溫度變送器的原理介紹及應用

一、引言

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

　　目前，在國內(nèi)可購到的FF（現(xiàn)場總線基金會）現(xiàn)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(xiàn)場總線到氣壓轉換器。本文從工程應用出發(fā)，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(yè)過程參數(shù)轉變?yōu)楝F(xiàn)場總線數(shù)字信號的變送器，它還具有控制功能，起到了基地式（現(xiàn)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(shù)字技術后能實現(xiàn)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(xiàn)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(nèi)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(tài)的基本功能，各種功能模塊都有輸入、輸出，并裝有參數(shù)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(xiàn)場總線儀表互連構成現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。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(fā)生器、熱電阻（ohm）傳感器的信號，這些輸入信號必須在規(guī)定范圍內(nèi)。電壓規(guī)定范圍為50~500mV，電阻的規(guī)定范圍為0~200W。量程可以組態(tài)。

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(diào)理板接收的電壓信號是正確的端子間電壓。

　　信號調(diào)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(shù)）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(huán)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(xiàn)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(xiàn)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(xié)調(diào)工作、線性化和通信。系統(tǒng)程序存貯于CPU外部的只讀存貯器PROM，運算數(shù)據(jù)暫存貯于RAM，如果電源開關斷開，RAM中的數(shù)據(jù)就會丟失。然而，CPU內(nèi)還有一個非易失性存貯器EEPROM，當電源開關斷開時，這里的數(shù)據(jù)仍保留。因此，一些重要的標定、組態(tài)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(tài)參數(shù)（指功能模塊的參數(shù)）。