[发明专利]一种基于现场总线的热电偶测量模块及其测量方法

权利要求书

1.一种基于现场总线的热电偶测量模块，其特征在于：包括处理器、以太网交换机、电源模块和总线隔离单元，所述处理器分别与以太网交换机、电源模块和总线隔离单元电连接，所述以太网交换机一路通过隔离变压器后与以太网连接器LINK1电连接，另一路通过隔离变压器后与以太网连接器LINK2电连接，所述总线隔离单元通过模数转换器与多路模拟开关电连接，所述多路模拟开关依次通过低通滤波电路、过压保护电路后与IO接口连接器电连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于现场总线的热电偶测量模块，其特征在于：所述处理器还通过IO隔离单元与多路模拟开关电连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于现场总线的热电偶测量模块，其特征在于：所述电源模块分别与一M8-4芯电源连接器IN管脚和一M8-4芯电源连接器OUT管脚电连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于现场总线的热电偶测量模块，其特征在于：所述处理器型号为STM32F407，所述以太网交换机型号为LAN9303。

5.根据权利要求3所述的一种基于现场总线的热电偶测量模块，其特征在于：所述以太网连接器为M8-4芯以太网连接器，所述IO接口连接器为M12-5芯IO连接器。

6.根据权利要求5所述的一种基于现场总线的热电偶测量模块，其特征在于：本控制模块采用以下方式进行级联：上一级M8-4芯电源连接器OUT接口与下一级M8-4芯电源连接器IN接口电连接，上一级以太网连接器LINK2与下一级以太网连接器LINK1电连接。

7.一种上述权利要求1-6中任意所述热电偶测量模块的测量方法，其过程如下：

通过RTD温度测量时，采用比例法测量，ADC工作在双极性差分模式下：

式中：

CODE为ADC输出码；

N为ADC的分辨率；

Rref为基准电阻；

G为所选增益；

通过上式：可知RTD测量电阻值仅与基准电阻精度和漂移有关；

温度的计算通过Callender-Van Dusen公式，

温度t<0℃公式为：

R_rtd(t)＝R₀[1+At+Bt²+C(t-100)t³]

温度t≥0℃公式为：

R_rtd(t)＝R₀(1+At+Bt²)

式中：

t为RTD温度(℃)

R_rtd(t)为RTD在温度(t)时的电阻(Ω)

R₀为0℃时的RTD电阻(当RTD传感器为PT100时R₀＝100Ω)

A、B、C为RTD的传感器的系数

处理器MCU将以上系数存入，通过测量RTD的电阻经过计算就可以得到当前的温度值。