双极性电源供电。

本发明另一方面提供了一种自适应变送器电流平均值实现方法，包括：

所述比较电压阈值对应一个电流阈值，电流阈值与比较电压阈值是正比例关系。

所述取样支路i的取样输出电压Vi与输入电流Ii之间为正比例关系。

所述取样支路i的输入电流Ii大于电流阈值时，开关控制信号SWi有效；输入电流Ii小于等于电流阈值时，开关控制信号SWi无效。

所述开关控制信号SWi有效时，可控开关SWiA、可控开关SWiB断开；所述开关控制信号SWi无效时，可控开关SWiA、可控开关SWiB导通。

所述电流输入端接入的输入电流有效范围是4-20mA。