溫度變送器的原理介紹及應用

一、引言

　　信息技術的飛速發展，引起了自動化系統結構的變革，逐步形成了以網絡集成自動化系統為基礎的企業信息系統。現場總線就是順應這一形勢發展起來的新技術。現場總線是應用在生產現場，在微機化測量控制設備（稱為現場總線儀表）之間實現雙向串行多節點數字通信系統，也被稱為開放式、數字化、多點通信的底層控制網絡，它在制造業、流程工業、交通、樓宇等方面的自動化系統中具有廣泛的應用前景。

　　目前，在國內可購到的FF（現場總線基金會）現場總線儀表有：羅斯蒙特公司的FF3051壓力（壓差）變送器、FF3244MV溫度變送器、FFDVC50000智能閥門；Smart公司的FFLD302壓力（壓差）變送器、FFTT302溫度變送器、FFFP302現場總線到氣壓轉換器。本文從工程應用出發，對FFTT302溫度變送器的原理和應用加以介紹，以供自動化人員參考。

二、原理

1、功能與特性

　　TT302是一種將溫度、溫差、毫伏等工業過程參數轉變為現場總線數字信號的變送器，它還具有控制功能，起到了基地式（現場）儀表的作用。

　　TT302測量溫度配用RTD（熱電阻）或熱電偶，但也可配用其他具有電阻或毫伏輸出的傳感器，諸如高溫計、負荷傳感器、電阻或位置指示器等。TT302采用數字技術后能實現下列性能：單一的型號能接受多種傳感器、寬量程范圍、單值或差值測量；在現場和控制室之間接口容易，可大大減少安裝和維護費用，能接受二路輸入，也就是說有兩個測量點，準確度為0.02%。

　　TT302溫度變送器內裝AI（模擬輸入）、PID（比例加積分加微分控制）、ISS（輸入選擇）、CHAR（線性化）和ARTH（計算）等5種功能模塊。它們具有可由用戶組態的基本功能，各種功能模塊都有輸入、輸出，并裝有參數和一個算法。各功能模塊用一個標識符來表示，功能模塊的輸入、輸出等能用其他儀表從總線上讀出，它們之間也能互相連接，其他儀表也能寫入模塊的輸入。TT302與其他現場總線儀表互連構成現場總線控制系統。用戶可通過功能模塊的連接建立適合控制應用所需的控制策略。

2、硬件構成原理

　　由TT302輸入板、主電路板和顯示板組成。TT302接受來自熱電偶（TC）、mV發生器、熱電阻（ohm）傳感器的信號，這些輸入信號必須在規定范圍內。電壓規定范圍為50~500mV，電阻的規定范圍為0~200W。量程可以組態。

①輸入板

　　MUX為多路轉換器，它的作用是確保傳感器端子到信號調理板接收的電壓信號是正確的端子間電壓。

　　信號調理板的功能是給輸入信號乘上一個正確的增益以適合A/D（模/數）轉換器的信號接收范圍。

　　電源隔離和信號隔離的作用是防止輸入信號與地形成地環電流而引入干擾。來自主電路板CPU的控制信號和來自A/D轉換器的信號通過光電耦合器傳輸，從而實現了信號電的隔離。同樣，輸入板上的電源也必須是隔離的，電源隔離是采用把直流轉換為一高頻交流，并使用變壓器分隔電的來實現的。

②主電路板

中央處理器CPU是TT302的核心部件，它控制著整個儀表各個部件的協調工作、線性化和通信。系統程序存貯于CPU外部的只讀存貯器PROM，運算數據暫存貯于RAM，如果電源開關斷開，RAM中的數據就會丟失。然而，CPU內還有一個非易失性存貯器EEPROM，當電源開關斷開時，這里的數據仍保留。因此，一些重要的標定、組態和辨識等應用程序都存貯在這里。主電路板上的EEPROM存貯器用來存貯組態參數（指功能模塊的參數）。