[发明专利]一种高精度4-20mA可调恒流源信号输出装置及输出方法

权利要求书

1.一种高精度4-20mA可调恒流源信号输出装置，其特征在于：包括控制系统(1)、输入输出设备(2)、电压/电流转换器(3)、负载组件(4)和用于供电的电源装置(5)；所述控制系统(1)包括STM32单片机(101)和设置在STM32单片机(101)内部的D/A转换模块(102)；所述输入输出设备(2)包括键盘输入装置(201)和液晶显示器(202)；所述负载组件(4)包括电子调压阀(401)；所述电压/电流转换器(3)包括数据处理模块(301)、电压跟随器电路(302)和电压转电流模块(303)，数据处理模块(301)的输出端与电压跟随器电路(302)连接，电压跟随器电路(302)的输出端与电压转电流模块(303)连接。

2.根据权利要求1所述的一种高精度4-20mA可调恒流源信号输出装置，其特征在于：所述STM32单片机(101)的输入端与键盘输入装置(201)连接，键盘输入装置(201)用于STM32单片机(101)的输入控制。

3.根据权利要求1所述的一种高精度4-20mA可调恒流源信号输出装置，其特征在于：所述STM32单片机(101)的输出端和液晶显示器(202)的输入端连接；所述STM32单片机(101)输出的电压模拟量通过液晶显示器(202)显示；所述STM32单片机(101)把需要输出的电压模拟量换算成需要D/A转换模块(102)转换的数字量并经D/A转换模块(102)转换成电压信号输出。

4.根据权利要求1所述的一种高精度4-20mA可调恒流源信号输出装置，其特征在于：所述STM32单片机(101)的D/A端口与数据处理模块(301)连接，用于将经由D/A转换模块(102)转换后的模拟电压信号输出至数据处理模块(301)。

5.根据权利要求1所述的一种高精度4-20mA可调恒流源信号输出装置，其特征在于：所述电压/电流转换器(3)的输出端与电子调压阀(401)连接，用于将经由电压/电流转换器(3)转换后稳定电压的电流信号输出至电子调压阀(401)，以此满足电子调压阀(401)所需的4-20mA的电流信号的要求。

6.根据权利要求1-5任一所述的一种高精度4-20mA可调恒流源信号输出装置的输出方法，其特征在于：包括以下几个具体的步骤：

S1：通过所述键盘输入装置(201)将需要输出的电流值发送给STM32单片机(1)；

S2：STM32单片机(1)将接收到的电流值根据电流0-20mA与电压0-3.3V的线性对应关系，采用线性差值的计算方法将电流值换算成需要输出的电压值，并将电压值分别输出至液晶显示器(202)和STM32单片机(1)内部的D/A转换模块(102)；

S3：STM32单片机(1)内部的D/A转换模块(102)将接收到的电压值根据电压0-3.3V与数字量0-4096的线性对应关系，采用线性差值的计算方法将电压值换算成需要转换的数字量，STM32单片机(1)根据这个数字量进行D/A转换，在D/A端口产生稳定的模拟电压信号，并将电压信号输出至电压/电流转换器(3)，电压信号经过电压/电流转换器(3)的数据处理模块(301)处理后，通过电压跟随器电路(302)得到驱动传感器的稳定电压；

S4：通过电压转电流模块(303)对步骤S3得到的稳定电压进行转换，经由电压转电流模块(303)转换后的电流能够输出最大22mA电流信号，为了简化计算，电压转电流仍然按照线性关系处理，以此满足电子调压阀(401)所需的4-20mA的电流信号的要求。