带HART采集功能的隔离式浪涌保护器.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202020066782.X (22)申请日 2020.01.14 (73)专利权人 重庆正博仪器工业有限公司 地址 401121 重庆市北部新区星光大道62 号海王星科技大厦三区8层 (72)发明人 喻杭斌 (74)专利代理机构 重庆乐泰知识产权代理事务 所(普通合伙) 50221 代理人 刘佳 (51)Int.Cl. H02H 9/02(2006.01) H02H 9/04(2006.01) H02J 13/00(2006.01) (ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利 。

2、(54)实用新型名称 带HART采集功能的隔离式浪涌保护器 (57)摘要 本实用新型公开了一种带HART采集功能的 隔离式浪涌保护器， 包括浪涌泄放采集单元、 浪 涌信号检测单元、 浪涌处理单元、 过程信号采集 单元、 HART信号采集单元、 中央处理单元、 隔离单 元、 远程通讯单元、 电源单元和至少一个过程信 号输出单元。 本实用新型中， 将防雷、 过程信号隔 离抗扰及HART信号采集处理功能集成到一台仪 器上， 不仅能够泄放雷击电流、 防止电磁干扰及 防止过电压， 还能将现场智能仪表信息及仪器自 身的信息同时上传到设备管理系统， 获得全生命 周期管理的定量数据， 同时， 通过对电路结构的。

3、 优化， 将防雷、 隔离抗扰及HART采集功能集成到 一台仪器上， 减少了安装所需的空间， 结构紧凑， 功能齐全， 使用效果好。 权利要求书5页 说明书11页 附图6页 CN 211183404 U 2020.08.04 CN 211183404 U 1.一种带HART采集功能的隔离式浪涌保护器， 其特征在于： 包括浪涌泄放采集单元 (1)、 浪涌信号检测单元(2)、 浪涌处理单元(3)、 过程信号采集单元(4)、 HART信号采集单元 (5)、 中央处理单元(6)、 隔离单元(7)、 远程通讯单元(8)、 电源单元和至少一个过程信号输 出单元(9)； 所述浪涌泄放采集单元(1)用于泄放过程信。

4、号采集单元(4)输入信号中的雷击电流， 并 采集雷电流信号送给浪涌信号检测单元(2)； 所述浪涌信号检测单元(2)用于对浪涌泄放采集单元(1)采集的雷电流信号进行分析 处理， 得到雷击的强度和次数， 并将雷击的强度和次数信息送给浪涌处理单元(3)； 所述浪涌处理单元(3)用于将浪涌信号检测单元(2)送来的信息进行处理后送给中央 处理单元(6)； 所述过程信号采集单元(4)用于将输入的模拟信号转换为数字信号后送给中央处理单 元(6)， 以及将HART信号采集单元(5)送来的HART信号返回给现场仪表； 所述HART信号采集单元(5)用于提取过程信号采集单元(4)的输入信号中包含的HART 信号并。

5、进行解调后送给中央处理单元(6)， 以及将中央处理单元(6)送来的信息调制成HART 信号并送给过程信号采集单元(4)； 所述中央处理单元(6)用于对浪涌处理单元(3)、 过程信号采集单元(4)和HART信号采 集单元(5)送来的信号进行分析处理， 并将分析结果输出给隔离单元(7)， 以及将隔离单元 (7)送来的需要送给现场仪表的信息进行处理后送给HART信号采集单元(5)； 所述隔离单元(7)包括远程通讯隔离模块(71)以及与过程信号输出单元(9)一一对应 的输入输出隔离模块(72)， 所述远程通讯隔离模块(71)的一端与所述中央处理单元(6)电 连接， 另一端与远程通讯单元(8)电连接， 。

6、每个所述输入输出隔离模块(72)的一端均与所述 中央处理单元(6)电连接， 另一端与对应的过程信号输出单元(9)电连接； 所述远程通讯单元(8)用于完成信号的格式转换以实现与远端设备管理系统之间的相 互通信； 所述过程信号输出单元(9)用于将隔离单元(7)送来的数字输出信号转换为模拟信号 输出； 所述电源单元用于给各单元提供供电电压。 2.根据权利要求1所述的带HART采集功能的隔离式浪涌保护器， 其特征在于： 所述浪涌 处理单元(3)包括芯片U2、 电容C7和电容C11； 所述芯片U2的DVCC管脚和AVCC管脚均连接 3.3V电压， DVSS管脚和AVSS管脚均连接输入地G_C， 所述芯片。

7、U2的DVCC管脚还通过电容C7与 其DVSS管脚相连， 所述电容C11与电容C7并联； 所述芯片U2的P1.1管脚、 P3.0管脚、 P3.1管 脚、 P3.2管脚、 P3.3管脚、 P4.0管脚和P4.1管脚分别与浪涌信号检测单元(2)电连接， 所述芯 片U2的P1.2管脚、 P1.3管脚、 P2.0管脚、 P2.1管脚、 P2.2管脚和P3.7管脚分别与显示单元 (10)电连接； 所述芯片U2的P3.4管脚和P3.5管脚分别与中央处理单元(6)电连接。 3.根据权利要求1所述的带HART采集功能的隔离式浪涌保护器， 其特征在于： 所述过程 信号采集单元(4)包括芯片U15、 电阻R89、。

8、 电阻R90、 电阻R92、 电阻R93、 电阻R95、 电阻R96、 电 容C54、 电容C57和电容C67； 所述芯片U15的DVDD管脚连接3.3V电压， 所述芯片U15的AVDD管脚与其DVDD管脚电连 接， 所述芯片U15的AVDD管脚还通过电容C54连接输入地G_C， 所述芯片U15的CS管脚和GND管 权利要求书 1/5 页 2 CN 211183404 U 2 脚均连接输入地G_C， 所述芯片U15的DIN管脚、 RTY管脚和SCLK管脚分别与中央处理单元(6) 电连接， 所述芯片U15的AIN1+管脚通过电阻R90与电阻R89的第一端相连， 所述电阻R89的第 一端通过电容C。

9、57连接输入地G_C， 所述芯片U15的AIN1-管脚与其AIN2-管脚电连接， 所述芯 片U15的AIN2-管脚通过电阻R95连接输入地G_C， 所述芯片U15的AIN2-管脚还通过电阻R96 连接3.3V电压， 所述芯片U15的AIN2+管脚与电阻R92的第一端电连接， 所述电阻R92的第一 端通过电阻R93连接输入地G_C， 所述电容C67与电阻R93并联； 所述过程信号采集单元(4)还包括电阻R67、 电阻R70、 电阻R71、 电阻R72、 电阻R73、 电阻 R74、 电阻R75、 电阻R76、 电阻R77、 电阻R78、 电阻R79、 电阻R81、 电容C43、 电容C46、 电。

10、容C47、 场效应管Q12、 三极管Q13、 接线端子A1、 接线端子A2、 接线端子A3、 接线端子A4、 接线端子A5 和接线端子A6； 所述三极管Q13的发射极通过电阻R77连接25V电压， 所述三极管Q13的发射 极还通过电阻R78与其基极电连接， 所述三极管Q13的基极与场效应管Q12的源极电连接， 所 述三极管Q13的基极还通过电阻R76与场效应管Q12的漏极电连接， 所述三极管Q13的集电极 与场效应管Q12的栅极电连接， 所述三极管Q13的集电极还通过电阻R81连接输入地G_C， 所 述场效应管Q12的漏极通过电容C46连接输入地G_C， 所述电容C47与电容C46并联， 所述。

11、场效 应管Q12的漏极还与电阻67的第一端电连接， 所述电阻67的第一端与电阻R92的第二端电连 接， 第二端与接线端子A1电连接； 所述电阻67的两端还分别与涌泄放采集单元(1)电连接； 所述电阻R89的第二端通过电容C43连接输入地G_C， 所述电阻R89的第二端还通过电阻 R73与电阻R72的第一端电连接， 所述电阻R72的第一端通过电阻R75连接输入地G_C， 所述电 阻R74与电阻R75并联， 所述电阻R72的第二端与电阻R70的第一端电连接， 所述电阻R70的第 二端与HART信号采集单元(5)电连接， 所述电阻R70的第二端通过还与电阻R71的第一端电 连接， 所述电阻R71的第。

12、二端电与接线端子A2电连接， 所述电阻71的两端还分别与涌泄放采 集单元(1)电连接； 所述电阻R79的第一端连接输入地G_C， 第二端与接线端子A3电连接， 所 述电阻R79的两端还分别与涌泄放采集单元(1)电连接； 所述接线端子A4、 接线端子A5和接 线端子A6相互电连接后作为大地接地端子与涌泄放采集单元(1)电连接。 4.根据权利要求1所述的带HART采集功能的隔离式浪涌保护器， 其特征在于： 所述HART 信号采集单元(5)包括芯片U23、 芯片U24、 电阻R119、 电阻R121、 电阻R124、 电阻R129、 电阻 R135、 电阻R137、 电阻R139、 电阻R140、 。

13、电阻R142、 电阻R144、 电阻R147、 电阻R149、 电容C93、 电容C94、 电容C95、 电容C96、 电容C98、 电容C99、 电容C100、 电容C101、 电容C103、 电容C105和 电容C106； 所述芯片U24的REF_EN管脚、 XTAL_EN管脚、 CLK_CFG1管脚和IOVCC管脚均其VCC管脚电 连接， 所述芯片U24的VCC管脚通过电阻R147连接3.3V电压， 所述芯片U24的VCC管脚通过电 容C103连接输入地G_C， 所述电容C105与电容C103并联， 所述芯片U24的DUPLEX管脚、 AGND管 脚、 CLK_CFG0管脚、 XTAL1。

14、管脚、 DGND管脚和FILTER_SEL管脚均连接输入地G_C， 所述芯片U23 的RESET管脚通过电容C106连接输入地G_C， 所述芯片U24的RESET管脚还通过电阻R149连接 3.3V电压， 所述芯片U24的HART_OUT管脚通过电容C93连接输入地G_C， 所述芯片U24的REG_ CAP管脚通过电容C94连接输入地G_C， 所述芯片U24的RTS管脚通过电阻R140与中央处理单 元(6)电连接， 所述芯片U24的TXD管脚通过电阻R142与中央处理单元(6)电连接， 所述芯片 U24的RXD管脚通过电阻R144与中央处理单元(6)电连接； 所述芯片U24的REF管脚通过电容。

15、C98连接输入地G_C， 所述芯片U24的REF管脚还通过电 权利要求书 2/5 页 3 CN 211183404 U 3 阻R135与其ADC_IP管脚电连接， 所述芯片U24的ADC_IP管脚通过电阻R139连接输入地G_C， 所述芯片U24的ADC_IP管脚还通过电容C100与电阻R137的第一端电连接， 所述电阻R137的 第一端通过电容C101连接输入地G_C， 所述电阻R137的第二端通过电容C99与电阻R124的第 一端电连接， 所述电阻R124的第一端通过电容95与过程信号采集单元(4)电连接； 所述电阻R124的第二端通过电容C96与芯片U23的NO管脚电连接， 所述芯片U2。

16、3的NO管 脚通过电阻R121连接3.3V电压， 所述芯片U23的NO管脚还通过电阻R129连接输入地G_C， 所 述芯片U23的COM管脚与芯片U24的HART_OUT管脚电连接， 所述芯片U23的GND管脚连接输入 地G_C， 所述芯片U23的V+管脚连接3.3V电压， 所述芯片U23的IN管脚通过电阻R119与中央处 理单元(6)电连接。 5.根据权利要求1所述的带HART采集功能的隔离式浪涌保护器， 其特征在于： 所述中央 处理单元(6)包括芯片U25、 拨码开关S2、 晶振Y1、 电阻R141、 电阻R143、 电容C102、 电容C107、 电容C112、 电容C113、 电容C1。

17、14 和电容C115； 所述芯片U25的VDDA管脚、 VDD1管脚、 VDD2管脚、 VDD3管脚均连接3.3V电压， 所述芯片 U25的VDD1管脚还通过电容C112连接输入地G_C， 所述电容C113和电容C114均与电容C112并 联， 所述芯片U25的VDDA管脚连接3.3V电压， 所述芯片U25的VSSA管脚、 VSS1管脚、 VSS2管脚、 VSS3管脚均连接输入地G_C， 所述芯片U25的NRST管脚通过电阻R143连接3.3V电压， 所述芯 片U25的NRST管脚还通过电容C102连接输入地G_C； 所述芯片U25的OSC_IN管脚通过电容 C107连接输入地G_C， 所述芯。

18、片U25的OSC_IN管脚还通过晶振Y1与其OSC_OUT管脚电连接， 所 述芯片U25的OSC_OUT管脚通过电容C115连接输入地G_C； 所述芯片U25的PA5管脚、 PA6管脚、 PA7管脚均与过程信号采集单元(4)电连接， 所述芯 片U25的PA9和PA10管脚与浪涌处理单元(3)电连接， 所述芯片U25的PA10管脚还通过电阻 R141连接3.3V电压， 所述芯片U25的PB10管脚、 PB11管脚、 PB12管脚和PB14管脚分别与HART 信号采集单元(5)电连接， 所述芯片U25的PA2管脚、 PA3管脚和PB12管脚分别与远程通讯隔 离模块(71)电连接， 所述芯片U25的。

19、PB8管脚与每个输入输出隔离模块(72)均电连接； 所述 拨码开关S2的第一端至第六端均连接输入地G_C， 第七端至第十二端分别与芯片U25的PB5 管脚、 PB6管脚、 PB7管脚、 PB9管脚、 OSC32IN管脚和OSC32OUT管脚电连接， 所述拨码开关S2的 第七端至第十二端还分别通过一个上拉电阻连接3.3V电压。 6.根据权利要求1所述的带HART采集功能的隔离式浪涌保护器， 其特征在于： 所述远程 通讯隔离模块(71)包括芯片U5、 电阻R43、 电阻R44、 电阻R46、 电阻R47、 电阻R49、 电阻R50、 电 容C17和电容C18； 所述芯片U5的VDD1管脚连接3.3。

20、V电压， 所述芯片U5的VDD1管脚还通过电容C17连接输 入地G_C， 所述芯片U5的VDD2管脚连接5V电压， 所述芯片U5的VDD2管脚还通过电容C18连接 通讯地G_D， 所述芯片U5的EN1管脚连接输入地G_C， 所述芯片U5的EN2管脚连接通讯地G_D， 所述芯片U5的VIB管脚通过电阻R43与中央处理单元(6)电连接,所述芯片U5的VIC管脚通过 电阻R46与中央处理单元(6)电连接,所述芯片U5的VOD管脚通过电阻R49与中央处理单元 (6)电连接,所述芯片U5的GND1管脚连接输入地G_C， 所述芯片U5的GND2管脚连接通讯地G_ D， 所述芯片U5的VOB管脚通过电阻R4。

21、4与远程通讯单元(8)电连接,所述芯片U5的VOC管脚通 过电阻R47与远程通讯单元(8)电连接,所述芯片U5的VID管脚通过电阻R50与远程通讯单元 (8)电连接。 权利要求书 3/5 页 4 CN 211183404 U 4 7.根据权利要求1所述的带HART采集功能的隔离式浪涌保护器， 其特征在于： 所述输入 输出隔离模块(72)包括芯片U13、 电阻R82、 电阻R88、 电容C49和电容C51； 所述芯片U13的 VDD1管脚连接3.3V电压， 所述芯片U13的VDD1管脚还通过电容C49连接输入地G_C， 所述芯片 U13的VDD2管脚连接3V电压， 所述芯片U13的VDD2管脚还。

22、通过电容C51连接输出地GO1， 所述 芯片U13的EN1管脚连接输入地G_C， 所述芯片U13的EN2管脚连接输出地GO1， 所述芯片U13的 VIA管脚通过电阻R82与中央处理单元(6)电连接,所述芯片U13的GND1管脚连接输入地G_C， 所述芯片U13的GND2管脚连接输出地GO1， 所述芯片U13的VOA管脚通过电阻R88与对应的过 程信号输出单元(9)电连接。 8.根据权利要求1所述的带HART采集功能的隔离式浪涌保护器， 其特征在于： 所述远程 通讯单元(8)包括芯片U4、 电阻R41、 电阻R48、 电容C16、 电容C21和双向瞬变抑制二极管D21； 所述芯片U4的RE管脚与。

23、其DE管脚电连接， 所述芯片U4的DE管脚、 RO管脚和DI管脚分别 与远程通讯隔离模块(71)电连接， 所述芯片U4的VCC管脚连接5V电压， 所述芯片U4的VCC管 脚还通过电阻R41与其A管脚电连接， 所述电容C16与电阻R41并联， 所述芯片U4的A管脚还通 过双向瞬变抑制二极管D21与其B管脚电连接， 所述芯片U4的B管脚还通过电容C21连接通讯 地G_D， 所述电阻R48与电容C21并联， 所述芯片U4的GND管脚连接通讯地G_D， 所述芯片U4的A 管脚和B管脚用于输出RS485信号， 所述芯片U4的A管脚和B管脚还分别与过程信号输出单元 (9)电连接。 9.根据权利要求1所述的。

24、带HART采集功能的隔离式浪涌保护器， 其特征在于： 所述过程 信号输出单元(9)包括芯片U21、 电阻R101、 电阻R102、 电阻R103、 电阻R105、 电阻R107、 电阻 R108、 电阻R109、 电阻R110、 电阻R111、 电阻R112、 电阻R113、 电阻R114、 三端可调电阻WS1、 三 端可调电阻WZ1、 电容C71、 电容C81、 电容C88、 场效应管Q14、 运放IC1A和运放IC1B； 所述芯片U21的V+管脚与其NO管脚电连接， 所述芯片U21的V+管脚还与2.5V电压电连 接， 所述芯片U21的V+管脚还通过电容C71连接输出地GO1， 所述芯片U2。

25、1的IN管脚与对应的 所述输入输出隔离模块(72)电连接， 所述芯片U21的GND管脚和NC管脚均连接输出地GO1， 所 述芯片U21的COM管脚通过RC滤波电路(91)与运放IC1A的正相输入端电连接， 所述运放IC1A 的反相输入端与其输出端电连接， 所述运放IC1A的输出端与电阻R101的第一端电连接， 所 述电阻R101的第二端通过电阻R107与三端可调电阻WZ1的可变端电连接， 所述三端可调电 阻WZ1的第一端通过电阻R109连接输出地GO1， 第二端通过电阻R110连接2.5V电压， 所述电 阻R101的第二端还通过电容C81连接输出地GO1， 所述电阻R101的第二端还通过电阻R。

26、102与 运放IC1B的正相输入端电连接， 所述运放IC1B的反相输入端通过电容C88与其输出端电连 接， 所述运放IC1B的反相输入端还通过电阻R105与电阻R111的第一端电连接， 所述电阻 R111的第二端连接2.5V电压， 第一端通过电阻R112与三端可调电阻WS1的可变端电连接， 所 述三端可调电阻WS1第一端通过电阻R114连接输出地GO1， 第二端通过电阻R108与电阻R113 的第一端电连接， 所述电阻R113的第一端与场效应管Q14的源极电连接， 第二端连接输出地 GO1， 所述运放IC1B的输出端通过电阻R103与场效应管Q14的栅极电连接； 所述过程信号输出单元(9)还包。

27、括电阻R94、 电容C66、 电容C74、 电感L5、 电感L6、 发光二 极管D34、 双向瞬变抑制二极管D32、 开关K8、 开关K9、 接线端子A7和接线端子A8； 所述接线端子A7通过电容C66与接线端子A8电连接， 所述双向瞬变抑制二极管D32与电 容C66并联， 所述接线端子A7还通过开关K8与远程通讯单元(8)电连接， 所述接线端子A7还 权利要求书 4/5 页 5 CN 211183404 U 5 通过电感L5连接14V电压， 所述接线端子A8通过开关K9与远程通讯单元(8)电连接， 所述接 线端子A8还通过电感L6与电容C74的正端电连接， 所述电容C74的正端与场效应管Q1。

28、4的漏 极电连接， 负端连接输出地GO1； 所述发光二极管D34的正端通过电阻R94连接14V电压， 负端 连接输出地GO1。 10.根据权利要求1所述的带HART采集功能的隔离式浪涌保护器， 其特征在于： 所述浪 涌处理单元(3)电连接有显示单元(10)， 所述中央处理单元(6)对浪涌处理单元(3)、 过程信 号采集单元(4)和HART信号采集单元(5)送来的信号进行分析处理后， 还将分析结果返回给 浪涌处理单元(3)， 所述浪涌处理单元(3)将中央处理单元(6)送来的信息送给显示单元 (10)； 所述显示单元(10)用于显示浪涌处理单元(3)送来的信息。 权利要求书 5/5 页 6 CN 。

29、211183404 U 6 带HART采集功能的隔离式浪涌保护器 技术领域 0001 本实用新型涉及防雷设备领域， 特别涉及一种带HART采集功能的隔离式浪涌保护 器。 背景技术 0002 由于野外现场气候条件恶劣、 环境复杂， 过程控制中的信号传输回路除了会受到 电磁脉冲等各种杂波干扰， 还可能受到雷电浪涌及其他因素引起的瞬态浪涌冲击， 为了降 低这些因素对控制系统的影响， 往往会在信号线路上安装电涌保护器以防止雷电浪涌冲 击、 安装隔离器以防止电磁干扰及故障过电压、 安装HART采集器以实现信号比对及故障诊 断等等。 这样可能会在同一信号线路上安装3个分立的电子仪表， 不但会占用过多的安装。

30、空 间， 还会导致故障率升高， 而且仍然不能满足控制系统全生命周期管理的要求。 因此有必要 研发一款具有这三大功能的智能仪表来解决工业现场的实际需求。 实用新型内容 0003 本实用新型要解决的技术问题是提供了一种带HART采集功能的隔离式浪涌保护 器。 0004 本实用新型的技术方案如下： 0005 一种带HART采集功能的隔离式浪涌保护器， 包括浪涌泄放采集单元、 浪涌信号检 测单元、 浪涌处理单元、 过程信号采集单元、 HART信号采集单元、 中央处理单元、 隔离单元、 远程通讯单元、 电源单元和至少一个过程信号输出单元； 0006 所述浪涌泄放采集单元用于泄放过程信号采集单元输入信号中。

31、的雷击电流， 并采 集雷电流信号送给浪涌信号检测单元； 0007 所述浪涌信号检测单元用于对浪涌泄放采集单元采集的雷电流信号进行分析处 理， 得到雷击的强度和次数， 并将雷击的强度和次数信息送给浪涌处理单元； 0008 所述浪涌处理单元用于将浪涌信号检测单元送来的信息进行处理后送给中央处 理单元； 0009 所述过程信号采集单元用于将输入的模拟信号转换为数字信号后送给中央处理 单元， 以及将HART信号采集单元送来的HART信号返回给现场仪表； 0010 所述HART信号采集单元用于提取过程信号采集单元的输入信号中包含的 HART信 号并进行解调后送给中央处理单元， 以及将中央处理单元送来的信。

32、息调制成HART信号并送 给过程信号采集单元； 0011 所述中央处理单元用于对浪涌处理单元、 过程信号采集单元和HART信号采集单元 送来的信号进行分析处理， 并将分析结果输出给隔离单元， 以及将隔离单元送来的需要给 现场仪表的信息进行处理后送给HART信号采集单元； 0012 所述隔离单元包括远程通讯隔离模块以及与过程信号输出单元一一对应的输入 输出隔离模块， 所述远程通讯隔离模块的一端与所述中央处理单元电连接， 另一端与远程 说明书 1/11 页 7 CN 211183404 U 7 通讯单元电连接， 每个所述输入输出隔离模块的一端均与所述中央处理单元电连接， 另一 端与对应的过程信号输。

33、出单元电连接； 0013 所述远程通讯单元用于完成信号的格式转换以实现与远端设备管理系统之间的 相互通信； 0014 所述过程信号输出单元用于将隔离单元送来的数字输出信号转换为模拟信号输 出； 0015 所述电源单元用于给各单元提供供电电压。 0016 进一步的， 所述浪涌处理单元包括芯片U2、 电容C7和电容C11； 所述芯片U2的DVCC 管脚和AVCC管脚均连接3.3V电压， DVSS管脚和AVSS管脚均连接输入地G_C， 所述芯片U2的 DVCC管脚还通过电容C7与其DVSS管脚相连， 所述电容C11与电容C7并联； 所述芯片U2的P1.1 管脚、 P3.0管脚、 P3.1 管脚、 P。

34、3.2管脚、 P3.3管脚、 P4.0管脚和P4.1管脚分别与浪涌信号检 测单元电连接， 所述芯片U2的P1.2管脚、 P1.3管脚、 P2.0管脚、 P2.1管脚、 P2.2 管脚和P3.7 管脚分别与显示单元电连接； 所述芯片U2的P3.4管脚和P3.5 管脚分别与中央处理单元电 连接。 0017 进一步的， 所述过程信号采集单元包括芯片U15、 电阻R89、 电阻R90、 电阻R92、 电阻 R93、 电阻R95、 电阻R96、 电容C54、 电容C57和电容C67； 0018 所述芯片U15的DVDD管脚连接3.3V电压， 所述芯片U15的AVDD管脚与其DVDD管脚电 连接， 所述芯。

35、片U15的AVDD管脚还通过电容C54连接输入地 G_C， 所述芯片U15的CS管脚和 GND管脚均连接输入地G_C， 所述芯片U15的 DIN管脚、 RTY管脚和SCLK管脚分别与中央处理 单元电连接， 所述芯片U15 的AIN1+管脚通过电阻R90与电阻R89的第一端相连， 所述电阻 R89的第一端通过电容C57连接输入地G_C， 所述芯片U15的AIN1-管脚与其AIN2-管脚电连 接， 所述芯片U15的AIN2-管脚通过电阻R95连接输入地G_C， 所述芯片U15 的AIN2-管脚还通 过电阻R96连接3.3V电压， 所述芯片U15的AIN2+管脚与电阻R92的第一端电连接， 所述电阻。

36、 R92的第一端通过电阻R93连接输入地G_C， 所述电容C67与电阻R93并联； 0019 所述过程信号采集单元还包括电阻R67、 电阻R70、 电阻R71、 电阻R72、 电阻R73、 电 阻R74、 电阻R75、 电阻R76、 电阻R77、 电阻R78、 电阻R79、 电阻R81、 电容C43、 电容C46、 电容 C47、 场效应管Q12、 三极管Q13、 接线端子A1、 接线端子A2、 接线端子A3、 接线端子A4、 接线端 子A5和接线端子 A6； 所述三极管Q13的发射极通过电阻R77连接25V电压， 所述三极管Q13 的发射极还通过电阻R78与其基极电连接， 所述三极管Q13的。

37、基极与场效应管Q12的源极电 连接， 所述三极管Q13的基极还通过电阻R76与场效应管Q12 的漏极电连接， 所述三极管Q13 的集电极与场效应管Q12的栅极电连接， 所述三极管Q13的集电极还通过电阻R81连接输入 地G_C， 所述场效应管Q12的漏极通过电容C46连接输入地G_C， 所述电容C47与电容C46并联， 所述场效应管Q12的漏极还与电阻67的第一端电连接， 所述电阻67的第一端与电阻 R92的 第二端电连接， 第二端与接线端子A1电连接； 所述电阻67的两端还分别与涌泄放采集单元 电连接； 0020 所述电阻R89的第二端通过电容C43连接输入地G_C， 所述电阻R89的第二端。

38、还通过 电阻R73与电阻R72的第一端电连接， 所述电阻R72的第一端通过电阻R75连接输入地G_C， 所 述电阻R74与电阻R75并联， 所述电阻R72的第二端与电阻R70的第一端电连接， 所述电阻R70 的第二端与HART信号采集单元电连接， 所述电阻R70的第二端通过还与电阻R71的第一端电 说明书 2/11 页 8 CN 211183404 U 8 连接， 所述电阻R71的第二端电与接线端子A2电连接， 所述电阻71的两端还分别与涌泄放采 集单元电连接； 所述电阻R79的第一端连接输入地G_C， 第二端与接线端子A3电连接， 所述电 阻R79的两端还分别与涌泄放采集单元电连接； 所述接。

39、线端子A4、 接线端子A5和接线端子A6 相互电连接后作为大地接地端子与涌泄放采集单元电连接。 0021 进一步的， 所述HART信号采集单元包括芯片U23、 芯片U24、 电阻R119、 电阻R121、 电 阻R124、 电阻R129、 电阻R135、 电阻R137、 电阻R139、 电阻 R140、 电阻R142、 电阻R144、 电阻 R147、 电阻R149、 电容C93、 电容C94、 电容C95、 电容C96、 电容C98、 电容C99、 电容C100、 电容 C101、 电容C103、 电容C105和电容C106； 0022 所述芯片U24的REF_EN管脚、 XTAL_EN管脚。

40、、 CLK_CFG1管脚和IOVCC管脚均其VCC管 脚电连接， 所述芯片U24的VCC管脚通过电阻R147连接3.3V 电压， 所述芯片U24的VCC管脚通 过电容C103连接输入地G_C， 所述电容C105 与电容C103并联， 所述芯片U24的DUPLEX管脚、 AGND管脚、 CLK_CFG0管脚、 XTAL1管脚、 DGND管脚和FILTER_SEL管脚均连接输入地G_C， 所述 芯片U23 的RESET管脚通过电容C106连接输入地G_C， 所述芯片U24的RESET管脚还通过电阻 R149连接3.3V电压， 所述芯片U24的HART_OUT管脚通过电容C93 连接输入地G_C， 。

41、所述芯片 U24的REG_CAP管脚通过电容C94连接输入地G_C， 所述芯片U24的RTS管脚通过电阻R140与中 央处理单元电连接， 所述芯片U24 的TXD管脚通过电阻R142与中央处理单元电连接， 所述芯 片U24的RXD管脚通过电阻R144与中央处理单元电连接； 0023 所述芯片U24的REF管脚通过电容C98连接输入地G_C， 所述芯片U24的 REF管脚还 通过电阻R135与其ADC_IP管脚电连接， 所述芯片U24的ADC_IP 管脚通过电阻R139连接输入 地G_C， 所述芯片U24的ADC_IP管脚还通过电容 C100与电阻R137的第一端电连接， 所述电阻 R137的第。

42、一端通过电容C101连接输入地G_C， 所述电阻R137的第二端通过电容C99与电阻 R124的第一端电连接， 所述电阻R124的第一端通过电容95与过程信号采集单元电连接； 0024 所述电阻R124的第二端通过电容C96与芯片U23的NO管脚电连接， 所述芯片U23的 NO管脚通过电阻R121连接3.3V电压， 所述芯片U23的NO管脚还通过电阻R129连接输入地G_ C， 所述芯片U23的COM管脚与芯片U24的 HART_OUT管脚电连接， 所述芯片U23的GND管脚连接 输入地G_C， 所述芯片 U23的V+管脚连接3.3V电压， 所述芯片U23的IN管脚通过电阻R119与 中央处理。

43、单元电连接。 0025 进一步的， 所述中央处理单元包括芯片U25、 拨码开关S2、 晶振Y1、 电阻R141、 电阻 R143、 电容C102、 电容C107、 电容C112、 电容C113、 电容C114 和电容C115； 0026 所述芯片U25的VDDA管脚、 VDD1管脚、 VDD2管脚、 VDD3管脚均连接3.3V 电压， 所述 芯片U25的VDD1管脚还通过电容C112连接输入地G_C， 所述电容 C113和电容C114均与电容 C112并联， 所述芯片U25的VDDA管脚连接3.3V 电压， 所述芯片U25的VSSA管脚、 VSS1管脚、 VSS2管脚、 VSS3管脚均连接输入。

44、地G_C， 所述芯片U25的NRST管脚通过电阻R143连接3.3V电 压， 所述芯片U25的NRST管脚还通过电容C102连接输入地G_C； 所述芯片U25的OSC_IN 管脚 通过电容C107连接输入地G_C， 所述芯片U25的OSC_IN管脚还通过晶振 Y1与其OSC_OUT管脚 电连接， 所述芯片U25的OSC_OUT管脚通过电容C115连接输入地G_C； 0027 所述芯片U25的PA5管脚、 PA6管脚、 PA7管脚均与过程信号采集单元电连接， 所述芯 片U25的PA9和PA10管脚与浪涌处理单元电连接， 所述芯片U25 的PA10管脚还通过电阻R141 连接3.3V电压， 所述芯。

45、片U25的PB10管脚、 PB11管脚、 PB12管脚和PB14管脚分别与HART信号 说明书 3/11 页 9 CN 211183404 U 9 采集单元电连接， 所述芯片U25的PA2管脚、 PA3管脚和PB12管脚分别与远程通讯隔离模块电 连接， 所述芯片U25的PB8管脚与每个输入输出隔离模块均电连接； 所述拨码开关 S2的第一 端至第六端均连接输入地G_C， 第七端至第十二端分别与芯片U25 的PB5管脚、 PB6管脚、 PB7 管脚、 PB9管脚、 OSC32IN管脚和OSC32OUT管脚电连接， 所述拨码开关S2的第七端至第十二端 还分别通过一个上拉电阻连接 3.3V电压。 00。

46、28 进一步的， 所述远程通讯隔离模块包括芯片U5、 电阻R43、 电阻R44、 电阻R46、 电阻 R47、 电阻R49、 电阻R50、 电容C17和电容C18； 0029 所述芯片U5的VDD1管脚连接3.3V电压， 所述芯片U5的VDD1管脚还通过电容C17连 接输入地G_C， 所述芯片U5的VDD2管脚连接5V电压， 所述芯片U5的VDD2管脚还通过电容C18 连接通讯地G_D， 所述芯片U5的EN1管脚连接输入地G_C， 所述芯片U5的EN2管脚连接通讯地 G_D， 所述芯片U5的VIB 管脚通过电阻R43与中央处理单元电连接,所述芯片U5的VIC管脚通 过电阻 R46与中央处理单元。

47、电连接,所述芯片U5的VOD管脚通过电阻R49与中央处理单元电 连接,所述芯片U5的GND1管脚连接输入地G_C， 所述芯片U5的GND2 管脚连接通讯地G_D， 所 述芯片U5的VOB管脚通过电阻R44与远程通讯单元电连接,所述芯片U5的VOC管脚通过电阻 R47与远程通讯单元电连接,所述芯片U5的VID管脚通过电阻R50与远程通讯单元电连接。 0030 进一步的， 所述输入输出隔离模块包括芯片U13、 电阻R82、 电阻R88、 电容C49和电 容C51； 所述芯片U13的VDD1管脚连接3.3V电压， 所述芯片U13的VDD1管脚还通过电容C49连 接输入地G_C， 所述芯片U13的VD。

48、D2管脚连接3V电压， 所述芯片U13的VDD2管脚还通过电容 C51连接输出地GO1， 所述芯片U13的EN1管脚连接输入地G_C， 所述芯片U13的EN2管脚连接输 出地 GO1， 所述芯片U13的VIA管脚通过电阻R82与中央处理单元电连接,所述芯片U13的 GND1管脚连接输入地G_C， 所述芯片U13的GND2管脚连接输出地 GO1， 所述芯片U13的VOA管 脚通过电阻R88与对应的过程信号输出单元电连接。 0031 进一步的， 所述远程通讯单元包括芯片U4、 电阻R41、 电阻R48、 电容 C16、 电容C21 和双向瞬变抑制二极管D21； 0032 所述芯片U4的RE管脚与其。

49、DE管脚电连接， 所述芯片U4的DE管脚、 RO 管脚和DI管脚 分别与远程通讯隔离模块电连接， 所述芯片U4的VCC管脚连接5V电压， 所述芯片U4的VCC管 脚还通过电阻R41与其A管脚电连接， 所述电容C16与电阻R41并联， 所述芯片U4的A管脚还通 过双向瞬变抑制二极管D21与其B管脚电连接， 所述芯片U4的B管脚还通过电容C21连接通讯 地 G_D， 所述电阻R48与电容C21并联， 所述芯片U4的GND管脚连接通讯地G_D， 所述芯片U4的 A管脚和B管脚用于输出RS485信号， 所述芯片U4的A管脚和B管脚还分别与过程信号输出单 元电连接。 0033 进一步的， 所述过程信号输。

50、出单元包括芯片U21、 电阻R101、 电阻R102、 电阻R103、 电阻R105、 电阻R107、 电阻R108、 电阻R109、 电阻R110、 电阻 R111、 电阻R112、 电阻R113、 电阻 R114、 三端可调电阻WS1、 三端可调电阻 WZ1、 电容C71、 电容C81、 电容C88、 场效应管Q14、 运 放IC1A和运放IC1B； 0034 所述芯片U21的V+管脚与其NO管脚电连接， 所述芯片U21的V+管脚还与2.5V电压电 连接， 所述芯片U21的V+管脚还通过电容C71连接输出地GO1， 所述芯片U21的IN管脚与对应 的所述输入输出隔离模块电连接， 所述芯片U。