温度测量处理变送器设计

　　1 概述

　　石灰炉烧制石灰时炉内各处的温度可能不一样，生产工艺要求得出炉内4点的平均温度，了解各点的温度值，对平均值及各测量点的温度进行报警处理;若某处的信号不正常(传感器损坏或断线)能及时报警并排除在数据处理之外。本系统可完成以上功能，检测处理石灰炉的温度，并以4一20mA形式变送远传温度平均值或最高点的温度。在该石灰炉内有4个点分别放4个热电偶，这4个热电偶就是该系统的4路输人信号来源。利用该系统测出4点温度(tl，tZ，t3，t4)，并把每一点的温度值送到面板显示。

　　2系统硬件设计

　　2.1系统结构及人机界面

　　系统结构见图1。硬件部分主要由前端输人电路及D/A电路，人机界面电路，CPU及外围电路组系统达到的主要功能是允许4路信号输人，用户可以通过参数设定选择输人热电偶类型，平时显示温度平均值，若操作者需要可以按动面板上的按键查看某路信号的温度。4路信号是独立的，有一路短路或断线故障，不影响其它几路信号的E作。仪表具有超限报警功能及热电偶断线提示功能。温度平均值或温度最高值信号的变送输出为4一20mA电流信号。系统具有断电保护功能，断电时，设定数据可以保存。

　　系统设计有良好的人机界面，在控制显示面板上有两排数码管和4个按键，进行系统工作的显示和参数的修改。系统工作方式分别为编程和运行两个状态。利用1号键K1(状态切换键)可以在两种状态间切换。

　　在编程状态时，上排数码管显示参数代号，下排数码管显示对应参数。在这种状态下，利用2号键KZ(移位键)可以顺序变换不同的参数代号及参数。利用3号K3(加键)和4号键K4(减键)可以对参数进行修改。

　　在运行状态时，上排数码管显示各个信号回路顺序号(1一5)，下排数码管显示对应温度。其中1一4路分别显示4路回路号及其温度，5路显示4路中温度平均值。这5路自动循环显示，利用4号键K4(定位键)可以使显内容停在当前回路上。

　　在编程或运行状态下，无论何时按下Kl，都可使状态变换到另一种状态的初始阶段。

　　电路设计中没有扩展总线程序存储器及1/0口，cPu的4个并行口全作为普通1/0口使用，CPU及外围电路都是标准用法，在此重点介绍有设计特色的A/D及D/A电路和人机界面电路及电源电路。

　　2.2数据采集电路与放大电路

　　数据采集部分电路如图2所示。

　　限流电阻Rl和稳压管TM31产生2.5V标准电压。系统共有7路模拟输人信号，4路热电偶信号输人(ExTI-EXT4)，1路冷端补偿信号，1路基准信号，1路地信号(EXTS)。