[实用新型]一种4‑20mA两线制无源电流环路测量仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种4mA-20mA两线制无源电流环路测量仪，具体来说，是涉及一种串联接入各种4mA-20mA电流环路中对环路电流进行测量，可显示环路电流值以及环路电流值所代表的被测物理量值的仪表。

背景技术

在工业现场，因4mA-20mA电流环测量方式能够方便及时地显示出电流环路中的电流大小，以及反映出环路电流所代表的被测物理量值，因此其至今依旧被广泛应用在工业现场的各种场合中。

4mA-20mA电流环测量方式的一种比较简单的实施做法是，将通用电流表串接于被测的电流环路中直接测试读取环路电流值，以及根据需要进一步依据环路电流值来换算出其所要代表的相关物理量值。但是，从实际实施中可以发现，通用电流表不便于长期连接于电流环路中，也不能直接显示出换算好的对应物理量值，而且在有些关键生产流程的电流环路应用中，因为生产流程的中断是不允许的，因此不能随意切断电路环流的限制极大制约了电流表的应用。另外，这种环路电流的在线串联测试需要额外设置供电电源，在应用与维护方面十分不便。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种4-20mA两线制无源电流环路测量仪，其不仅可显示出环路电流值，还可通过转换设置将环路电流值所代表的物理量值显示出，并且其在工作时不需要额外供电电源，可长期连接于电流环路中使用，实用性强。

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种4-20mA两线制无源电流环路测量仪，其特征在于：它包括接收4mA-20mA输入电流的两线制输入端子；两线制输入端子与采集待测电流环路电流信号的电流采样电路连接；电流采样电路分两路，一路经过将采集到的电流信号转换成电压信号的电流变换电路与执行模数转换的AD转换电路连接，而后AD转换电路通过IIC串行总线与单片机连接，另一路与从待测电流环路收集电流能量来变换为供给耗电电路正常工作所需电压的能量收集利用电路连接；能量收集利用电路为电流变换电路、AD转换电路和单片机提供电能。

本实用新型的优点是：

1、本实用新型在对待测的4mA-20mA电流环路的环路电流进行完测量后，不仅可显示出环路电流值，还可根据实际需要将环路电流值转换为其所代表的物理量值后显示出，即可直接显示出用户最终想要看到的检测对象，极大满足了用户的检测需求，实用性强。

2、本实用新型在工作时不需要为其额外提供供电电源，其凭借从要测量的电流环路自身所具有的电流能量中提取一部分，便可提供出用于驱动整个电路运行的电能，这种不需要额外增加供电电源的特点，为其在应用与维护方面带来了便利。

3、本实用新型在串联接入待测的4mA-20mA电流环路中使用时，其产生的回路直流压降不会超过1.7V，功耗小，运行稳定、可靠，不会对待测的4mA-20mA电流环路产生任何影响，可长期连接于电流环路中使用。

附图说明

图1是本实用新型的组成框图。

图2是本实用新型部分电路的电路原理图。

具体实施方式

本实用新型4-20mA两线制无源电流环路测量仪用于串接于待测电流环路中使用。如图1所示，本实用新型测量仪包括接收4mA-20mA之间的输入电流的两线制输入端子11；两线制输入端子11与采集待测电流环路电流信号的电流采样电路12连接；电流采样电路12分两路，一路经过将采集到的电流信号转换成电压信号的电流变换电路13与执行模数转换的AD转换电路14连接，而后AD转换电路14通过IIC串行总线与作为主控的低功耗单片机20连接，另一路与从待测电流环路收集电流能量来变换为供给耗电电路正常工作所需电压的能量收集利用电路15连接；能量收集利用电路15为电流变换电路13、AD转换电路14和单片机20提供电能。

在本实用新型中，电流采样电路12所采集的待测电流环路消耗的电流，即电流消耗值作为能量收集利用电路15的能量输入，然后经过能量收集利用电路15对输入的能量进行处理，生成用来驱动电流变换电路13、AD转换电路14和单片机20等耗电电路正常工作所需的电源电压，以实现不需要额外电源供电的无源工作模式，即从被测电流环路中获取电能来驱动整个电路工作。

如图1，本实用新型无源电流环路测量仪还可包括与单片机20连接、作为人机交互的按键输入电路16。按键输入电路16主要用于对单片机20内设置的环路电流值与相关物理量值之间的换算规则进行设定等。