[实用新型]一种双路冗余模拟量输出电路

说明书

本实用新型公开了一种双路冗余模拟量输出电路，单路运算放大器U₁的输出端与NMOS管M₁的栅极连接，NMOS管M₁的源极和单路运算放大器U₁的负极均与电阻R₁的一端连接，NMOS管M₁的漏极分别连接电阻R₂的一端、运算放大器U_2A的正极、运算放大器U_2B的正极，运算放大器U_2A的输出端与三极管T₁的基极连接，运算放大器U_2B的输出端与三极管T₂的基极连接，运算放大器U_2A的负极分别与电阻R₃的一端、三极管T₁的发射极连接，运算放大器U_2B的负极分别与电阻R₄的一端、三极管T₂的发射极连接。本实用新型的电路不仅适用于双路冗余模拟量输出电路，也适用于多通道双路冗余模拟量输出的智能测控装置。

技术领域

本实用新型涉及一种双路冗余模拟量输出电路，用于工业生产过程控制中的温度智能测控装置，属于工业生产控制设备技术领域。

背景技术

在工业生产过程控制中，由于热电阻感温元件测量精度高，性能稳定，加工容易，被广泛应用于工业中低温区的温度测量控制应用领域中。热电阻是把温度变化转换为电阻值变化的一次元件，通常需要把电阻信号通过引线传递到计算机监控装置上。热电阻通常安装在工业现场，与控制室之间存在一定的距离，因此热电阻的引线对测量结果会有较大的影响。并且一般工业分布式控制系统(DCS)中对热电阻测量采用电桥方式，这样远距离测量信号容易受到工业现场干扰信号影响。

由于一个回路中电流信号传输不会随电缆线长短而改变大小，并且在工业现场电流信号传输抗干扰能力比电压信号强，因此4～20mA直流电流信号被国际电工委员会(IEC)作为过程控制系统中的标准模拟量信号。因此，在工业现场就地用智能温度测控装置把热电阻测量的温度信号线性的转换成4～20mA标准模拟量信号远程传输给DCS系统，将提高工业设备温度监控的可靠性。由于工业生产过程控制中，有时同一个检测信号需要传输给二个计算机监控装置，因此需要双路冗余4～20mA标准模拟量信号，并且双路冗余的4～20mA电流模拟量的精度和电路工作电压不相关，而一般常用4～20mA电流模拟量输出电路无法达到此要求。

一般常用4～20mA电流模拟量输出电路如图1所示，电路信号转换过程如下：

1.微处理器MCU把需要输出的模拟量信号对应的数字量送给数模转换器DAC，数模转换器DAC把数字量转换成对应的电压信号V_in给运算放大器U_1A；

2.运算放大器U_1A把输入电压V_in放大到V_o(V_o＝(1+R₁/R₂)*V_in， 公式1)，

再通过电压跟随器U_1B得到和电压V_o相同的电压V_x；

3.电流I_o和流过电阻R₃的电流应用上可作等同处理，

于是I_o＝(V_cc-V_x)/R₃；

Io＝(V_cc-Vo)/R₃；

I_o＝[V_cc-(1+R₁/R₂)*V_in]/R₃ 公式2；