[实用新型]一种两线制模拟输出模块

说明书

本实用新型公开了一种两线制模拟输出模块，属于工业过程自动化技术领域。一种两线制模拟输出模块，包括电流输出模块、传感器的驱动部分和MCU部分，所述电流输出模块为传感器的驱动部分和MCU部分供电，所述传感器的驱动部分和MCU部分电性连接，所述MCU部分和电流输出模块电性连接。本实用新型通过电流输出模块、传感器的驱动部分和MCU部分的设置，各部分的元器件‑包括运放、逻辑器件、比较器、MCU等元器件‑都采用低功耗元器件；每个电阻都计算功耗，控制电阻的电流损耗；输出回路采用恒流回路，确保输出的电流稳定；MCU具有输出10位PWM的模式，可以判断输出值的正确与否，提供高可靠性。

技术领域

本实用新型涉及工业过程自动化技术领域，更具体地说，涉及一种两线制模拟输出模块。

背景技术

液位开关是液位控制过程中常用的仪表，液位开关的可靠性对工业控制的安全性非常重要。液位开关常用于高低位报警，泵控制，防止储罐的溢流等都非常重要。目前国内常用的音叉液位开关。

虽然音叉液位开关有益效果较多，但依然存在下列问题：音叉液位开关工作电流大，现实中少有低功耗的电子模块，在强调安全性的危险应用场合，国产的产品几乎没有成品电路模块，安全性不足，鉴于此，我们提出一种两线制模拟输出模块。

实用新型内容

1.要解决的技术问题

本实用新型的目的在于提供一种两线制模拟输出模块，以解决上述背景技术中提出现有液位开关模拟输出模块安全性不足的问题。

2.技术方案

一种两线制模拟输出模块，包括电流输出模块、传感器的驱动部分和MCU部分，所述电流输出模块为传感器的驱动部分和MCU部分供电，所述传感器的驱动部分和MCU部分电性连接，所述MCU部分和电流输出模块电性连接。

优选地，所述电流输出模块中的port3与MCU部分电性连接形成一个反馈测量回路。

优选地，所述电流输出模块、传感器的驱动部分和MCU部分中的U9C、U9A、U7A、逻辑器件、MCU等元器件都采用低功耗元器件。

优选地，所述电流输出模块、传感器的驱动部分和MCU部分中的每个电阻都计算功耗，控制电阻的电流损耗。

优选地，所述电流输出模块的输出回路采用恒流回路，确保输出的电流为8/16mA。

优选地，所述电流输出模块中2.5V的基准电源通过两个负载电阻(500K+2.2M)，在T1处产生的电流作为最小的电流输出值。

优选地，所述电流输出模块的输出电流为：首先通过2.5V/(R7+R8))与Port4的PWM的信号通过滤波平均后，之后和U2A输出的有效值/(R9+R10+R11)的电流叠加，那么T1-T3的电流就是前面的电流叠加乘以R5(180K)，再利用U1A的3脚和2脚的虚短，使得T2与T1等电位，最终整个回路的输出电流就是(T2-T3)/(R17+R18)。

优选地，所述传感器的驱动部分中U9C将振动信号放大约20倍，信号通过R29和C19进行相位调整，通过U9A将振动信号放大；放大后的信号通过U7A比较器，产生一个与输入信号频率一致的方波信号，用于输出驱动压电陶瓷，使得叉体产生振动。

优选地，所述传感器的驱动部分中的运放U9C，U9A及U7A组成音叉振动的自激增益放大回路，工作频率100Hz-500Hz，增益为50db；所述MCU部分预先在内部设置有频率阈值以及振幅阈值，所述MCU部分通过采集自激增益放大回路的工作频率和信号的幅度，得到谐振频率和振幅信号，将得到的谐振频率和频率阈值对比，振幅信号和振幅阈值对比，如果谐振频率高于阈值，并且振幅信号大于阈值，则判断为叉体在空气中。

优选地，所述MCU部分通过判断叉体在空气中还是在物料中，输出相应的PWM占空比信号。