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CN100385210C - 二线式总线仪器 - Google Patents

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CN100385210C
CN100385210C CNB038271435A CN03827143A CN100385210C CN 100385210 C CN100385210 C CN 100385210C CN B038271435 A CNB038271435 A CN B038271435A CN 03827143 A CN03827143 A CN 03827143A CN 100385210 C CN100385210 C CN 100385210C
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Abstract

根据本发明的实施例，提供了一种适于与二线式总线(308)一起使用的二线式总线仪器(500)。仪器元件(304)接收第三电流并产生一个或多个传感器测量信号。信号处理器(512)接收第二电流并处理该一个或多个传感器测量信号以产生数据信号。通信系统(511)接收第一电流、接收数据信号、产生包括该数据信号的数字通信信号并且调制该数字通信信号到二线式总线(308)上。跨接在二线式总线(308)上的通信电源(501)提供第一电流给通信系统(511)。跨接在二线式总线(308)上的信号处理电源(502)提供第二电流给信号处理器(512)。跨接在二线式总线(308)上的驱动电流电源(503)提供第三电流给仪器元件(304)。

Description

二线式总线仪器
技术领域
本发明涉及二线式总线仪器的领域，特别地，涉及用于恶劣环境的完全内在安全的二线式总线仪器。
背景技术
使用流量计来测量流动材料的质量流速、密度和其它特征。流动材料可包括液体、气体、组合的液体与气体、悬浮在液体中的固体和包括气体与悬浮固体的液体。例如，在良好的产品以及在石油和石油产品的精炼中，广泛使用了流量计。可使用流量计以通过测量流速(即通过测量穿过该流量计的质量流量)来确定好的产品，并且甚至可使用流量计来确定流体的气体与液体成分的相对比例。
一类流量计环境是恶劣环境，其中存在易燃的蒸气或颗粒。必须设计和制造在这种条件下工作的仪器以避免点燃该易燃的蒸气或颗粒。在恶劣环境中安全工作所设计的仪器通常指定为“内在安全”(I.S.)。例如，这种仪器通常使用公知的在恶劣环境中不会引起点火的低电平电压和低电平电流。
图1示出了根据现有技术的二线式总线，例如一般用于工业测量仪表的FIELDBUSTM二线式总线。术语FIELDBUSTM称为二线式测量仪表总线标准，其典型地用于将多个仪器连接在一起并且还能够用于在仪器之间提供数字通信。此外，例如该fieldbus(现场总线)屏蔽装置可传递数字通信信号到例如用于监视的外部装置和控制站。连接总线屏蔽装置到电源并且该总线屏蔽装置在二线式总线上提供电源。该总线屏蔽装置通常接收非I.S.电源并且依次提供限流、限压且限功率的电源。
存在几个FIELDBUSTM标准。一个FIELDBUSTM标准指定该屏蔽装置可提供约130毫安(mA)的最大电流和约15伏特(V)的最大电压给所有被连接的仪器。在现有技术中，设计典型的fieldbus仪器以汲取大约10到20mA。因此，在现有技术的方法中，在可用的屏蔽电压下，可连接到二线式总线的装置的数目通过这些装置的总电流消耗来控制。
图2示出了连接到二线式总线的典型现有技术仪器，其示出了如何使用来自二线式总线的电源。该现有技术仪器包括信号处理器和电接口。该电接口连接到二线式总线，例如FIELDBUSTM，且连接到电源。该电接口包括连接到该二线式总线的总线电屏蔽。该总线电屏蔽提供了与该总线的电隔离并且提供了从该二线式总线获取的电源的限制电流、电压和功率。该二线式总线提供了直流(DC)电源给总线电屏蔽。该电接口还包括连接到信号处理器的信号电屏蔽。如示出的，该信号处理器连接到传感器。该信号电屏蔽提供了与信号处理器的电隔离并且提供了电源的限制电流、电压和功率，该电源经由信号处理器提供给该传感器。其中该传感器是流量计传感器例如Coriolis流量计，信号处理器通常通过九芯电缆连接到该传感器。电接口还包括通信系统。该通信系统接收来自信号处理器的数据信号并且调制该数据信号到该二线式总线以作为数字通信信号。该FIELDBUSTM标准规定数字通信信号发生在以约32千赫兹(kHz)为中心的频率带宽上。
应该理解的是，在现有技术结构中，从二线式总线获取的电源仅仅用于给通信系统供电。因此从该二线式总线获得最小量的电源。例如，该通信系统通常从该二线式总线汲取仅约10-20mA。现有技术中的外部电源提供相对大的电源，其用于操作驱动器或者有源元件(例如一个(或多个)流管驱动器)和用于为信号处理器供电。因此，使该仪器内在安全是困难且复杂的。因此，电接口必须包括总线电屏蔽和信号电屏蔽。而且，该仪器本身常常封闭在防爆罩中。即使FIELDBUSTM二线式总线标准源于内在安全的总线系统，也因为电源不是内在地安全，所以在现有技术中将该仪器本身常常封闭在防爆罩中。
发明内容
本发明通过提供二线式总线仪器来帮助解决上述问题。
根据本发明的实施例，提供了一种适于与二线式总线一起使用的二线式总线仪器。该二线式总线仪器包括仪器元件，该仪器元件接收第三电流并产生一个或多个传感器测量信号。该二线式总线仪器还包括信号处理器，该信号处理器接收第二电流并处理来自该仪器元件的一个或多个传感器测量信号以产生数据信号。该二线式总线仪器还包括通信系统，该通信系统接收第一电流并接收来自信号处理器的数据信号，产生包括该数据信号的数字通信信号，并且调制该数字通信信号到二线式总线上。该二线式总线仪器还包括通信电源，该通信电源连接到通信系统。该通信电源和通信系统能够跨接在二线式总线上。配置该通信电源以提供第一电流、基本恒定的电压和第一功率给该通信系统。该二线式总线仪器还包括连接到信号处理器的信号处理电源。该信号处理器和信号处理电源可跨接到二线式总线上，并且与通信电源和通信系统并联。配置该信号处理电源以提供第二电流、基本恒定的电压和第二功率给信号处理器。该二线式总线仪器还包括连接到仪器元件的驱动电流电源。该仪器元件和驱动电流电源能够跨接到二线式总线上，并且与通信电源和通信系统并联以及还与信号处理电源和信号处理器并联。配置该驱动电流电源以提供第三电流、基本恒定的电压和第三功率给仪器元件。
根据本发明的实施例，提供了一种适于与二线式总线一起使用的二线式总线仪器。该二线式总线仪器包括仪器元件，该仪器元件接收第三电流并产生一个或多个传感器测量信号。该二线式总线仪器还包括信号处理器，该信号处理器接收第二电流并处理来自该仪器元件的一个或多个传感器测量信号以产生数据信号。该二线式总线仪器还包括通信处理器，该通信处理器接收第一电流并接收来自信号处理器的数据信号，产生包括该数据信号的数字通信信号，调制该数字通信信号到二线式总线上，并传送第一电流电平命令到通信电源。该二线式总线仪器还包括通信电源，该通信电源连接到通信处理器。该通信电源和通信处理器能够跨接在二线式总线上。配置该通信电源以提供第一电流、基本恒定的电压和第一功率给该通信处理器。根据第一电流电平命令基本上提供第一电流。该二线式总线仪器还包括电压步降装置，该电压步降装置连接在信号处理电源与信号处理器之间并配置其以提供预定电压电平给信号处理器。该二线式总线仪器还包括分流电压调节器，分流电压调节器连接到信号处理电源和电压步降装置。分流电压调节器分流信号处理器不需要的过量电流。该二线式总线仪器还包括信号处理电源，该信号处理电源连接到电压步降装置和分流电压调节器。信号处理电源、信号处理器、电压步降装置和分流电压调节器能够跨接到二线式总线上，并且与通信电源和通信处理器并联。配置该信号处理电源以提供第二电流、基本恒定的电压和第二功率给信号处理器。该二线式总线仪器还包括连接到仪器元件的驱动电流电源。仪器元件和驱动电流电源能够跨接到二线式总线上，并且与通信电源和通信处理器并联以及还与信号处理电源、信号处理器、电压步降装置和分流电压调节器并联。配置该驱动电流电源以提供第三电流、基本恒定的电压和第三功率给仪器元件。
根据本发明的实施例，提供了一种形成二线式总线仪器的方法。该方法包括：提供仪器元件，其接收第三电流并产生一个或多个传感器测量信号。该方法还包括提供信号处理器，该信号处理器接收第二电流并处理来自该仪器元件的一个或多个传感器测量信号以产生数据信号。该方法还包括提供通信系统，该通信系统接收第一电流并接收来自信号处理器的数据信号，产生包括该数据信号的数字通信信号，并且调制该数字通信信号到二线式总线上。该方法还包括提供通信电源，该通信电源连接到通信系统。该通信电源和通信系统能够跨接在二线式总线上。配置该通信电源以提供第一电流、基本恒定的电压和第一功率给该通信系统。该方法还包括提供信号处理电源，该信号处理电源连接到信号处理器。信号处理器和信号处理电源能够跨接到二线式总线上，并且与通信电源和通信系统并联。配置该信号处理电源以提供第二电流、基本恒定的电压和第二功率给信号处理器。该方法还包括提供驱动电流电源，该驱动电流电源连接到仪器元件。仪器元件和驱动电流电源能够跨接到二线式总线上，并且与通信电源和通信系统并联以及还与信号处理电源和信号处理器并联。配置该驱动电流电源以提供第三电流，基本恒定的电压和第三功率给仪器元件。
在本发明的一方面中，该二线式总线仪器包括流量计发射器。
在本发明的另一方面中，该二线式总线仪器包括流量计发射器并且该仪器元件包括至少一个流管驱动器和一个或多个拾取传感器。
在本发明又一方面中，该二线式总线仪器包括Coriolis流量计发射器。
在本发明又一方面中，该二线式总线仪器适于连接到遵循FIELDBUSTM标准的二线式总线。
在本发明又一方面中，流经仪器元件的第三电流的变化限于不与遵循FIELDBUSTM标准的二线式总线的通信频率相互影响的频率。
附图说明
在所有的附图中，相同的附图标记表示相同的元件。
图1示出了根据现有技术的二线式总线，例如通常用于工业测量仪表的FIELDBUSTM二线式总线；
图2示出了连接到二线式总线的典型现有技术仪器，其示出了如何使用来自二线式总线的电源；
图3是根据本发明实施例的仪器的方框图：
图4示出了包括三个仪器的工作环境；
图5是根据本发明实施例的仪器的图；
图6是根据本发明另一实施例的仪器的图；
图7示出了根据本发明实施例的分流电压调节器的细节；以及
图8示出了根据本发明实施例的电流控制电路的细节；
具体实施例详述
具体实施方式图3-8和下面的描述说明了本发明的具体示例，以教导本领域普通技术人员如何实现和使用本发明的最佳方式。为了教导发明原理，已简化或省略了本发明的一些常规方面。本领域普通技术人员将理解来自这些示例的变形，该变形落入本发明的范围中。本领域普通技术人员将理解可以以各种方式组合下述的那些特征，以形成本发明的多个变形。因此，本发明不限于下述的具体示例，而仅仅通过权利要求书和它们的等价物限定。
仪器-图3
图3是根据本发明实施例的仪器300的方框图。仪器300包括仪器元件304和电接口302。电接口302连接到仪器元件304且连接到二线式总线308。
因为在一个实施例中的仪器300可以仅仅是连接到总线调节器装置(见图4和附随的讨论)的装置，所以电接口302可以汲取近似所有的来自二线式总线308的可用电流和电源。例如，仪器300可从完全I.S.FIELDBUSTM汲取约130毫安(mA)之多。在一些应用中，根据恶劣环境的核准位置和特征，该130mA电流是FIELDBUSTM总线调节器装置在I.S.限制下可提供的最大电流量。因此，该仪器300可以成为完全内在安全的装置，如果需要，可不需要电屏蔽装置和不需要附加的外部电源。此外，因为仪器300是完全内在的安全，所以它不需要体积大且昂贵的防爆罩。可替换地，可在无危险或低危险环境下使用该仪器300。
二线式总线308可提供所有电源给仪器300并且可在仪器300和其它装置之间提供数字通信。当二线式总线传导通信时，一个实施例中的二线式总线仪器300的阻抗基本为常数。二线式总线308可提供限制电流。电压和功率的电源。二线式总线308可提供内在安全(I.S.)的电流和电压。在一些实施例中该二线式总线308可提供约130mA之多的电流给仪器300，且通常可提供约15伏特(V)之多。然而，根据该环境中点火能力，可使用更大电压和电流电平(且可遵循其它危险位置标准)。
仪器元件304可消耗电源和产生一个或多个信号，例如与物理现象相关的传感器测量信号。仪器元件304可包括任何类型的传感器、换能器、驱动器等等以及其组合。在一个实施例中，仪器元件304包括使流管振动的流管驱动器，并且还包括感测该流管振动的一个或多个拾取传感器。该一个或多个拾取传感器可调制该电流和/或流经仪器元件304的电流的相位关系，以产生传感器测量信号。该仪器元件304可包括Coriolis(科里奥利)流管、涡轮流量计、磁流量计等。
电接口302连接在仪器元件304和二线式总线308之间。电接口302以与二线式总线308的特性一致的方式提供电源给仪器元件304(且提供给任何相关的处理电路)。电接口302还在二线式总线308上传导数字通信。因此，电接口302提供电源以用于通信系统、提供电源以用于驱动器元件、以及提供电源以用于信号处理器和一个(或多个)相关的传感器。
电接口302可以是I.S.并且可连接到I.S.二线式总线。然而，在I.S.二线式总线308是完全I.S.的地方，电接口302不必必须运行限制的全部电流、电压和功率。这可有利于在仪器300中消除对电屏蔽装置的需要。这还可有利于消除对用于仪器300的大容量且昂贵的防爆罩的需要。而且，它可消除对独立的外部电源的需要，该外部电源具有附带成本、布线和屏蔽需求。
仪器300可选地包括防爆罩以作为额外的安全级别。仪器300还可选地利用现有技术中已知的其它保护方法。
工作环境-图4
图4示出了包括3个仪器300A、300B和300C的工作环境400。每一个仪器300A、300B和300C通过二线式总线308A、308B和308C(为了简明未示出总线端连接器装置)连接到对应的总线调节器400A、400B和400C。二线式总线308A-308C可以是I.S.或者非I.S.总线。总线屏蔽400A、400B和400C连接到电源404，该电源404不必是I.S.电源装置。总线屏蔽400A、400B和400C提供电隔离和限制的电流、电压和功率给每一个二线式总线308A、308B和308C。仪器300A、300B和300C可汲取通过总线调节器装置400A、400B和400C提供的电源的全部量。这与图1中示出的现有技术方法大不相同。可替换地，可连接多个仪器300到单一的总线调节器400(见虚线)。
仪器-图5
图5是根据本发明实施例的仪器500的图。与在前附图相同的附图标记表示相同部件。仪器500包括通信系统511、信号处理器512和仪器元件304。仪器500还包括通信电源501、传感器电源502和驱动电流电源503。设计仪器500与二线式总线308一起使用。
例如仪器500可包括流量计电子仪器。在这里示出和讨论的各种实施例中，仪器500可包括产生和传送流量计测量信号的流量计发射器。更具体地，仪器500可包括Coriolis流量计发射器，该Coriolis流量计发射器产生和发射通过Coriolis流管设备测量的流量计信号。
一个实施例中的二线式总线308包括遵循FOUNDATION FIELDBUSTM标准的二线式总线。FOUNDATION FIELDBUSTM物理层发信机构在定义的频带上需要常数特征阻抗。因此，在该总线上的装置通过改变它们在特定通信频率上汲取的电流来传送数据。该总线上的装置通过观察经过该特征阻抗产生的作为电流变化结果的电压来接收数据。
因为这个机构不改变AC特征阻抗，所以该机构的一个分支在于可从该总线汲取DC电流而不影响通信。该机构的另一分支在于仪器500不必使电流变化，该电流变化可能足够快以在FIELDBUSTM协议下被解释为通信信号。当仪器500包括流量计时，因为该约束，所以传感器电流的快速变化不可能立即发生。例如，其中这可发生的一种情况是例如当流经流量计的液体材料中携带了气泡时。
如果需要，总线调节器装置400(见图4)可在二线式总线308上提供内在安全级的电流、电压和功率。一个实施例中的总线调节器装置400可包括Fieldbus内在安全概念(FISCO)的FIELDBUSTM屏蔽装置。可设计根据本发明的仪器500从总线调节器装置400基本上汲取最大可用电流。当调节总的装置电流IT时如此做以维持通信所需的特征阻抗，并且同时为辅助电路提供调节的DC电压(同样见图6和附随的讨论)。可替换地，仪器500可汲取少于最大可用电流，因此多个仪器500可连接到一个总线调节器装置400。
通信电源501、信号处理器电源502和驱动电流电源503可包括电流调节装置。跨接该二线式总线308与其它元件串联地使用这些电流调节电源，以获得电流源特征是高输出阻抗的优点。这防止了仪器500内部阻抗(例如传感器负载、DSP电流汲取和其它内部电抗性组件)影响在该二线式总线308看到的内部特征阻抗。因此，该三个独立的电源/电流源控制了第一(通信发射)电流I1、第三(传感器驱动)电流I3和为信号处理器512(或者信号处理器512和相关电路，见图6)供电所需的第二(信号处理)电流I2。
仪器元件304从驱动电流电源503接收电源并且以一定方式调制驱动电流。例如，一个实施例中的该仪器元件304包括一个或多个流管拾取传感器，例如Coriolis流管拾取传感器。每一个拾取传感器基于流管的运动调制电流，其中传感器测量信号之间的相位差代表流动材料的质量流速。
信号处理器512从信号处理电源502接收电源。此外，该信号处理器512在总线或线路523上发送驱动电流电平信号到驱动电流电源503。例如，该驱动电流电平信号例如通过流管驱动器控制流过仪器元件304的有源元件的驱动电流。信号处理器512也在该总线或线路523上接收传感器测量信号，该信号通过仪器元件304调制。信号处理器512可执行传感器测量信号的校准和处理以产生代表材料的质量流速和/或密度的数据信号。
通过总线或线路523，信号处理器512可调节第三电流I3，例如在质量流速发生大变化时调节和/或限制驱动电流。此外，驱动电流电源503可限制流过仪器元件304的第三电流I3的变化率，以避免干扰二线式总线308上的数字通信。驱动电流电源503可限制在不与典型的32kHz波段通信频率互相影响的速率(即频率)上发生的电流变化。
通信系统511从通信电源501接收电源。通信系统511可包括反馈路径521，该反馈路径521可使通信系统511控制调制通信电源501提供的第一电流I1。通信系统511在总线或线路522上接收来自信号处理器512的数据信号，并产生在二线式总线308上传送的数字通信信号。
通过在二线式总线308上调制电流，通信系统511在约32kHz为中心的频带上产生输出的数字通信信号。例如，第一电流I1可包括两个离散的电流电平I1A和I1B，电流电平I1A和I1B反映了数字1的表示或者数字0的表示。因此，通过信号处理电源502可控制第二电流I2以使第二电流I2基本上为DC。
在流量计应用中，响应于流量计的流管中的材料流动，第三电流I3可变化。因此，总电流IT的变化可仅仅反映第一电流I1的变化，即，总电流IT的变化正好反映数字通信信号。在一个实施例中，如将要参考图6讨论的一样，这可以通过仪器500的信号处理电源分支分流过量的电流来实现。此外，通信系统511可在二线式总线308上接收数字信号，例如命令、校准等，并且可将它们中继到信号处理器512。
仪器-图6
图6是根据本发明另一实施例的仪器600的图。与在前附图相同的附图标记表示相同部件。该实施例中的仪器600包括通信电源501、信号处理电源502、驱动电流电源503和仪器元件304。在该实施例中，信号处理器512可包括数字信号处理器(DSP)和且还可包括电源降低装置604和分流电压调节器605。此外，在该实施例中通信系统511包括通信处理器616。
信号处理器512从驱动电流电源503接收驱动电流电平信号和传感器测量信号。信号处理器512处理传感器测量信号以获得流经与仪器600相关的流管的材料的质量流速。此外，如前所述，信号处理器512可提供反馈信号给可调节驱动电流的驱动电流电源503。
当信号处理器512的电流汲取小于数字电流源设定点时，与信号处理电源502串联地增加分流电压调节器605，以防止信号处理电源502的饱和。分流电源调节器分流信号处理器512不需要的过量电流，以维持实质上恒定的电压给电压步降装置604。
电压步降装置604将提供给信号处理器512的电压转换为更低的电压电平。因此，来自二线式总线308的可用电压不会影响提供给信号处理器512的电压。例如，电压步降装置604可包括DC电压调节器芯片或电路。
通信处理器616从信号处理器512接收数据信号。如前所述，通信处理器616可测量第一(即通信)电流I1并且调制二线式总线308上的电流汲取，以在二线式总线308上传送该数据信号以作为数字的、直流(DC)通信信号。
分流电压调节器-图7
图7示出了根据本发明实施例的分流电压调节器605的细节。在示出的该实施例中，分流电压调节器605包括放大器A1、晶体管Q1、电阻R1和R2以及电压源VREF1。
晶体管Q1可包括任何合适的晶体管，例如功率晶体管。一种合适类型的晶体管是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，其能够处理高电流电平。在示出的该实施例中的晶体管Q1包括n沟道增强型MOSFET，例如IRF220MOSFET晶体管，可从Califomia El Segundo国际整流器购买。
放大器A1可包括任何合适的放大器，例如可操作的放大器。包括电阻R1和R2的分压器网络偏压放大器A1的正输入。在一个实施例中，R1具有约50k欧姆大小，并且R2具有约5k欧姆大小，在总线电压的约5/55的正输入端提供输入电压。可使用其它值。参考电压VREF1提供基本恒定的电压给放大器A1的负放大器输入端。在一个实施例中，参考电压VREF1提供约2.5伏特给负放大器输入端。参考电压VREF1可包括提供基本恒定电压的电压调节器或者其它装置。可替换地，参考电压VREF1可包括独立的电源，例如电池。
在操作中，分流电压调节器605偏压晶体管Q1以调节经过电阻R1和R2的电流，因此在负载700上维持实质恒定的电压VCONSTANT。负载700可包括电阻/电容负载。
电流限制电路-图8
图8根据本发明的实施例示出了电流控制电路800的细节。该电流控制电路800可使用在通信电源501、信号处理电源502和驱动电流电源503的任何一个中。电流控制电路800可与分流电压调节器605组合使用，其中负载808和负载700包括一个相同的负载。电流控制电路800包括晶体管Q2、放大器A2、电阻R3以及电压源VREF2。电流控制电路800限制流经负载808的电流，因此，提供基本恒定的电流汲取ICONSTANT经过负载800。负载808可包括电阻性/电容性负载。
晶体管Q2可包括任何合适的晶体管，例如功率晶体管，包括MOSFET晶体管。在示出的该实施例中的晶体管Q2可包括p沟道增强型MOSFET，例如IRF9130MOSFET晶体管，可从California El Segundo国际整流器购买。
放大器A2可包括任何合适的放大器，例如可操作的放大器。流经偏压电阻R3的固定电流ICONSTANT产生的电压偏压放大器A2的正输入。在一个实施例中，R2具有约10欧姆大小。当ICONSTANT是约130毫安时，在正放大器输入端的电压是约1.3伏特。然而，可使用其它值。
参考电压VREF2提供基本恒定的电压给放大器A2的负放大器输入端。在一个实施例中，参考电压VREF2提供约1伏特给负放大器输入端。参考电压VREF2可包括提供基本恒定电压的电压调节器或者其它装置。可替换地，参考电压VRG2可包括独立的电源，例如电池。
在操作中，以基本恒定的电压偏压放大器A2，并且放大器A2偏压晶体管Q2以维持基本固定的输出电流ICONSTANT。如果ICONSTANT升高或下降，则在偏压电阻R3上的电压改变，调整放大器A2的输出，因此补偿晶体管Q2的偏压。
可根据任何实施例来构建根据本发明的仪器以提供几个优点。如果需要，可构建该仪器以成为完全内在的安全。可构建该仪器把非I.S.组件或部分排除在外。为单个仪器使用总线调节器装置的性能使得可能构建该仪器而在该仪器内不需要电屏蔽装置/电路。在一个实施例中，对于每一个仪器使用总线调节器装置使得可构建该仪器而不需要用于该仪器的专用罩，例如防爆罩。

Claims (19)

1.一种适于与二线式总线(308)一起使用的二线式总线仪器(500)，包括：
仪器元件(304)，其接收第三电流并产生一个或多个传感器测量信号；
信号处理器(512)，其接收第二电流并处理来自该仪器元件(304)的一个或多个传感器测量信号以产生数据信号；和
通信系统(511)，其接收第一电流并接收来自所述信号处理器(512)的数据信号，产生包括该数据信号的数字通信信号，并且调制该数字通信信号到所述二线式总线(308)上；
其中，所述二线式总线仪器(500)特征还在于：
通信电源(501)，其连接到所述通信系统(511)并且其中所述通信电源(501)和所述通信系统(511)可跨接在所述二线式总线(308)上，配置所述通信电源(501)以提供第一电流、基本恒定的电压和第一功率给所述通信系统(511)；
信号处理电源(502)，其连接到所述信号处理器(512)，并且其中所述信号处理器(512)和所述信号处理电源(502)可跨接到所述二线式总线(308)上，并且与所述通信电源(501)和所述通信系统(511)并联，配置所述信号处理电源(502)以提供第二电流、基本恒定的电压和第二功率给信号处理器(512)；
驱动电流电源(503)，其连接到所述仪器元件(304)，并且其中所述仪器元件(304)和所述驱动电流电源(503)可跨接到所述二线式总线(308)上，并且与所述通信电源(501)和所述通信系统(511)并联以及还与所述信号处理电源(502)和信号处理器(512)并联，配置所述驱动电流电源(503)以提供第三电流、基本恒定的电压和第三功率给仪器元件(304)。
2.如权利要求1的二线式总线仪器，其中所述二线式总线仪器包括流量计发射器。
3.如权利要求1的二线式总线仪器，其中所述二线式总线仪器包括流量计发射器并且所述仪器元件包括至少一个流管驱动器和一个或多个拾取传感器。
4.如权利要求1的二线式总线仪器，其中所述二线式总线仪器包括Coriolis流量计发射器。
5.如权利要求1的二线式总线仪器，其中所述二线式总线仪器实质上是内在安全的。
6.如权利要求1的二线式总线仪器，其中当所述二线式总线仪器传导通信时，所述二线式总线仪器的阻抗基本上是常数。
7.如权利要求1的二线式总线仪器，其中流经所述仪器元件的第三电流的变化限于不与二线式总线的通信频率互相干扰的频率。
8.一种适于与二线式总线(308)一起使用的二线式总线仪器(600)，包括：
仪器元件(304)，其接收第三电流并产生一个或多个传感器测量信号；
信号处理器(512)，其接收第二电流并处理来自该仪器元件(304)的一个或多个传感器测量信号以产生数据信号；和
通信处理器(616)，其接收第一电流并接收来自所述信号处理器(512)的数据信号，产生包括所述数据信号的数字通信信号，并且调制该数字通信信号到二线式总线(308)上，并传送第一电流电平命令到通信电源(501)；
其中，二线式总线仪器(600)特征还在于：
所述通信电源(501)，其连接到所述通信处理器(616)，并且其中所述通信电源(501)和通信处理器(616)可跨接在二线式总线(308)上，配置所述通信电源(501)以提供第一电流、基本恒定的电压和第一功率给所述通信处理器(616)，其中根据第一电流电平命令提供第一电流；
电压步降装置(604)，其连接在信号处理电源(502)与所述信号处理器(512)之间并配置其以提供预定电压电平给所述信号处理器(512)；
分流电压调节器(605)，其连接到所述信号处理电源(502)和所述电压步降装置(604)，其中所述分流电压调节器(605)分流信号处理器(512)不需要的过量电流；
信号处理电源(502)，其连接到所述电压步降装置(604)和所述分流电压调节器(605)，并且其中所述信号处理电源(502)、所述信号处理器(512)、所述电压步降装置(604)和所述分流电压调节器(605)可跨接到二线式总线(308)上，并且与所述通信电源(501)和所述通信处理器(616)并联，配置所述信号处理电源(502)以提供第二电流、基本恒定的电压和第二功率给信号处理器(512)；
驱动电流电源(503)，其连接到所述仪器元件(304)，并且其中所述仪器元件(304)和驱动电流电源(503)可跨接到二线式总线(308)上，并且与所述通信电源(501)和所述通信处理器(616)并联以及还与所述信号处理电源(502)、信号处理器(512)、电压步降装置(604)和分流电压调节器(605)并联，配置所述驱动电流电源(503)以提供第三电流、基本恒定的电压和第三功率给仪器元件(304)。
9.如权利要求8的二线式总线仪器，其中所述二线式总线仪器包括流量计发射器。
10.如权利要求8的二线式总线仪器，其中所述二线式总线仪器包括流量计发射器并且所述仪器元件包括至少一个流管驱动器和一个或多个拾取传感器。
11.如权利要求8的二线式总线仪器，其中所述二线式总线仪器包括Coriolis流量计发射器。
12.如权利要求8的二线式总线仪器，其中所述二线式总线仪器基本是内在安全的。
13.如权利要求8的二线式总线仪器，其中当所述二线式总线仪器传导通信时，二线式总线仪器的阻抗基本上是常数。
14.如权利要求8的二线式总线仪器，其中流经所述仪器元件的第三电流的变化限于不与二线式总线的通信频率互相干扰的频率。
15.一种形成二线式总线仪器的方法，包括：
仪器元件接收第三电流并产生一个或多个传感器测量信号；
提供信号处理器，所述信号处理器接收第二电流并处理来自所述仪器元件的一个或多个传感器测量信号以产生数据信号；和
提供通信系统，所述通信系统接收第一电流并接收来自所述信号处理器的数据信号，产生包括所述数据信号的数字通信信号，并且调制所述数字通信信号到所述二线式总线上；
其中，所述方法的特征还在于：
提供通信电源，所述通信电源连接到通信系统并且其中所述通信电源和所述通信系统可跨接在所述二线式总线上，配置所述通信电源以提供第一电流、基本恒定的电压和第一功率给所述通信系统；
提供信号处理电源，所述信号处理电源连接到所述信号处理器，并且其中所述信号处理器和所述信号处理电源可跨接到所述二线式总线上，并且与所述通信电源和所述通信系统并联，配置所述信号处理电源以提供第二电流、基本恒定的电压和第二功率给所述信号处理器；
提供驱动电流电源，所述驱动电流电源连接到所述仪器元件，并且其中所述仪器元件和驱动电流电源可跨接到二线式总线上，并且与所述通信电源和通信系统并联以及还与所述信号处理电源和信号处理器并联，配置所述驱动电流电源以提供第三电流、基本恒定的电压和第三功率给仪器元件。
16.如权利要求15的方法，其中所述二线式总线仪器包括流量计发射器并且所述仪器元件包括至少一个流管驱动器和一个或多个拾取传感器。
17.如权利要求15的方法，其中所述二线式总线仪器包括Coriolis流量计发射器。
18.如权利要求15的方法，其中当所述二线式总线仪器传导通信时，二线式总线仪器的阻抗基本上是常数。
19.如权利要求15的方法，其中所述二线式总线仪器基本是内在安全的。
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