智能变送器的设计方案

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基于压力补偿的高精度智能变送器的设计

出：
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化之后的数据。具体流程如图３所示。
１、读取环境大气压力和温度值ＭＰ１Ａ２采集环境大气压力和温度，Ｌ１５ＭＳ４０２７Ｐ３Ｆ２４通过Ｉ接口读出其采集的数据。利用初２Ｃ始化时读取的补偿参数，ＭＳ４０２７Ｐ３Ｆ２４对采集到的环境
的效果。
二、系统结构框图
系统结构框图如图１示。整所个系统由热式差压传感器、压力补偿放大器模块、变送器输出模块组
成。热式差压传感器采集工业现场的差压信号，输出差分小信号；压图１系统结构框图
出，具有１０位步进精度。ＭＳ４０２７Ｐ３Ｆ２４通过３线ＳＩＰ接口写１０位数据到ＭＡＸ５８４４内部寄存器，改变其输出阻值。输出的电阻值：
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引言
传统的热式差压传感器输出易受环境大气压力的影响，固定差压信号的电信号输出与环境大气压力成正比，造成在变送输出端出现信号输出误差。为了保证在固定差压信号的作用下，变送输出端的信号不受环境大气压力的影响，本文提出了一种在传统差压传感器的基础上复合一个绝压传感器的设计方法，使用单片机进行数据处理，补偿差压传感器的输出，达到固定差压信号的变送输出不受环境大气压影响

基于MAX1464的智能压力变送器设计

Ａｂｓｒｃ：ＴｅｃｒｆｔｅｉｔｌｇｎｒｓｕｅｔａｓｕｅｓＭＡＸ１６，ｗｈｃｓｍａｅｂａｉＩｔｇａｄＰｏｕｔ．ｅｔａｔｈｏｅｏｎｅｌｅｔｐｅｓｒｒｎｄｃｒｉｈｉ４４ｉｈｉｄｙＭｘｍｎｅｒｔｒｄｃｓＴｈｅ
（．ｏｔｗｓＵｎｖｒｉ，Ｃｏｇｉｇ４０１，Ｃｉ￣２Ｔａｊｒｕｔｒｌｉｅｓｙｉｊ０３４ｈｎ）１Ｓｕｈｅｔｉｅｓｙｈｎｑｎ０７５ｈｎｔａ．ｉｉＡｇｉｌａＵｎｖｒｉ，Ｔａｉ３０８，Ｃｉａ许多工业设备中用以监测压力变化的重要元件，一般采用二线制４ＯＡ标准信号～２ｍ输出。二线制传输电路的专用集成芯片品种很多，具有代表性的是ＡＩ公司的Ａ６３Ｍ公司的ＤＤ９、Ａ
Ａ０Ｍ４２以及Ｔ公司的ＸＲＸＩＴ１Ｘ系列。Ｄ９Ａ６３是集信号放大、非线性补偿、／变换等功能为一体的单ＶＩ片集成电路；Ａ０是用于处理差分电桥信号，并以电流形式输出的专用集成电路；ＸＲＸＭ４２Ｔ１Ｘ系列也
器和ＡＣＡ转换电路可使智能压力变送器的体积减小，成本降低。压力、温度信号经ＡＣＤ、ＤＣＤ转换成数字信号，通过对芯片的编程实现了信号的温度补偿，最终压力以４０～２ｍＡ标准电流信号
输出。
关键词：ＭＡ４４Ｘ１６；智能；压力变送器
增加了成本。本设计采用的控制核心芯片ＭＡ４４是美国Ｍａｉ公司的产品，该芯片内含有温度传感器口Ｘ１６ｘｍＪ和ＡＣＡＤ、ＤＣ转换电路，它可使得智能压力变送器的体积减小，降低成本，增强了系统的可靠性。

基于HART6的智能压力变送器设计

对通信功能做了进一步改善，幅扩展了仪表的智能大
性。目前国产的智能仪表主要采用ＨＲＡＴ第５版规范，我们设计了符合ＨＲＡＴ６的智能压力变送器。
车运行以后，并未充分利用ＨＲＡＴ的数字通信，仍然使用传统的４～０ｍ２Ａ进行信号的传递和控制。ＨＲＡＴ
ｓｒｍｅｔｔｕｎｓ，ｉｔｌｇｎｒｓｕｅｔａｍｉｔｒｍｅｔｇＨＡＲＴ６ｓｃｆｃｔｏｓｄｓｇｄｂｄｐｔｇｓｌ－ｅｅｏｅｏｔｒｔｔｃｉｄｌｎｅｌｅｔｐｅｓｒｒｎｓｔｅｉｉｅｎｐｅｉａｉｎｉｅｉｎｅｙａｏｉｅｆｄｖｌｐｄｓｆｗａｅｓａｅｍａｈｎｅｍｏｅｉｎｔｃｎｌｇｅｈｏｏｙ；ａｄｔｅｐｅｓｒｅｉｅｆｍｉｏｎｒｓｕｅｄｖｃａｌｃｍｍａｓａｅｓｐｏｔｄｈｙｎｄｒｕｐｒｅ．
王缢叶端活
（海工业自动化仪表研究所，海上上２０３）０２３
摘
要：作为一种现场总线，ＡＴ协议及相关设备被广泛地应用在工业过程控制系统中。ＨＲＨＲＡＴ协议自身也在不断发展，别是特
的下一个高速发展阶段是什么？ＨＦ给了我们答案，ＣＨＲＡＴ协议的生命周期如图１所示。ＨＲＡＴ当前和下一步发展的重点，系统的整合是应用（如图１中标号２所示）即在系统正常运行的过，
１ＨＡＴ第６版简介Ｒ

基于智能电量变送器的电力参数测试系统设计

ｔｅｍｉｓｍａｄｅｕｐｏｆｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎｓｅｎｓｏｒｓ，ｓｉｇｎａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇｃｉｒｃｕｉｔｓａｎｄＲＳ４８５一ＲＳ２３２ｌｅｖｅｌｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔ，ｗｈｅｒｅｔｈｅＷＢ１８６７Ｂ３５ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｉｓｔｈｅｃｏｒｅ．ＴｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｄｅｓｉｇｎｂａｓｅｄｏｎＬａｂＶｌＥＷｓｏｆｔｗａｒｅｐｌａｔ［ＯｒｍｔｏａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｃｏｍｍａｎｄｓｔｈａｔｔｈｅｍａｓｔｅｒｒｅａｄｓｄａｔａｏｆｔｒａｎｓｄｕｃｅｒａｎｄｔｈｅｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｒｅｓｐｏｎｓｅｓｔｈｅｍａｓｔｅｒＳｃｏｍｍａｎｄｏｆｒｅａｄｉｎｇｄａｔａｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ．
ＡｂｓｔｒａｃｔＡｎｅｌｅｃｔｒｉｃｐｏｗｅｒｐａｒａｍｅｔｅｒｔｅｓｔｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ，ｉｔｃａｎｒｅａｌｉｚｅｑｕｉｃｋａｎｄ
ｔｉｏｎｐｒｏｔｏｃｏｌ

基于单片机控制的智能压力变送器设计与实现

主要作用是根据检测状态的环境温度变化、被过７８０５将电压控制在５Ｖ左右，从而既保证了输
测介质温度变化和工作环境大气压的变化，自人电压接口的通用性，又能提供低功耗、高稳定的
动修正与补偿由于温度变化和环境压力带来的输出电压。基准电压则通过两个ＬＭ３８５Ｂ２５，每
ｃＰＩ』初始化
二二［＝
中断设定
表１压力与输出电流、输出电压关系
压力／ＭＰａ
输出电流／ｍＡ
输出电压／Ｖ
３
２
２
２
压力值单位转换子程序
压力串行数据发送子程序
图４压力变送器程序流程数据处理子程序主要实现数字滤波、过采样处理、查表及按键处理等功能 … 。程序数据处理原理为：考虑到传感器的输出并非理想线性变化，这必将导致差压值与Ａ／Ｄ转换结果也为非线性
１８．４５０１６．８０９１５．２３２１３．６１２１２．Ｏ１６１０４３２８．８３０７．２２Ｏ５．６ｌ２３．９９６
第５期
袁锡明等．基于单片机控制的智能压力变送器设计与实现
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图６压力与输出电压、输出电流的线性关系设压力Ｐ＝、输出电流为Ｙ，设其输出电压。

智能变送器的低功耗设计

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智能变送器的低功耗设计
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动势。由于ＣＳ入端都ＭＯ输有保护电路，感应电路势不
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审ｊ效耗增因电使用的反相器的输入０９端均通过上拉电阻接在＋
固ｉ智能变送器原理圈
ＨＲＴ调制解调器ＨＨＴ０２￣．２Ｃ１
参考文献
使用
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２Ｃｌ的一个重要问题是它需要外界提供一０２

基于C8051F330的智能多电量变送器设计

５）从而实现电参数的采集与Ｖ
传递。结构框图如右：说明：左侧Ｐ（Ｔ电压互
的定义我们也很容易连接实际电路。此外我们还可以根据需要采用不同颜色的ＬＤＥ指示灯来显示系统工作
状态。
感器），Ｃ电流互感器）；中间为Ｃ０１３０Ｔ８５Ｆ３＝右侧为键盘输入和一些信息
输出接口。＝、电量变送矗的基本原理设计上图左侧构成了系统的采样部分，它将采集到的三相交流信号整流滤波后进行衰减再送￣Ｃ０１３０８５ｆ３中做进一步处理，同时将Ａ电压输入到内相部的比较器进行频率测量。我们可以根据需要来使用单片机处理过的数
四、系统主要技术实现采用Ｃ０１３０片机主要完成以下工作：８５Ｆ３单１．接收采样板的模拟信号并送入内置Ａ转换器进行转换及其频率的Ｄ
测量。２．处理数据，根据需要由单片机计算出电压，电流，功率因数，
内完成，运算速度显著提高。
该变送器采用Ｃ０１３０主８５Ｆ３为
Ｐ．）值得我们注意的是这个单片机还必须在ＸＡＩＴＬ￣脚之间并接０３ＴＬ和ＸＡ２ＩＪ
一
控ＣＯ通过对电流或者是电Ｐ，
个１兆欧的电阻。Ｏ（）显示模块实现。采用１０液晶显示屏，它可以显示２１个字三６２行６

智能温度变送器设计

内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书（毕业论文）题目：智能温度变送器设计学生姓名：郭龙文学号：0705112338专业：测控技术与仪器班级：测控07-3班指导教师：李文涛教授智能温度变送器设计摘要温度变送器作为一种现场设备被广泛应用在工业过程控制系统中。

随着自动化技术的发展，对温度变送器有了更高的要求。

传统的模拟式温度变送器所具有的固有缺点已不能满足控制系统的要求。

本论文主要阐述了智能温度变送器的发展现状，针对热电偶和热电阻的输出特性，设计了一种基于单片机的智能温度变送器。

该智能温度变送器以STC89C52单片机为核心，针对温度传感器输出的信号不同，设计了由集成仪表放大器AD623和数控电位器X9241组成的增益放大环节，可以根据传感器的类型，由程序来控制放大器的放大倍数。

将传感器的输出信号放大到0~5V，接入A/D转换器PCF8591T，使得采集的模拟信号转换为数字信号，再由单片机进行数字滤波、线性化以及标度变换等数据处理后，通过LCD 进行显示，并经D/A转换器PCF8591T及V/I转换器转换为4~20mA DC信号输出。

设计主要围绕硬件设计和软件编程来进行。

Proteus仿真及调试结果表明，该智能温度变送器使用方便，性能稳定，达到了预期的设计目标。

关键词：热电偶；热电阻；变送器；单片机Design of Intelligent Temperature TransmitterAbstractTemperature transmitter is widely used in control system of industrial process as one kind of field instrument. Because traditional analog temperature transmitter can no longer meet the new demand owing to its inherent shortcoming, the development of automation technology requires higher demand for temperature transmitters.This thesis analyzes general development of intelligent temperature transmitter and designs intelligent temperature transmitter which is based on SCM according the thermocouple and RTD. The core of temperature transmitter is STC89C52 based on SCM. According to the output signal range of the sensor, the system sets the gain of amplification link which is composed of AD623 and X9241 by way of program. As the temperature transmitter amplifies the weak signal to DC 0～5V, access A/D converter PCF8591T, digital converter will change the analog signals into digital signals. Digital signals output as 4 ~ 20mA DC, by the single-chip digital filtering, linearization, scaling transform data processing, carried through the LCD display, the D/A converter PCF8591T and V/I converter.The main work includes hardware designing and software compiling. The Proteus simulation test and truly showing result tests that the system has advantages such as friendly interface, convenient in using, steady performance. The anticipative design aim is achieved.Keywords: thermocouple; RTD; transmitter; SCM目录摘要 (I)Abstract (II)第一章概述 (1)1.1 选题背景与意义 (1)1.2 变送器的发展历程 (2)1.3 智能温度变送器功能及特点 (3)1.4 本设计的主要工作 (4)第二章智能温度变送器总体设计 (6)2.1 设计要求及内容 (6)2.2 总体方案设计 (7)第三章硬件电路设计 (8)3.1 单片机选择 (8)3.2 测温元件介绍 (10)3.3 输入信号增益调节电路设计 (12)3.4 模/数、数/模转换器选择及设计 (14)3.5 V/I转换电路设计 (16)3.6 LCD显示电路设计 (16)3.7 存储电路设计 (18)3.8 键盘电路设计 (19)3.9热电偶冷端温度补偿 (20)3.10 复位电路设计 (22)3.11 本章小结 (22)第四章软件设计 (24)4.1 主程序设计 (24)4.2 输入信号增益调节子程序 (24)4.3 数据处理子程序 (25)4.3.1复合滤波子程序 (25)4.3.2线性化子程序 (26)4.3.3 DS18B20 采集子程序 (27)4.4 显示子程序 (29)4.5键盘子程序 (29)4.6 本章小结 (31)第五章测试与分析 (32)5.1硬件调试与结果分析 (32)5.2 软件调试与结果分析 (34)5.3本章小结 (34)总结 (36)参考文献 (37)附录A 原理图 (39)附录B 源程序 (40)致谢 (59)第一章概述1.1选题背景与意义在我国测控系统中，虽然温度变送器的研发已相当成熟，几十年形成的标准已被世界所公认，但随着自动化领域和信息技术的飞速发展，温度变送器存在的缺点与不足日益明显，尤其在许多中小型企业中，仍大量的使用传统的模拟温度变送器，越来越满足不了生产的要求。

检索式数字水位传感器智能变送器的设计

ｒｔｉｖｔｒｌｖｌｓｎｏｓｄｓｇｅｅｒｅａｗａｅｅｅｅｓｒｗａｅｉｎｄ．Ｔｈｒｎｓｔｅａｏｔｏｈｅｓｎｏｏｅｅｏｒｓｏｄｎｔｔｓａｃｒ～ｌｅｔａｍｉｒｃｎｃｎｒｌｔｅｓｒｔｎｔｒｃｒｅｐｎｉｇｓａｅｃｏｄｔｉｇｔｈｅｎｓｏｈｓｒｎｏｔｅｄｍａｄｆｔｅｕｅ，ｗｈｃｍｐｏｅｈｎｅｌｅｃｎｏｐｗｅｏｓｍｐｉｎｃａａｔｒｓｉｆｔｅｓｎｉｈｉｒｖｓｔｅｉｔｌｉｎｅａｄｌｗｏｒｃｎｕｔｏｈｒｃｅｔｃｏｈｅ～ｇｉＳｔＯ．Ｔｈｓｐｐｒｐｅｅｔｈａｄｒｅａｄｓｆｒｅｄｓｇｆｔｅｉｔｌｉｅｔｔａｓｔｒａｄｄｓｕｓｓｔｅｔｃｎｃｌｉａｅｒｓｎｓｔｅｈｒｗａｎｏｔｗａｅｉｏｈｎｅｇｎｒｎｍｉｔｎｉｃｓｅｈｅｈｉａｎｅ
ｍｅｎｏｈｅｓｒｔｃｉｖｏｐｗｅｏｓａｓｆｒｔｅｓｎｏｏａｈｅｅｌｗｏｒｃｎｕｍｐｉｎｉｒｃｉａｐｌａｉｎ．ｔｏｎｐａｔｌａｐｉｔｓｃｃｏ
Ｋｅｒｙｗｏｄｓ：ｄｇｔｅｒｅａｔｒｌｖｌｓｎｏ；ｌｗ－ｏｒｃｎｕｉｉａｒｔｉｖｌｗａｅ－ｅｅｅｓｒｏｐｗｅｏｓｍｐｔｎ；ｉｔｌｇｎｔｔａｓｔｅｌｉｏｎｅｌｅｒｎｍｉｔｒｉ

基于STM32F103的智能压力变送器研究与设计

龙源期刊网基于STM32F103的智能压力变送器研究与设计
作者：薛忠何矞赵中兵
来源：《现代电子技术》2013年第04期
摘要：针对目前市场上传感器输出信号的非线性和温度失调，提出了以嵌入式微处理器STM32F103为核心，采用先进的溅射薄膜传感器，利用分段最小二乘法来进行非线性补偿的智能压力变送器的设计方案。

在此描述了智能压力变送器的整体系统架构，着重阐述了对传感器输出信号智能化补偿原理。

测试结果表明，经算法补偿后的模拟输出信号具有良好的线性特性，最大线性误差为0.179%，线性度得到了较大的提高。

关键字：智能压力变送器；非线性补偿；分段最小二乘法；嵌入式微处理器
中图分类号： TN919⁃34； TH823 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2013）
04⁃0141⁃03。

感应式数字水位传感器智能变送器设计

电流信号，ＭＡＸ４５芯片实现ＲＳ８８４５通信。介绍了一种集Ｒ４５通信和４２Ｓ８～０ｍＡ输出的智能液位变送器．出了给
具体的软硬件设计方案，决了原传感器输出信号非标准信号的问题，增加了Ｒ４５接口。解且Ｓ８关键词：自动化仪器仪表与装置；能变送器；８５Ｆ２；Ｄ２；Ｓ８智Ｃ０１００Ａ４１Ｒ４５中图分类号：Ｎ１．Ｔ２２６文献标识码：Ａ文章编号：１７ — ２６２１）７０２ — ３６４６３（０１０－１８０
ｔｎｍｅｅｉｈｈｄＲ４５ｃｍｍｕｉａｉｎａｄ４２ｍＡｕｐｔｇｖｐｃｆｏｔａｅａｄｈｒｗｒｅｉ，ｏｖｄｔｅｒｓｔｒｗｈｃａＳ８ｏａｎｃｔｎ￣０ｏｏｔｕ，ａｅａｓｅｉｃｓｆｗｒｎａｄａｅｄｓｉｎｇｓｌｅｈ
Ｄｓｎｏｔｌｇｎｒｎｍｉｅｒｉｄｃｉｅｄ＃ｔｌｔｒ１ｅｓｎｏｅｉｆｎｅｌｅｔａｓｔｒｆｕｔｉａｅ．ｖｌｅｓｒｇｉｉｔｔ．ｎ０ｖｗａｅ
ＭＡＦ・ｈｎ，ＡＮｉｎ —ｏ，ｕｕｃａｇＹＵＪａｇｂＭＡＪｎ
（太原理工大学教育部新型传感器与智能控制重点实验室，山西太原００２３０４）
摘要：对感应式数字水位传感器在实际应用中遇到的输出信号非标准信号问题，计了一种应用于感应式数字针设水位传感器的智能变送器。智能变送器以Ｃ０１００单片机为主控芯片．性能数模转换器Ａ４１输出４２Ａ该８５Ｆ２高Ｄ２～０ｍ

遵循HART协议的智能变送器的通信软件的设计

１引言．
全！殳一８位。推出了一套过渡性通信协议。ＨＡＴ协议，是一项４２ｍ样．世界范围内都ｌ有重复，般占５个地址字节中的３即Ｒ这～Ａ０这３８位地址信息包含了生产厂家代码、设备型号和设备识别模拟信号与数字信号兼容３
福
建电
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２００６年第５期
遵循ＨＲＡＴ协议的智能变送器的通信软件的设计
（．乡医学院管理学院河南新乡４３０，１新５０３
半余芳１陈琛．２
２上海师范大学数理信息学院上海２０３）．０２４
【摘
要】：本文详细介绍了ＨＲＡＴ协议，此基础上阐述了设计符合ＨＲ在ＡＴ协议的的通信软件的设计思想。并给出了程
序流程图。
【关键词】ＨＴｔ－通信软件：ＡＲｂｉ￣．
度方面的校验。据结构长度不固定．长２个字节，址范围数最５寻０１。５当地址为０时，则处于每个４２ｍ的Ｄ￣０ＡＣ与数字通信兼智能变送器借助于成熟的传感器技术．计算机技术和数字当地址为ｌ１～５时。则处于全数字通信状态，通信模式为通信技术．使其在技术指标、电气性能远远优于传统的模拟变送容状态：ｔ问ｌ突发式 ” ＡＲ或。ＨＴ消息结构如图２所示：器。别是它具有现场与上位机（手操器）通信功能，特或的省去了ｔ答式・ “ ＡＤ（／甚至ＤＡ）／转换环节．避免了模，数转换误差，节省了大量电ＰＡＢＥｌＡＤＲＩＭｌＮｌＴＵＩＡ】ＨＲＭＬＲｌＤＣｌＴ１ＤＴＩＫＥＳＴＣＴＳＳ［ＡＴＡＯＢＡＣ缆由于具备现场数字通信能力．而通过上位机（手操器）因或可图２ＡＲＨＴ数据格式远程设定、修改变送器的零点、量程、位以及完成自诊断功能单ＨＲ５０以前版本的设备一般采用 “ 结构 ” 单一的现场ＡＴ．短，等．大大方便了变送器的组态和维护。数字通信延伸到现场级仪～０Ａ电流信号进行测量时，从设备的地址表．给控制系统体系结构带来了一次革命。Ｒｓｍｏｎ公司考虑设备如果只利用４２ｍｅｅｕｔ；对从～５这到４２ｍ０Ａ信号制的模拟设备还在大量使用中，不可能一蹴而都是０否则。于多设备而言。设备的地址是从１１，种格就地改为全数字信号的现场设备。于是在２０世纪８０年代中期式的从设备地址具有独一无二性。如同每个网卡中物理地址一

基于HART协议的智能压力变送器的设计与实现

2010年　第2期仪表技术与传感器I nstrument Technique and Sens or 2010　No 12　收稿日期:2009-08-20　收修改稿日期:2009-09-03基于HART 协议的智能压力变送器的设计与实现孔祥伟,周杏鹏(东南大学自动化学院,江苏南京　210096) 摘要:在传统压力变送器的基础上,研制了一种基于HART 协议的两线制智能压力变送器。

该压力变送器以低功耗16位嵌入式微处理器MSP430F435为核心,使用硅压阻式压力传感器。

传感器输出微小电压信号经放大调理后送入微处理器内部12位A /D 的测量,HART 协议通信模块由A5191HRT 型HART 调制解调器与AD421电流环数模转换器构成。

整个设计选用低功耗外围扩展器件,最大限度地降低整机功耗。

关键词:HART 协议;压力变送器;智能化;MSP430F435中图分类号:TP216 文献标识码:B 文章编号:1002-1841(2009)00-0015-03D esi gn and I m plem en t a ti on of I n telli gen t PressureTran s m itter Ba sed on HART ProtocolK ONG Xiang 2wei,ZHOU Xing 2peng(School of Auto ma ti on,Southea st Un i versity,Nan ji n g 210096,Ch i n a)Abstract:On the basis of the traditi onal p ressure trans m itter,a t w o 2wire intelligent trans m itter which was based on the HART p r ot ocol and t ook MSP430F435as the central contr oller was designed .The tiny voltage signal out putted by the silicon 2p iezoresistive transducer was a mp lified and then measured by the MSP430F435internal 122bit A /D converter .HART communicati on module was composed of A5191HRT and AD421.Low 2power external devices were chosen t o m ini m ize the power consu mp ti on of the whole sys 2te m.Key words:HART p r ot ocol;p ressure trans m itter;intelligent;M SP430F4350　引言传统的压力变送器仅提供模拟信号4～20mA 电流环输出。

智能变送器的结构及工作原理

智能变送器的结构及工作原理由于智能变送器还没有统一的标准，所以人们所说的智能变送器是指信号制式是模拟、数字兼容的，且模拟信号与数字信号共用一条通道，并用HART协议通信的变送器，常见的有HART智能温度变送器、智能压力变送器和智能差压变送器等。

智能变送器与全数字化的总线变送器相比，是有很大差别的。

各智能变送器厂商大多采用自行定制的专用集成电路，因此物理结构上的差别也是很大的，云南昌晖仪表制造有限公司在此用智能变送器基本结构的原理框图作介绍，如图所示：智能变送器基本结构原理图这样的智能变送器虽然使用了微处理器，且有数字信号，但它仍要与过程控制中的模拟信号(4-20mA)兼容，并作为主要信号，因此在硬件使用中只能采用低功耗器件，并采用通用的集成电路设计，数字电路间的连接一般采用串行接口，以减少连线及降低功耗。

智能变送器使用了微处理器，对被测的过程数据进行计算及操作，由于整台变送器由硬件和软件构成，与常规变送器相比是大不同了。

为便于理解，可把智能变送器的逻辑结构看成是由两台仪表组成，一台是数字仪表，另一台是模拟仪表。

如下图所示。

图中数字仪表由模拟信号调理和数字信号处理两部分组成；而模拟仪表则是数字仪表的模拟形式表现。

按运算关系来看，则有三部分运算电路，而且每一部分都是可以单独进行测量和调试的。

分述如下。

智能变送器逻辑结构图首先看数字仪表的输入部分，在微处理器进行运算前，先要进行A/D转换，把传感元件的测量模拟值转换为数字值。

微处理器是依据相应的方程式及数据表、传递函数来进行计算，这过程就是模拟信号调理，又称为传感元件调整；这时的输出是被测过程变量的数字表示，也就是手操通信器上读得的数字值PV。

这个数字值只与传感元件的极限范围有关，而与所设定的量程及输出电流没有关系。

数字仪表的变换部分是把被测参数的数字值变成等效的直流电流，是依据仪表的零点和满量程值和有关函数来进行计算，计算结果就是仪表输出的数字表示。

基于HART协议的智能型压力变送器的设计

基于HART协议的智能型压力变送器的设计作者：曹伟顾丽来源：《中国新技术新产品》2010年第14期摘要:本文介绍了基于HART协议的以微处理器MSP430为核心的智能压力变送器的设计。

该智能压力变送器可用于现场压力实时监测,具有温度和非线性补偿功能,且实现了模拟信号和数字信号兼容通信。

关键词:HART协议;智能压力变送器;低功耗;数字通信1引言压力变送器作为工业过程检测和控制的基础仪器使用广泛,其发展总趋势是数字化、智能化、高精度、高适应性和高安全性。

目前数字智能式变送器正在主导压力变送器的发展方向,然而由于模拟现场仪表的大量使用,受原投资保值的限制,从传统的压力变送器到全数字智能压力变送器的更新还需要很长一段时间[1]。

为解决这一问题,本设计将引进HART协议,在不改变原有设施的基础上,实现模拟信号和数字信号兼容通信。

2HART协议的简介HART(Highway Addressable Remote Transducer)协议即可寻址远程传感器高速通道开放通信协议,是美国Rosement公司于1985年推出的一种用于现场智能仪表和控制室设备之间的通信协议。

HART协议采用半双工通讯,参考“ISO/OSI”的模型标准,简化并应用其中三层即:物理层,数据链路层和应用层,它能在现有模拟信号传输线上实现数字信号通信,实现模拟信号和数字信号兼容[2]。

第一层:物理层。

这层规定了信号的传输方法和传输介质。

HART协议采用BELL202标准的频移键控技术 FSK,即在4～20mA模拟信号上叠加幅度为0.5mA的正弦调制波,数字信号的传送波特率设定为 1200bps,1200Hz代表逻辑“1”,2200Hz代表逻辑“0”。

由于FSK信号的平均值为0,所以数字通信信号不会干扰4~20mA的模拟信号,保证了与现有模拟系统的兼容性。

HART信号叠加原理如图 1所示。

通信介质的选择以传输距离长短而定。

通常采用双绞同轴电缆作为传输介质时,最大传输距离可达到1.5Km。

基于HART协议的智能压力变送器的开发

基于HART协议的智能压力变送器的开发智能压力变送器是现代工业自动化领域中广泛使用的一种设备，它能够精确地测量和传输压力信号。

基于HART（Highway Addressable Remote Transducer）协议的智能压力变送器在传感器技术和通信技术方面进行了创新，具有更高的可靠性和智能化水平。

一、HART协议简介HART协议是一种双通道的数字通信协议，广泛应用于工业自动化控制系统中。

它采用了4~20mA模拟信号和数字信号双重传输方式，既可以传输模拟信号，又可以通过数字信号传输设备状态、配置信息等。

HART协议的双通道设计使得传感器和控制系统可以在接收模拟信号的同时，通过数字通信通道实现设备状态监测、配置参数调整、故障诊断等功能。

这一特性使得基于HART协议的压力变送器具备了更高的智能水平和可编程性。

二、智能压力变送器开发的关键技术1. 传感器技术改进智能压力变送器首先需要具备高精度、高稳定性的压力传感器。

现代压力传感器采用MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems）微机电系统技术，能够在微米级别上进行高精度测量。

同时，通过使用新型材料和结构设计，可以有效降低温度、湿度等环境因素对传感器性能的影响。

2. 信号处理和通信技术基于HART协议的智能压力变送器需要具备信号处理和通信功能。

信号处理模块负责对传感器输出信号进行放大、滤波、线性化等处理，使得输出信号更加稳定和准确。

通信模块使用HART协议进行数据传输，可以与控制系统进行双向通信。

通过与控制系统建立通信连接，智能压力变送器可以传输数据、接收命令，并实现在线校准、参数配置、远程故障诊断等功能。

三、基于HART协议的智能压力变送器的优势1. 提高工作效率智能压力变送器基于HART协议进行通信，可以将设备状态、故障信息等实时传输给控制系统。

控制系统可以根据这些信息进行及时响应和处理，提高生产效率和工作安全性。

基于单片机控制的智能温度变送器的设计与实现

维普资讯
基于单片机控制的智能温度变送器的
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设计与实现
吕平
（湘潭钢铁公司，湖南湘潭４ｌ１ｌ０）ｌ
［摘要］介绍了一种通过信号放大电、ＡＤ和单片机相结合的智能温度变送器的设计方法，出了硬件设计路／给
Ａ／Ｄ转换必须外接ＡＤ转换电路，考虑到外围电路／
扫描的串行共阴极显示驱动器，它既可以驱动ＬＤ，又可自动扫描按键，该器件通过ｌＥｚＣ总线兼容
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基于HART协议的智能压力变送器的设计

基于HART协议的智能压力变送器的设计一、引言随着工业化进程的加速，工业自动化逐渐成为工业生产力的关键之一。

在工业自动化中，智能传感器作为智能化的重要组成部分，被广泛应用于压力测量、温度测量、流量测量、液位测量等领域。

而基于HART协议的智能压力变送器也是其中的重要一员。

本文将主要介绍基于HART协议的智能压力变送器的设计。

二、HART协议简介HART协议是一种数字通信协议，其全称为“高级自动化和远程控制技术(Highway Addressable Remote Transducer)”。

它是基于4-20mA模拟信号的主从式通讯协议，可实现仪表与上位机、控制系统之间的通讯。

HART协议除了传统的4-20mA信号外，还在这个信号上增加了数字信息，实现了模拟和数字信号的双向传输，从而兼容了现有的4-20mA模拟信号系统。

因此，HART协议被广泛应用于制造业、化工、石油、天然气、电力和给排水等工业领域。

三、智能压力变送器的设计1. 系统架构智能压力变送器系统主要由传感器、信号处理单元、通讯电路、电源、外壳等组成。

其中，传感器用于测量压力信号，信号处理单元将检测到的压力信号进行放大、线性化、校准等处理后，将处理结果通过HART通讯电路传输至上位机或控制系统，以实现数据采集、控制和监视等功能，同时通过外壳起到防护作用。

2. 硬件设计（1）传感器设计智能压力变送器的传感器一般采用金属箔应变式传感器。

在设计过程中，要考虑其灵敏度、线性、稳定性和动态特性等因素。

（2）信号处理单元设计智能压力变送器的信号处理单元主要包括前置放大、线性化、校准等模块。

前置放大模块主要用于将传感器输出的微弱信号放大到一定程度，以便后续模块的处理，同时还能过滤高频干扰信号。

线性化模块主要用于将非线性的传感器输出信号进行线性化，保证采集数据的准确性。

校准模块主要用于校准传感器，提高系统的可靠性。

（3）通讯电路设计通讯电路主要负责将处理后的信号通过HART协议传输至上位机或控制系统，其中，HART通讯电路是智能压力变送器的关键部分。