DP-4017
晋江机场电子科技有限公司
5通道隔离数字量输入5通道继电器输出模块
图 1.4 电源和通讯线的连接
模块的电源和RS-485通讯线的连接示意图,如上图 1.4所示。
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2. DP-5502的RTD测温功能
2.1 RTD类型
很多过程控制、仪器应用以及其它的测量系统,都需要对温度进行测量,因此温度传感器的使用非常广泛。在工业现场,最常用的温度传感器是热电阻和热电偶。热电阻温度探测器(RTD)实际上是一根特殊的导体,它的电阻值随温度变化而变化。热电阻成本较低,线性良好,但在使用时需要施加外部激励,测温范围较热电偶小。目前应用得较多的热电阻材料铜、铂、镍以及镍铁合金等。
? 铂电阻
采用铂制成的RTD具有最佳的线性、可重复性和稳定性。工业铂电阻的测温的范围 -200~+850℃,铂电阻阻值与温度的关系可近似用下式表示: 在0~+850℃内,Rt=R0(1+At+Bt2)
在-200~0℃内,Rt=R0(1+At+Bt2+Ct3(t-100)) 式中R0、Rt――分别为铂电阻在0℃和t℃时的电阻值;
A、B、C――分别是三个常系数(A=3.9083×10-3/℃,B=-5.775×10-7/℃,C=-4.183×10-12/℃)。
铂电阻的允许误差为:A级为Δt=±(0.15+2×10-3t) B级为Δt=±(0.3+5×10-3t) ? 铜电阻
在一般的测量精度要求不高且温度较低的场合,普遍采用铜热电阻来测温,它的测量范围一般为-50~150℃。
铜电阻阻值和温度之间的关系可以近似用下式表示: Rt=R0(1+At+Bt2+Ct3 )
式中的系数:A=4.28899×10-3/℃,B=-2.133×10-7/℃,C=1.233×10-9/℃。 铜电阻的允许误差为:Δt=±(0.3+6×10-3t) ? 镍电阻
镍热电阻的基本误差是最大的。目前在国际上还没有公认的镍热电阻阻值与温度的分度表。镍热电阻阻值和温度之间的关系的一种表达式为:
Rt=R0(1+At+Bt2+Dt4+Ft6 )
式中的系数:A=5.485x10×10-3/℃,B=6.650×10-7/℃,D=2.805×10-11/℃,F=-2.000×10-17/℃。
Pt系列的热电阻一般采用Pt10、Pt100、Pt200、Pt500、Pt1000;Cu系列的热电阻通常采用Cu50、Cu100。DP-5502支持这些热电阻类型。用户在使用该模块时需根据所使用的热电阻类型使用上位机软件对模块进行配置。
2.2 RTD测温原理
DP-5502模块通过对RTD阻值的测量,然后从分度表查找出对应的温度值来实现对温度的测量。恒流源流过RTD产生与电阻成正比的电压,电压信号通过抗混跌滤波器以防止采样产品用户手册 Quanzhou Jinjiang Airport Electronic Intelligent Technology Co.,Ltd
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后频谱的混跌,ADC对滤波后的电压信号进行采样,然后传送给MCU,MCU通过计算将电阻值计算出来。RTD测量电路的基本结构如图 2.1所示。
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图 2.1 RTD测量电路
2.3 RTD接线方式
DP-5502具有5路RTD输入通道。每个通道支持对2-wire和3-wire热电阻的测量。2-wire热电阻其接线方式如图 2.2所示,将RTD的两根线连接到RTD0+和RTD0-上,然后将RTD0-与COM短接;3-wire热电阻的3根线中有2根接头颜色相同(通常为蓝色),有1根颜色不同(通常为红色)。其接线方式如图 2.3所示。将RTD的红线接在RTD0+,将两根蓝线分别接在RTD0-和COM端上。
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图 2.2 2-wireRTD的接线方式
图 2.3 3-wireRTD接线方式
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2.4 数据类型
DP-5502将计算出来的温度转换成输出模拟量数据类型后存放于指定的16位寄存器中。DP-485主机可以通过命令读取指定通道的数据。 2.4.1 模拟量输出类型
类型代码为03时,DP-5502模块将温度值乘以10后采用补码方式存储在指定的寄存器上。用户从模块读取数据后,需要使用如下转换公式转换后才能显示出温度值:
Data_display?X 10其中Data_display为需要显示的数值;X为从模块读取的数值,当做有符号数来处理。 当用户将上、下限超限报警值配置到模块上时,需要使用如下转换公式将报警值转换,然后再强制类型转换成16-bit整型,才能发送给模块:
X?Alarm_Value?10
其中Alarm_Value为带符号的温度值;X为发送给模块的16-bit值。
2.5 RTD测量通道控制
DP-5502的5路RTD独立的差分输入通道的采样。
可以通过下拉菜单对每个通道的热电偶类型进行选择,如上图。
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3. DP-5502的数字量输出功能
DP-5502具有2路的数字开关量输出,可以设置为用户控制输出。
3.1 输出原理
DP-5502的数字量输出通道,采用集电极开漏输出方式,需要在输出端口连接负载以及上拉电源,最大负载电压50V,最大负载电流50mA。输出信号的内部等效电路如图 3.1所示。
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图 3.1 DO输出内部等效电路
当MCU内部GPIO控制位(bit1~bit0)写入“1”时,晶体管T1关闭,DOUT被外部上拉电阻拉为高电平;写入“0”时,T1导通,DOUT引脚输出为低电平。
3.2 DO接线方式
DP-5502模块的数字量输出端口在使用时必须连接上拉电阻。模块的DOn端子脚与用户提供的上拉电阻连接,DGND端子脚与用户提供的信号地相连接,如图 3.2所示(DGND是DO输出信号的公共地,与模块电源电压输入地GND是隔离的,接线时需要注意,不要混淆)。
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图 3.2 DO接线方式示意图
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