[发明专利]信号调节器

说明书

本发明涉及一种信号调节器，它用于将传感器传送的温度、压力及流速信号转换为计算机可精确地读的一致性标准信号，本发明尤其涉及一种配备有微处理器及执行输入信号线性化并进行多修正运算或多平均运算功能的信号调节器。

象录音机、控制器之类的信号接收设备现在已很通用，它们的输入通常是1～5V或4～20mA的标准信号。为此，必需有一转换器将热电偶或温度测量电阻及其他传感器传送的信号转换成信号接收设备能够接收的标准信号。

这种类型的一些常规转换器是根据传感器类型、输入信号的幅度或范围及运算功能而制成的。

但是，传感器的那类及输入信号的幅度或范围极为广泛。因此，难于为之提供相应的硬件转换器或调整这些转换器。

本发明的主要目的是要在这种环境下提供一种能够应用于不同的传感器类型及信号幅度或范围，同时能根据工程需要灵活进行相应变化的信号调节器。

为此，根据本发明的一个方面，提供了一种信号调节器，能通过提高把传感器传送的信号转换成微处理器可读的数字信号的模/数（A/D）转换器的分辨能力，对信号进行高精度转换。

根据本发明的另一方面，提供了一种高可靠性信号调节器，它能确保存储数据的保存时间长于10年并在为保存多种多样的数据而设计的电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）中保持数据重写功能。

根据本发明的又一个目的，提供了一种信号调节器，它能不受耦合到传感器的导线电阻的影响。

本发明的其他目的和优点通过结合附图的描述可以更为清楚。

图1是本发明基本功能的框图;

图2是示明本发明一个实施例的框图;

图3是示明一种装置的外形的概图;

图4是本发明采用的模/数转换器的一个实施例框图;

图5和图6是示明其操作的波形图;

图6模/数转换器2中的计数器单元CU的另一结构图;

图8是示明图7中计算器单元操作的波形图;

图9是电可擦除可编程只读存储器的数据保护电路框图;

图10是示明电可擦除可编程只读存储器的数据保护电路一个实施例的框图;

图11是表明微处理器执行操作的一个例子的流程图;

图12是示明本发明另一实施例中的操作原理的功能框图;

图13是示明微处理器7执行的一个操作实例的流程图;

图14和图15是表明与本发明另一实施例结合的功能框图;

参见图1，它示出了本发明基本构成的功能框图。

其中，数第1表示传感器;2是用于将传感器1送出的信号转换为数字信号的模/数转换器;3是运算装置，用于对相应于传感器1送出信号的数字信号进行预定运算;4代表脉冲输出装置，用以输出具有相应于运算结果的占空比的脉冲信号;5是平滑装置，用来对脉冲输出装置4输出的脉冲信号进行平滑处理从而将其作为预定的标准信号输出;6是设定装置，用于从外部接收信号来设定运算装置3进行运算所用的数据和脉冲输出装置的输出条件。

传感器1传送的信号由模/数转换器2转换成数字信号，然后将其送至运算装置3。在运算装置3中设定有关传感器类型及信号范围的数据，它们来自设定装置6。运算装置3根据预定的运算公式用数据进行数字运算。运算结果由脉冲输出装置4根据设定装置设定的范围或幅度数据转换成脉冲信号，并进一步通过平滑装置5转换成标准信号。最后，将得到的标准信号输出。

再来看图2，它示明了本发明一个实施例的框图，其中，与图1相同的部件采用同样符号。

在本实施例中，用以测定温度的热电偶用作传感器1。

数字11表示一个控制参考接触温度的温度传感器，它可以是热敏电阻之类;12是一个恒流源，它通过电阻Rref提供恒定电流;13是第一多路开关选择器，用于顺序选择和输入参考电压Uref，热电偶1传送的热电动势信号Ex，双向电压Vs和热敏电阻11送出的温度信号Es;14和15是放大多路开关选择器13所选择的信号的前置放大器，它们相互分隔，其中一个具有来自热电偶的信号系统而另一个具有来自热敏电阻11接信号系统。

数字16表示第二多路开关选择器，用于将前置放大器14和15输出的信号进行选择并将其送至模/数转换器2。

热电偶可分为例如K，T，E，J，R，S和B7大类，这些已由日本工业标准叙述，模/数转换器2与前置放大器14相结合的功动态范围是-20mv～+8mv。

数字7表示微处理器，它接收模/数转换器传送的数字信号。