專利名稱：過程控制變送器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶有一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器的過程控制變送器，該模數(shù)轉(zhuǎn)換器可以提供一個傳感器輸入信號的數(shù)字表示。更具體地說，本發(fā)明涉及帶有一個能產(chǎn)生一種傳感器信號的傳感器的過程控制變送器，該傳感器信號對應(yīng)于被轉(zhuǎn)換成傳感器信號的數(shù)字表示的感應(yīng)參數(shù)，傳感器信號表示被感應(yīng)的參數(shù)。
在過程控制工業(yè)中，變送器一般是通過兩股線與一個控制器連接，且變送器和控制器均通過這兩股線獲得電力。一個變送器從一個控制器獲得指令并發(fā)射表示被感應(yīng)物理參數(shù)的輸出信號返給控制器。通常辦法是使用一個電流環(huán)路，利用環(huán)路中在4-20mA幅度內(nèi)的變化的電流來表示感應(yīng)參數(shù)。
本變送器包括一個用來感應(yīng)一個與某一過程相關(guān)的參數(shù)的傳感器。該傳感器輸出一個模擬信號，以表示由控制過程的特性所決定的各種變量中的一個。這些變量有壓力、溫度、流量、pH值、渾濁度和氣體稠密度等。有些變量有一個非常大的動態(tài)范圍，比如對應(yīng)于流速的傳感器輸出信號的振幅的最大值和最小值就相差10,000倍。
變送器中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬傳感器信號轉(zhuǎn)換成被感應(yīng)的物理參數(shù)的一種數(shù)字表示，用于變送器內(nèi)的后續(xù)分析或向遠(yuǎn)距離地點發(fā)送。一個微處理器一般是補(bǔ)償被感應(yīng)并被數(shù)字化的信號，變送器內(nèi)的輸出電路通過雙線環(huán)路向遠(yuǎn)距離地點發(fā)射代表被補(bǔ)償過的物理參數(shù)的輸出。物理參數(shù)每秒一般只被變換幾次，這由要控制的過程的特性來決定，而模數(shù)轉(zhuǎn)換器一般則要具有16比特分辨率和對噪音的低敏感度。
電量平衡轉(zhuǎn)換器用于變送器中以提供模數(shù)轉(zhuǎn)換。美圍專利“帶電平衡反饋測量電路”(專利號5,083,091，1992年1月21日授權(quán)給Frick等人)中描述了一個這樣的變送器。這種變送器中的傳感器提供一個根據(jù)過程變量而變化的阻抗。
該阻抗的輸出被帶電平衡轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成阻抗的數(shù)字表示。這個數(shù)字表示可以超過一個將感應(yīng)電路與其它變送器電路分隔開的隔離阻擋層而被發(fā)射出去。電量平衡轉(zhuǎn)換器是一種Sigma-delta(∑Δ)轉(zhuǎn)換器，這種轉(zhuǎn)換器的輸出是1比特寬的串行比特流。這種1比特寬的二進(jìn)制信號含有所有對傳感器阻抗輸出信號的振幅和頻率進(jìn)行數(shù)字化表示所必需的信息。輸出的串行格式非常適于越過隔離阻擋層發(fā)射。∑Δ轉(zhuǎn)換器還提供低噪音敏感性、高分辨率的輸出。
本發(fā)明的內(nèi)容概述本發(fā)明提供了一種將一個以上的信號多路傳輸給用于過程控制系統(tǒng)中的變送器內(nèi)的一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器的技術(shù)。這些信號可以是過程變量傳感器、基準(zhǔn)傳感器或其它用于補(bǔ)償?shù)膫鞲衅鞯妮敵?，通常地，這些信號可用來代表被感應(yīng)的參數(shù)。變送器包括連接一過程控制環(huán)路的輸入/輸出電路。
一個第一傳感器具有一個根據(jù)諸如過程的過程變量等被感應(yīng)參數(shù)進(jìn)行變化的第一阻抗。一個第二傳感器具有根據(jù)另一個被感應(yīng)參數(shù)進(jìn)行變化的第二阻抗。一個第一激勵信號被提供給第一傳感器，一個第二激勵信號被提供給第二傳感器。第一和第二傳感器的輸出對應(yīng)于第一、第二激勵信號和感應(yīng)參數(shù)。一個求和結(jié)點將來自第一、第二傳感器的輸出累加。一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器將累加后的信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式。數(shù)字信號處理電路從模數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)字輸出中抽取感應(yīng)參數(shù)。數(shù)字信號處理電路提供一個取決于被感應(yīng)參數(shù)的輸出給通過過程控制環(huán)路進(jìn)行發(fā)送的輸入/輸出電路。
附圖的簡要說明

圖1為本發(fā)明的一實施例中變送器的簡化方框圖。
圖2為圖1所示的變送器的較詳細(xì)的方框圖，圖中顯示了實施例中的信號轉(zhuǎn)換電路。
圖3為標(biāo)示兩個電容傳感器的輸出的矢量圖。
圖4為本發(fā)明的另一實施例的簡化原理圖。
圖5A為用于本發(fā)明的變形正弦波的振幅—時間坐標(biāo)圖。
圖5B為圖5A中的正弦波相位移90°后的振幅—時間坐標(biāo)圖。
最佳實施例的詳細(xì)描述圖1為本發(fā)明的一個實施例中在連結(jié)端子14處連接有過程控制環(huán)路12的變送器10的簡化框圖。變送器10包括有測量電路16和傳感器電路18。測量電路16連接雙線環(huán)路12并被用來在環(huán)路12上發(fā)射和接收信息。測量電路16還包括向變送器10提供產(chǎn)生于流過環(huán)路12的環(huán)路電流I的一個電力供應(yīng)輸出的電路。在一個具體裝置中，測量電路16和傳感器電路18被分隔地設(shè)置于變送器10內(nèi)不同區(qū)域并由隔離器20進(jìn)行了電隔離。隔離器20是一個電接地傳感器所必需的一種隔離。傳感器電路18包括一個傳感器22(圖中為阻抗)，傳感器22對應(yīng)于被感應(yīng)參數(shù)產(chǎn)生多個可變阻抗。本實施例中，感應(yīng)參數(shù)包括反映一個過程的過程變量(如溫度、壓強(qiáng)、壓差、流量、應(yīng)變、pH值等)、參考電平和補(bǔ)償變量(如用來補(bǔ)償其它被感應(yīng)變量的傳感器溫度)。激勵信號由激勵輸入電路24通過電連接26提供給阻抗22。其它激勵信號可包括光信號、機(jī)械信號和磁信號等。阻抗22響應(yīng)于來自激勵輸入24的激勵輸入信號而在輸出27上產(chǎn)生輸出信號。輸出信號根據(jù)被感應(yīng)的參數(shù)而發(fā)生變化。
本發(fā)明中，阻抗元件22包括一個或多個與來自激勵輸入24的不同激勵信號相耦合的獨立可變阻抗。每個阻抗都向轉(zhuǎn)換電路28提供一個輸出信號，轉(zhuǎn)換電路28則將這些信號結(jié)合并進(jìn)行數(shù)字化形成一單股數(shù)字輸出流。轉(zhuǎn)換電路28在輸出線30上向?qū)⑥D(zhuǎn)換電路28電隔離的隔離器20提供一個輸出。隔離器20在感應(yīng)參數(shù)的測量中可以減小接地回路噪音并在線32上提供個被隔離的輸出給測量電路16。測量電路16發(fā)射在環(huán)路12上接收的來自轉(zhuǎn)換電路28的數(shù)字化后的信號表示。在一個具體實施例，這種表示是一個模擬電流電平或一個數(shù)字信號。在一個最佳實施例中，測量電路接收這個數(shù)字信號并恢復(fù)阻抗元件22中的各獨立阻抗分別所產(chǎn)生的信號。線26、27、30和32可以由任何合適的傳輸介質(zhì)構(gòu)成，其中包括電導(dǎo)體、光纜線、壓力通道或其它聯(lián)接方式。
圖2是通過雙線過程控制環(huán)路12連接到控制室電路36上的變送器10的更為詳細(xì)的方框圖?？刂剖译娐?6被?；癁橐粋€電阻36A和電壓源36B。電流I2從環(huán)路12流過變送器10。
在圖2所示的實施例中，傳感器22包括電容壓力傳感器40H和40L，兩傳感器各具有分別對應(yīng)于壓力PH和PL的電容CH和CL。例如，電容CH和CL可以表示一個過程的感應(yīng)壓力。電容器40L通過輸入線26接收來自輸入電路24的激勵輸入信號S1。電容器40H通過輸入線26接收來自輸入電路24的激勵輸入信號S2。電容器40H和40L各自在輸出線42H和42L上分別產(chǎn)生輸出信號OH和OL。輸出線42H和42L在通過線27與轉(zhuǎn)換電路28相連的求和結(jié)點44處連接在一起。
轉(zhuǎn)換電路28包括高阻抗輸入放大器46。在一個具體實施例中，放大器46由一個運算放大器48組成，放大器48可通過電容器50從一個輸出端子向一個反相輸入端子形成負(fù)反饋。放大器48的非反相輸入連接機(jī)殼或電接地52。運算放大器48的反相輸入通過線27連接求和結(jié)點44。放大器46的輸出被提供給根據(jù)眾所周知的∑Δ轉(zhuǎn)換技術(shù)運行的∑Δ轉(zhuǎn)換電路54?？窃?988年12月出版的《固態(tài)電路電子和電氣公司協(xié)會學(xué)報》第6卷第23冊第1298-1308頁上，題目為《∑Δ調(diào)制模數(shù)轉(zhuǎn)換器設(shè)計》一文中就描述了∑Δ轉(zhuǎn)換的設(shè)計方案?！痞まD(zhuǎn)換電路54可以被制成具有相當(dāng)高的抽樣率和分辨率，以適于某種特殊傳感器即用作覆蓋傳感器輸出動態(tài)范圍的傳感器22?！痞まD(zhuǎn)換電路54提供一比特寬的位流到線30上。這個數(shù)字輸出包括對放大器46提供的輸入信號的振幅、頻率和相位進(jìn)行數(shù)字化顯示所必需的全部信息。
來自激勵輸入電路24的激勵信號S1和S2可以利用任何適當(dāng)?shù)募夹g(shù)產(chǎn)生。在圖示的實施例中，信號S1和S2是由數(shù)字信號發(fā)生器60產(chǎn)生的，該發(fā)生器60向數(shù)模轉(zhuǎn)換器62提供數(shù)字信號輸出D1和D2。數(shù)模轉(zhuǎn)換器62相應(yīng)地產(chǎn)生模擬信號S1和S2。發(fā)生器60被與轉(zhuǎn)換電路54相連并向該電路提供時鐘信號。一種最佳實施方式是，信號S1和S2是頻率在約10Hz到約100Hz之間、相位差為90°的正弦信號。在一個具體實施例中信號發(fā)生器60的輸出被調(diào)整用以補(bǔ)償電容器40H和40L的生產(chǎn)過程中的偏差，例如可以對信號的相位、頻率、波形和振幅加以調(diào)整。信號發(fā)生器60接收通過隔離器20的時鐘信號和通信信號。時鐘信號還被電源61利用以產(chǎn)生一個向電路18提供電源的被隔離的供應(yīng)電壓VS1。
測量電路16包括一個微處理器/數(shù)字信號處理器70，處理器70接收通過隔離器20A和十進(jìn)制濾波器72的來自∑Δ轉(zhuǎn)換電路54的輸出。在一個具體實施例中，數(shù)據(jù)總線73傳送的濾波器72的輸出的寬度為16-24比特，并具有24比特的分辨率。十進(jìn)制濾波器72將具有較低數(shù)據(jù)流速數(shù)字的線32上的單比特寬數(shù)據(jù)流重新格式化成為1字節(jié)寬的數(shù)據(jù)流而為微處理器70所用。微處理器/數(shù)字信號處理電路70還接收輸入電路24的輸入，電路24提供對應(yīng)于激勵信號S1和S2的基準(zhǔn)信號。微處理器70處理數(shù)字化信號并從每個獨立電容器40H和40L所產(chǎn)生的信號中來抽取信號。一般地，這兩個不同的信號用指示激勵信號D1和D2的相位、頻率和振幅的信息來抽取。微處理器70計算被電容器40H感應(yīng)的絕對壓力、電容器40L感應(yīng)的絕對壓力和壓差。微處理器70通過數(shù)據(jù)總線76提供此信息給輸入/輸出電路74。輸入/輸出電路74通過端子14連接過程控制環(huán)路12并接收環(huán)路電流IL。I/O電路74通過電流IL來產(chǎn)生用于供應(yīng)變送器10內(nèi)的線路16的電能的電源電壓VS。I/O電路74通過環(huán)路12發(fā)射對應(yīng)于感應(yīng)壓力的信息給控制室36。這種信息的發(fā)射可以通過數(shù)字發(fā)射技術(shù)或任何合適的發(fā)射技術(shù)對電流IL進(jìn)行控制而實現(xiàn)。
圖3是信號OH、OL和OH+OL的矢量圖。圖3中顯示了求和結(jié)點44處的模擬求和器產(chǎn)生的OH+OL的合成信號。獨立信號OH和OL可以通過分別在相位+45°和-45°處所確定的振幅來恢復(fù)。這樣可以確定由容器4OH和4OL所感應(yīng)的壓強(qiáng)PH和PL。為了以最大精確度和分辨率確定PH-PL值，可以在時域內(nèi)測量合成信號OH+OL的相位移θR。
圖2中所示的技術(shù)可用于越過變送器內(nèi)一個獨立隔離器來發(fā)射大量不同的信道的信息。例如，一個變送器的傳感器電路可以測量任何感應(yīng)參數(shù)，諸如壓差、絕對壓力、溫度變化、絕對溫度和傳感器溫度等。附加參數(shù)被用來補(bǔ)償壓差讀數(shù)和絕對壓力讀數(shù)。本發(fā)明中，電容傳感器可被所有的信息信道使用并用不同的頻率、相位、振幅或波形的信號激勵。這些電容傳感器的輸出在模擬域內(nèi)被累加求和并由一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器將它們數(shù)字化。然后該數(shù)字信號越過隔離器被發(fā)射給測量電路，測量電路中，獨立信號是通過數(shù)字信號處理而被識別的。這些信號在被通過過程控制環(huán)路發(fā)射出去之前而先被補(bǔ)償并用于計算中。數(shù)字信號處理過程計算每一個頻率成分的振幅和相位。例如，數(shù)字濾波器可以用來分離信號。輸出可以被進(jìn)一步處理以測量振幅和相位。一個由快速傅里葉變換FFT實現(xiàn)的離散型傅里葉DFT可以被用米提供某種信號的頻譜，檢測該信號就能確定所需頻率的獨立信號的量值。在具體實施例中，盡管模擬濾波器可能具有有限的分辨率，它們還是被用來恢復(fù)各獨立的信號。
在具體實施例中，激勵信號是對應(yīng)于一個系統(tǒng)時鐘的頻率能產(chǎn)生的不同頻率的激勵信號。數(shù)字信號處理電路使用時鐘信號作為一個基準(zhǔn)以識別響應(yīng)不同的激勵信號而產(chǎn)生的信號。不同的實施例中可以使用具有不同相位、振幅的激勵信號。
圖4是另一個實施例中傳感器電路150的簡化電路圖。傳感器電路150包括電容傳感器152、154、156、158和160。電容傳感器152測量壓力P1，電容傳感器154測量壓力P2，傳感器156和158的結(jié)合測量P1-P2的壓力值。電容傳感器180提供一個用于校正系統(tǒng)和測量系統(tǒng)誤差的校準(zhǔn)電容?？勺冸娮?62和164對應(yīng)于溫度T1和T2而變化，并連接運算放大器166的非反相輸入。放大器166連接有負(fù)反饋并提供一個緩沖。放大器166的輸出連接在電容器168上?？勺冏杩?52到164分別與提供激勵信號e1、e2、e3、e4、e5和e6的信號源172、174、176、178、180和182連接。圖4還顯示了鄰接于每個信號發(fā)生器172到182的信號e1～e6的波形。信號e1的頻率為f1，相位移是0°；信號e2、e3的頻率也都是f1，在相位上分別移動了180°和90°；信號e4的頻率為f2，如本例所示，f2的數(shù)值相當(dāng)于1/2 f1，信號e5和e6的頻率都是f3數(shù)值相當(dāng)于2 f1，信號e6相對于e5的相位移為180°。在實際實施中，如果激勵信號相隔180°，信號處理電路將不能隔離各單獨的激勵信號。
電容器152到160和電容器168的輸出連接在放大器184反相輸入的求和結(jié)點170。在圖中，放大器184表現(xiàn)為運算放大器186，具有通過一個積分電容器188的負(fù)反饋，依據(jù)公式如下

上式中en是來自信號源172到182的激勵信號；Cn是電容器152到160和電容器168的電容值；CI是電容器188的電容值。
放大器184向表示電容器152到160的輸出與電容器168的輸出的累加和的模數(shù)轉(zhuǎn)換器190提供一個輸出。
溫度被對應(yīng)于溫度T1和T2而改變阻值的電阻162和164所感應(yīng)。在一個混合運算中，電阻112和164有選擇性權(quán)重信號e5和e6并通過放大器166向電容器168提供混合信號。數(shù)字信號處理電路(未在圖4中顯示)識別電容器152到160和168的輸出并確定壓力P1、P2、P1-P2，基準(zhǔn)電容CR和溫差T1-T2，所有這些都反映了感應(yīng)參數(shù)。在一個具體實施例中，反映基準(zhǔn)電容的感應(yīng)參數(shù)CR被用來補(bǔ)償和確定其它測量中的誤差。
雖然圖4顯示的是積分倍頻正弦波，其它非正弦信號也可以適用，非積分倍頻信號、隨機(jī)的或偽隨機(jī)的信號、有限頻帶或任何所需的組合信號均可被采用。非正弦信號可用來產(chǎn)生線性、非線性或?qū)?shù)相位輸出。激勵信號的振幅、頻率或相位可以被控制為感應(yīng)參數(shù)的函數(shù)以產(chǎn)生所期望的傳輸功能。寬帶確定性或隨機(jī)激勵信號可被用來增加對窄頻信號干擾的抗擾性。例如，偽隨機(jī)序列可用作激勵信號，這可以是一個碼分多址系統(tǒng)，就和應(yīng)用在多用戶傳播系統(tǒng)(CDMA)中的相似。
確定感應(yīng)參數(shù)可以運用任何合適的信號處理技術(shù)，例如，伴隨著相位變化的瞬時頻移就可以用來探測壓力的變化。整個變化過程適應(yīng)如下公式



上述等式中。fex是激勵信號的頻率，fout是一個電容傳感器的輸出，K是常量，Q是相位移，C是將K·θ轉(zhuǎn)化為壓力變化值的常系數(shù)。
正弦信號的變形也可被用作激勵信號，并被用來優(yōu)化傳感器電路的靈敏度。例如在圖5A中顯示了一個變形正弦信號，圖5B顯示了圖5A中所示信號相位移90°后的正弦信號。圖5A、5B中所示的變形正弦波在ΔP＝0左右的條件下(如CH＝CL)能夠增加測量電路的靈敏度。也可以調(diào)整波形，這樣輸出信號中有一個對數(shù)關(guān)系，而模數(shù)轉(zhuǎn)換器不需要那么大的動態(tài)范圍。
還可以在測量中使用基準(zhǔn)波形。在本實施例中，CH和CL由在相位上移動了180°的激勵信號驅(qū)動，一個基準(zhǔn)電容由相對于任何一個驅(qū)動CH和CL的波形均相位移動了90°的波形驅(qū)動。最后的輸出振幅可由下式?jīng)Q定

式中，CH和CL是高、低壓傳感器的電容值，CR是一個基準(zhǔn)電容值。在另一個實施例中，每一循環(huán)路中要測量兩次相位，使噪音減小為原噪音的l/f并減少零交叉探測中的零點漂移誤差。零點漂移誤差會給兩個信號分別增加或減少相同量的相位移，從而使兩信號相互抵消。
在本發(fā)明克服了以往工藝中存在的一系列問題。例如，一項在先技術(shù)使用時分多路傳輸，這會增加噪音混淆的可能性，并限制轉(zhuǎn)換電路調(diào)整其分辨率與響應(yīng)時間相互關(guān)系的能力。使用多個模數(shù)轉(zhuǎn)換器會增加電力消耗。更進(jìn)一步，這些轉(zhuǎn)換器會以不可預(yù)料的方式相互干擾，且使傳感器電路的隔離更加復(fù)雜化。另外，使用兩個轉(zhuǎn)換器測量一個差分信號會使誤差加倍。本發(fā)明通過利用模數(shù)轉(zhuǎn)換器的大部分可變頻寬而使用了一種低電耗技術(shù)，特別是∑Δ轉(zhuǎn)換器的使用更突出此優(yōu)點，在不同元件之間的相互干擾被減少而且增加了可預(yù)見性?；煜龑⑹芟拗?，因為所有的感應(yīng)參數(shù)可以在一個∑Δ轉(zhuǎn)換器的高發(fā)送頻率下受到監(jiān)控，而且在微處理器抽取傳感器輸出之前可以安裝使用抗混淆數(shù)字濾波器。
此外提出的特定操作的變化亦被考慮在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。例如，任何或所有的功能象信號產(chǎn)生、越過隔離器發(fā)射、濾波、信號處理、補(bǔ)償、發(fā)射等等，均可以在模擬或數(shù)字電路中被實現(xiàn)。這些技術(shù)宜于減少測量中的噪音，即使只是測量單一感應(yīng)參數(shù)。還有，針對各種特性的相適宜的裝置也在本發(fā)明之內(nèi)。激勵信號可以由其它不是本文所介紹的技術(shù)產(chǎn)生。將各阻抗元件的輸出相加求和的特定技術(shù)可以改動，可以采用不同類型的濾波器或不同類型的數(shù)模轉(zhuǎn)換器或模數(shù)轉(zhuǎn)換器。可以采用任何合適的阻抗和任何數(shù)量的元件，這些元件均具有響應(yīng)可能被采用的感應(yīng)參數(shù)的阻抗?？梢赃m用其它探測和識別獨立傳感器輸出的技術(shù)，以及其它同步技術(shù)或發(fā)電技術(shù)。也可以采用象模糊邏輯、中樞網(wǎng)絡(luò)等的信號處理技術(shù)。亦可利用其它諸如鎖定放大器技術(shù)等在數(shù)字或模擬技術(shù)中均可實現(xiàn)的信號處理技術(shù)。鎖定放大器適宜利用一個基準(zhǔn)信號將一個信號從其它信號中識別并隔離開來。
盡管本發(fā)明中描述了一些最佳實施例，本領(lǐng)域中的熟練工人將會意識到所做的各種形式及細(xì)節(jié)上的修改都不脫離本發(fā)明的范圍及實質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種過程控制系統(tǒng)中的變送器，其特征在于它包括用于與過程控制環(huán)路相連合的輸入/輸出電路；具有隨第一感應(yīng)參數(shù)而變化的第一阻抗的一個第一傳感器；具有隨第二感應(yīng)參數(shù)而變化的第二阻抗的一個第二傳感器；與第一傳感器相耦合的第一激勵交流信號；與第二傳感器相耦合的第二激勵交流信號；與結(jié)合了第一、二傳感器的交流輸出的第一、第二傳感器的輸出相耦合的一個求和結(jié)點；與用于提供代表第一和第二傳感器的求和AC輸出的數(shù)字輸出的求和節(jié)點相連的模數(shù)轉(zhuǎn)換器；與模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出相耦合的數(shù)字信號處理電路，該模數(shù)轉(zhuǎn)換器處理數(shù)字輸出并通過過程控制環(huán)路向輸入/輸出電路提供用于傳送的與第一和第二感應(yīng)參數(shù)相關(guān)的輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1或15所述的變送器，其特征在于所述第一傳感器包括一個電容器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變送器，其特征在于所述的第一、第二激勵信號彼此之間有相位移。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變送器，其特征在于所述的第一、第二激勵信號是具有不同頻率的信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變送器，其特征在于它包括有一個產(chǎn)生第一、第二激勵信號的數(shù)字信號發(fā)生器；一個與第一、第二傳感器相連，可將數(shù)字激勵信號轉(zhuǎn)換為第一、第二激勵信號的數(shù)模轉(zhuǎn)換器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變送器，其特征在于所說的第一激勵信號包括一種變形正弦波。
7.一種過程控制系統(tǒng)的變送器，其特征在于它包括與一個過程控制環(huán)路相連以通過環(huán)路發(fā)射信息，并從環(huán)路接收電力向變送器供電的輸入/輸出電路；一個具有響應(yīng)被感應(yīng)參數(shù)的阻抗的傳感器；一個可產(chǎn)生一個時間變化激勵信號的數(shù)字信號發(fā)生器；一個可將數(shù)字激勵信號轉(zhuǎn)換為一種與傳感器相耦合的模擬激勵信號以激勵傳感器產(chǎn)生傳感器輸出信號的數(shù)模轉(zhuǎn)換器；與傳感器輸出相耦合并相應(yīng)提供一個數(shù)字傳感器信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；為識別和測量傳感器輸出信號，并通過使用輸入/輸出電路的過程控制環(huán)路發(fā)射一個代表被感應(yīng)的參數(shù)的輸出，與數(shù)字信號發(fā)生器同步的數(shù)字信號處理電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的變送器，其特征在于它包括多個傳感器和產(chǎn)生于信號發(fā)生器的多個激勵信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的變送器，其特征在于所說的多個激勵信號是具有不同相位的信號。
10.一個過程控制系統(tǒng)中的變送器，其特征在于它包括具有響應(yīng)于多個被感應(yīng)的參數(shù)的多個可變阻抗的多個傳感器；適用于多個傳感器中的每一個、引出多個傳感器輸出信號的，產(chǎn)生于信號發(fā)生電路、彼此具有不同波形的多個激勵信號；一個對應(yīng)于多個傳感器輸出信號之和的被求和信號；與被求和信號耦合、具有一個對應(yīng)被感應(yīng)參數(shù)的輸出的信號處理電路；與過程控制環(huán)路和信號處理電路相連、可通過過程控制環(huán)路發(fā)射與被感應(yīng)參數(shù)相關(guān)的輸出的輸出電路。
全文摘要
一過程控制系統(tǒng)中的變送器包括用于連接一過程控制環(huán)路(12)的輸入/輸出電路(74),具有第一阻抗的第一傳感器感應(yīng)第一感應(yīng)參數(shù),具有第二阻抗的第二傳感器感應(yīng)第二感應(yīng)參數(shù),第一和第二激發(fā)信號(S
文檔編號G08C19/02GK1196811SQ9619709
公開日1998年10月21日 申請日期1996年9月13日 優(yōu)先權(quán)日1995年9月29日
發(fā)明者羅格·L·弗里克, 約翰·P·斯庫特, 艾哈邁德·H·陶菲克 申請人:羅斯蒙德公司