[实用新型]一种智能传感器的数据采集模块

说明书

本实用新型公开了一种智能传感器的数据采集模块，包括有混合信号微控制器、高精度系统电源电路、智能传感器接口电路、以及电源和通信接口电路，混合信号微控制器内部集成了24bit的Σ‑Δ型ADC、高达128倍的高精度PGA和高精度内部时钟震荡源。本实用新型为了避免置换前后的智能传感器信号偏差，通过设计高精度的智能传感器供电电源和模拟电路的供电电源可以达到供电要求，微控制器采用内部集成了24bit的Σ‑Δ高分辨率的ADC实现模拟信号和数字信号的转换，再通过RS485接口电路将采集到的现场数据按照一定的协议对外传输。

技术领域

本实用新型涉及工业自动化现场数据采集技术领域，具体是一种智能传感器的数据采集模块。

背景技术

在工业自动化的很多应用领域，现场数据采集是非常重要的一环。现场数据的获取一般通过传感器完成，由于受到传感器使用寿命及损坏等的影响，通常经常需要对现场传感器进行置换，而置换后的传感器经常由于灵敏度差异等原因导致置换前后数据偏差，一般而言需要对之再进行重新校准，在批量置换的应用场合，无疑会造成极大的人力物力浪费，效率也大大受到影响。

智能传感器（Transducer ElectronicData Sheets，TEDS）可以很好解决上述问题。TEDS表示传感器自带数字存储器,本质上是传感器的电子数据表格，可用来储存传感器的各种信息，如将传感器生产厂家、传感器型号、产品的序列号、校准信息等存储于具有标准接口的存储器中并将之集成到传感器内部，这样可以事先将传感器灵敏度、校准信息等存储于传感器内部集成的存储器中，数据采集模块通过符合IEEE1451.4标准的TEDS接口将之信息实时读取，从而可以实现即插即用的功能。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种智能传感器的数据采集模块，通过TEDS标准接口获取智能传感器的信息，实现即插即用的功能，从而实现传感器的快速置换而无需再重新标定，同时将采集到的数据通过标准RS485接口对外传输。

本实用新型的技术方案为：

一种智能传感器的数据采集模块，包括有混合信号微控制器、高精度系统电源电路、智能传感器接口电路、以及电源和通信接口电路，所述的混合信号微控制器内部集成了24bit的Σ-Δ型ADC、高达128倍的高精度PGA和高精度内部时钟震荡源；

所述的高精度系统电源电路包括有降压转换器U3、精密电压基准芯片U4、运算放大器U5A、NPN型三极管Q1、NPN型三极管Q2、运算放大器U5B和NPN型三极管Q3，降压转换器U3的输入端与24V输入电源连接，降压转换器U3的输出端输出8V供电电源，精密电压基准芯片U4的输入端与8V供电电源连接，运算放大器U5A的同相输入端与精密电压基准芯片U4的输出端连接，NPN型三极管Q1的基极、NPN型三极管Q2的发射极均通过电阻R12与运算放大器U5A的输出端连接，NPN型三极管Q1的集电极接8V供电电源，NPN型三极管Q1的发射极通过电阻R11输出5V传感器供电电源，且NPN型三极管Q2的基极通过电阻R11与5V传感器供电电源连接，NPN型三极管Q2的集电极、运算放大器U5A的反相输入端均与5V传感器供电电源连接，电阻R13的一端与精密电压基准芯片U4的输出端连接，电阻R13的另一端、电容C17的一端、电阻R17的一端均与运算放大器U5B的同相输入端连接，电容C17的另一端、电阻R17的另一端均接地，运算放大器U5B的输出端通过电阻R15与NPN型三极管Q3的基极连接，NPN型三极管Q3的集电极与8V供电电源连接，NPN型三极管Q3的发射极输出3.3V模拟电源，且运算放大器U5B的反相输入端与3.3V模拟电源连接，3.3V模拟电源通过π型滤波电路后输出3.3V数字电源，所述的混合信号微控制器的模拟电源输入端与3.3V模拟电源连接，混合信号微控制器的数字电源输入端与3.3V数字电源连接；

所述的智能传感器接口电路包括有智能传感器的单总线标准数字接口P1，单总线标准数字接口P1通过低通滤波和抗混叠电路与混合信号微控制器的模拟信号输入端连接；