TLC2252ID多路温度高选变送器系统设计

　　1引言

　　通常根据测量电机系统轴和线包温度，确定水泥行业中大电机组是否安全运行。 一但温度过高超过其允许值，就需对电机系统进行控制，防止造成设备损坏。 由于电机系统一般离控制室较远，往往需要测量多个轴和线包，而且只需测量其中最高温度点，所以采用普通的温度变送器就会使用很多电缆。 若选用 TLC2252ID 多路温度高选变送器系统则可减少 3/4 的电缆，系统安装简单，不仅可降低系统的总投资，而且可提高系统的可靠性。该变送器是以热电阻 Pt100 作为测温元件，最多能监视 4 个温度点，将其中最高温度点转换成与温度呈线性关系的标准信号 4～20 mA 直流输出, 同时现场显示最高温度点的温度。 根据需要，通过面板上的按键有选择地显示其中任一路温度。 该变送器现已广泛用于多点温度监测场合。

　　2 TLC2252ID简介

　　TLC2252ID 双路运算放大器具有电压满摆幅输出性能 ，比同类 CMOS 运算放大器具有更好的输入失调电压和更低的功耗。 工作电压为 4.4～16 V;每一通道放大器仅需 60 μA　　(最大值)的电源电流;工作温度范围在-40～+85 ℃;采用小型8 引脚 SOIC 封装。

　　3系统设计

　　3.1系统原理

　　该系统原理框图如图 1 所示。 采用二线制，输出信号和供电电源共用二根导线。 以热电阻Pt100 作为测温元件，24 V直流 电 源 经 电 源 电路产生 5 V 直流电源供给信号处理电路。该电 路 将 热 电 阻 信号转换成电压信号，经四 选 一 电 路 选 择其中 的 最 高 温 度 点或由 选 点 键 盘 选 定一点输出，再通过 V/I转换 电 路 转 换 成 与　　温度 呈 线 性 关 系 的标准信号， 即 4～20mA 直流输出。 现场可通过一个电流表头显示温度值。

　　3.2信号处理电路

　　信号处理电路如图 2 所示。 该信号处理电路只是系统中其中一路，其他三路与其相同。 其中，TLC2254[2]是德州仪器公司生产的四路。 电压满摆幅的微功耗运放;PT11，PT12，PT13接热电阻 Pt100，输入采用三线桥式电路，有利于减少热电阻元器件连接导线对测量精度的影响。 L11，L12，L13 为磁珠，采用多级 RC 滤波来降低外界和线路对系统的干扰;S 拨码开关用于调试系统中的每路输入信号。

　　3.3电源电路

　　图 3 示出电源电路。 REF-02 是精密电压基准[3]，其输入电压为 7～40 V 直流;输出为 5 V 直流电压。

3.4四选一输入和键盘选点电路

　　图 4 示出四选一输入和键盘选点电路。 其中 VD1～VD4采用快速低压降二极管。 四选一是利用二极管作为幅度选择电路，设某一时刻 Vi1最大，此时，VD1 导通后，使 Vi和 Vi1基本相同，当 VD2～VD4 为反向偏置时，Vi2～Vi4被阻断，即利用了二极管的选通和隔离作用。 轻触按键 K1～K4，对应通道 1～4，当需要显示某一路温度时，按下该路按键，使该路二极管短路，其他各路二极管反向偏置，则其他信号也被阻断。