專利名稱：：一種直流量采集電路及其采集方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種直流量采集電路及其采集方法，特別是一種在工業(yè)控制領(lǐng)域使用的直流量采集電路及其采集方法。技術(shù)背景在工業(yè)控制領(lǐng)域，經(jīng)常需要采集諸如直流電壓、直流電流等直流量以便對控制對象進(jìn)行控制。在現(xiàn)有技術(shù)中，一般將直流量直接接入輸入和采集信號調(diào)理跟隨電路進(jìn)行測量，但這種采集電路存在以下問題1、由于輸入信號與采集電路不隔離，外部的直流量干擾直接影響采集電路所采集信息的準(zhǔn)確性。2、由于直流量的輸入和斷開不可控，直流量始終輸入，特別是在很多定時輪巡測量的場合，直流量始終輸入大大增加了整個電路板的功耗和故障率。
發(fā)明內(nèi)容為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明要設(shè)計一種直流量輸入隔離、直流量的輸入和斷開可控的新型的隔離式直流量輸入可控的直流量采集電路及其采集方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是這樣實現(xiàn)的一種直流量采集電路，包括輸入直流信號調(diào)理跟隨電路和輸入采集信號調(diào)理跟隨電路，所述的輸入直流信號調(diào)理跟隨電路與雙刀多路模擬開關(guān)的AOUT+、AOUT-端子連接，輸入采集信號調(diào)理跟隨電路與雙刀多路模擬開關(guān)的BOUT+、BOUT-端子連接，所述的雙刀多路模擬開關(guān)的公共端與保持電容連接。本發(fā)明所述的雙刀多路模擬開關(guān)為雙刀四通道模擬開關(guān)控制的多路模擬開關(guān)DG409。本發(fā)明所述的保持電容為感應(yīng)吸收小、漏電流小的聚苯乙烯電容。本發(fā)明所述的保持電容與雙刀多路模擬開關(guān)的管腳8、9連接，輸入直流信號調(diào)理跟隨電路與雙刀多路模擬開關(guān)的管腳5、12連接，輸入采集信號調(diào)理跟隨電路與雙刀多路模擬開關(guān)的管腳6、11連接。本發(fā)明所述的輸入直流信號調(diào)理跟隨電路由雙路運(yùn)放器LM258和RC阻容網(wǎng)絡(luò)組成，雙路運(yùn)放器U1的管腳3、5與電阻R2、R3連接，雙路運(yùn)放器U1的管腳l、2短接，雙路運(yùn)放器U1的管腳6、7短接，雙路運(yùn)放器U1的管腳1、7分別與雙刀多路模擬開關(guān)的管腳6、11連接，雙路運(yùn)放器U1的電源管腳8、4接外部被測電路端子Jl的管腳1、2，電容C2與電阻R4并聯(lián)后兩端分別與電阻R2、R3連接。本發(fā)明所述的輸入采集信號調(diào)理跟隨電路由雙路運(yùn)放器LM258和RC阻容網(wǎng)絡(luò)組成，雙路運(yùn)放器U2的管腳3、5與電阻R5、R6連接，雙路運(yùn)放器U2的管腳1、2短接，雙路運(yùn)放器U2的管腳6、7短接，雙路運(yùn)放器U2的管腳1、7與后續(xù)測量電路端子J2管腳4、5連接；雙路運(yùn)放器U2的電源管腳8、4接后續(xù)測量電路端子J2的管腳1、2，電容C2與電阻R4并聯(lián)后兩端分別與電阻R2、R3連接。一種直流量采集電路的采集方法是這樣實現(xiàn)的所述的方法包括以下步驟-步驟l:開始；步驟2:保持電容22放電設(shè)置雙刀多路模擬開關(guān)21對應(yīng)管腳A0、Al、EN分別為O、0、1，雙刀多路模擬開關(guān)21將保持電容22與外部地連接，保持電容22放電，為直流量采集準(zhǔn)備；步驟3:直流量輸入設(shè)置雙刀多路模擬開關(guān)21對應(yīng)管腳A0、Al、EN分別為O、1、1，雙刀多路模擬開關(guān)21將保持電容22與外部直流量連接，采集外部直流量；步驟4:直流量采集設(shè)置雙刀多路模擬開關(guān)21對應(yīng)管腳A0、Al、EN分別為l、0、1，雙刀多路模擬開關(guān)21將保持電容22與內(nèi)部采集電路連接，為后續(xù)采集電路提供與外部直流量隔離等同大小的差模信號；步驟5:直流量輸入斷開設(shè)置雙刀多路模擬開關(guān)21對應(yīng)管腳AO、Al、EN分別為1、1、1，雙刀多路模擬開關(guān)21將保持電容22懸空，內(nèi)外部電路隔離斷開；步驟6:判斷是否結(jié)束？否，則轉(zhuǎn)步驟l;是，則退出。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有以下有益效果1、由于本發(fā)明輸入直流信號與采集電路隔離，外部直流信號的干擾不影響整個系統(tǒng)。2、由于本發(fā)明直流量的輸入和斷開可控，非常適合定時輪巡測量的場合，同時還減少能耗、降低故障率。3、由于本發(fā)明設(shè)計的直流量采集方法只用一個多路模擬開關(guān)和保持電容配合的簡單電路就可以實現(xiàn)四種工作方式的直流量輸入采集，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，工作方式靈活可控。本發(fā)明共有附圖2張，其中圖1是直流量采集電路的結(jié)構(gòu)框圖。圖2是直流量采集電路的電路圖。圖中，21、雙刀多路模擬開關(guān)，22、保持電容，23、輸入直流信號調(diào)理跟隨電路，24、輸入采集信號調(diào)理跟隨電路。具體實施方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說明。一種直流量采集電路，包括輸入直流信號調(diào)理跟隨電路23和輸入采集信號調(diào)理跟隨電路24，所述的輸入直流信號調(diào)理跟隨電路23與雙刀多路模擬開關(guān)21的AOUT+、AOUT-端子連接，輸入采集信號調(diào)理跟隨電路24與雙刀多路模擬開關(guān)21的BOUT+、BOUT-端子連接，所述的雙刀多路模擬開關(guān)21的公共端與保持電容22連接。所述的雙刀多路模擬開關(guān)21為雙刀四通道模擬開關(guān)控制的多路模擬開關(guān)DG409。所述的保持電容22為感應(yīng)吸收小、漏電流小的聚苯乙烯電容。所述的保持電容22與雙刀多路模擬開關(guān)21的管腳8、9連接；輸入直流信號調(diào)理跟隨電路23與雙刀多路模擬開關(guān)21的管腳5、12連接，輸入采集信號調(diào)理跟隨電路24與雙刀多路模擬開關(guān)21的管腳6、11連接。所述的輸入直流信號調(diào)理跟隨電路23由雙路運(yùn)放器LM258和RC阻容網(wǎng)絡(luò)組成，雙路運(yùn)放器U1的管腳3、5與電阻R2、R3連接，雙路運(yùn)放器U1的管腳1、2短接，雙路運(yùn)放器U1的管腳6、7短接，雙路運(yùn)放器U1的管腳1、7分別與雙刀多路模擬開關(guān)21的管腳6、11連接，雙路運(yùn)放器U1的電源管腳8、4接外部被測電路端子J1的管腳1、2，電容C2與電阻R4并聯(lián)后兩端分別與電阻R2、R3連接。所述的輸入采集信號調(diào)理跟隨電路24由雙路運(yùn)放器LM258和RC阻容網(wǎng)絡(luò)組成，雙路運(yùn)放器U2的管腳3、5與電阻R5、R6連接，雙路運(yùn)放器U2的管腳1、2短接，雙路運(yùn)放器U2的管腳6、7短接，雙路運(yùn)放器U2的管腳1、7與后續(xù)測量電路端子J2管腳4、5連接，雙路運(yùn)放器U2的電源管腳8、4接后續(xù)測量電路端子J2的管腳1、2，電容C2與電阻R4并聯(lián)后兩端分別與電阻R2、R3連接。一種直流量采集電路的采集方法包括以下步驟步驟l:開始。步驟2:保持電容22放電設(shè)置雙刀多路模擬開關(guān)21對應(yīng)管腳A0、Al、EN分別為O、0、1,此時雙刀多路模擬開關(guān)21將保持電容22與外部地連接，保持電容22放電，為直流量采集準(zhǔn)備。步驟3:直流量輸入設(shè)置雙刀多路模擬開關(guān)21對應(yīng)管腳A0、Al、EN分別為O、1、1，此時雙刀多路模擬開關(guān)21將保持電容22與外部直流量連接，采集外部直流量。步驟4:直流量采集設(shè)置雙刀多路模擬開關(guān)21對應(yīng)管腳A0、Al、EN分別為l、0、1，此時雙刀多路模擬開關(guān)21將保持電容22與內(nèi)部采集電路連接，為后續(xù)采集電路提供與外部直流量隔離等同大小的差模信號。步驟5:直流量輸入斷開設(shè)置雙刀多路模擬開關(guān)21對應(yīng)管腳AO、Al、EN分別為1、1、1，此時雙刀多路模擬開關(guān)21將保持電容22懸空，此時內(nèi)外部電路隔離斷開。步驟6:判斷是否結(jié)束？否，則轉(zhuǎn)步驟l;是，則退出。本發(fā)明的工作原理如下采用INTERSIL公司的雙刀多路模擬開關(guān)21，采用TTL控制電平進(jìn)行通道選擇控制，可提供雙刀四通道模擬開關(guān)控制，通過對雙刀多路模擬開關(guān)21的控制信號AO、Al、EN的控制，實現(xiàn)對保持電容22放電、充電、電能保持、懸空的四種工作狀態(tài)的控制，進(jìn)而通過保持電容22四種工作狀態(tài)的控制間接實現(xiàn)了如表1所示的保持電容22放電、直流量輸入、直流量采集、直流量輸入斷開的四項功能，從而實現(xiàn)了輸入直流量與采集電路隔離、直流量的輸入和斷開可控的功能。表1:DG409的控制信號A0、Al、EN與保持電容22工作狀態(tài)對應(yīng)表<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權(quán)利要求1、一種直流量采集電路，包括輸入直流信號調(diào)理跟隨電路(23)和輸入采集信號調(diào)理跟隨電路(24)，其特征在于所述的輸入直流信號調(diào)理跟隨電路(23)與雙刀多路模擬開關(guān)(21)的AOUT+、AOUT-端子連接，輸入采集信號調(diào)理跟隨電路(24)與雙刀多路模擬開關(guān)(21)的BOUT+、BOUT-端子連接，所述的雙刀多路模擬開關(guān)(21)的公共端與保持電容(22)連接。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流量采集電路，其特征在于所述的雙刀多路模擬開關(guān)(21)為雙刀四通道模擬開關(guān)控制的多路模擬開關(guān)DG409。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流量采集電路，其特征在于所述的保持電容(22)為感應(yīng)吸收小、漏電流小的聚苯乙烯電容。4、根據(jù)權(quán)利要求2所述的直流量采集電路，其特征在于所述的保持電容(22)與雙刀多路模擬開關(guān)(21)的管腳8、9連接，輸入直流信號調(diào)理跟隨電路(23)與雙刀多路模擬開關(guān)(21)的管腳5、12連接，輸入采集信號調(diào)理跟隨電路(24)與雙刀多路模擬開關(guān)(21)的管腳6、ll連接。5、根據(jù)權(quán)利要求2所述的直流量采集電路，其特征在于所述的輸入直流信號調(diào)理跟隨電路(23)由雙路運(yùn)放器LM258和RC阻容網(wǎng)絡(luò)組成，雙路運(yùn)放器U1的管腳3、5與電阻R2、R3連接，雙路運(yùn)放器U1的管腳1、2短接，雙路運(yùn)放器U1的管腳6、7短接，雙路運(yùn)放器U1的管腳1、7分別與雙刀多路模擬開關(guān)(21)的管腳6、ll連接，雙路運(yùn)放器U1的電源管腳8、4接外部被測電路端子Jl的管腳1、2，電容C2與電阻R4并聯(lián)后兩端分別與電阻R2、R3連接。6、根據(jù)權(quán)利要求2所述的直流量采集電路，其特征在于所述的輸入采集信號調(diào)理跟隨電路(24)由雙路運(yùn)放器LM258和RC阻容網(wǎng)絡(luò)組成，雙路運(yùn)放器U2的管腳3、5與電阻R5、R6連接，雙路運(yùn)放器U2的管腳1、2短接，雙路運(yùn)放器U2的管腳6、7短接，雙路運(yùn)放器U2的管腳1、7與后續(xù)測量電路端子J2管腳4、5連接，雙路運(yùn)放器U2的電源管腳8、4接后續(xù)測量電路端子J2的管腳l、2，電容C2與電阻R4并聯(lián)后兩端分別與電阻R2、R3連接。7、一種直流量采集電路的采集方法，其特征在于包括以下步驟步驟l:開始；步驟2:保持電容22放電設(shè)置雙刀多路模擬開關(guān)21對應(yīng)管腳A0、Al、EN分別為O、0、1，雙刀多路模擬開關(guān)21將保持電容22與外部地連接，保持電容22放電，為直流量采集準(zhǔn)備；步驟3:直流量輸入設(shè)置雙刀多路模擬開關(guān)21對應(yīng)管腳A0、Al、EN分別為O、1、1，雙刀多路模擬開關(guān)21將保持電容22與外部直流量連接，采集外部直流量；步驟4:直流量采集設(shè)置雙刀多路模擬開關(guān)21對應(yīng)管腳A0、Al、EN分別為l、0、1，雙刀多路模擬開關(guān)21將保持電容22與內(nèi)部采集電路連接，為后續(xù)采集電路提供與外部直流量隔離等同大小的差模信號；步驟5:直流量輸入斷開設(shè)置雙刀多路模擬開關(guān)21對應(yīng)管腳AO、Al、EN分別為1、1、1，雙刀多路模擬開關(guān)21將保持電容22懸空，內(nèi)外部電路隔離斷開；步驟6:判斷是否結(jié)束？否，則轉(zhuǎn)步驟l;是，則退出。全文摘要本發(fā)明公開了一種直流量采集電路及其采集方法，所述的采集電路包括輸入直流信號調(diào)理跟隨電路和輸入采集信號調(diào)理跟隨電路，所述的輸入直流信號調(diào)理跟隨電路與雙刀多路模擬開關(guān)的AOUT+、AOUT-端子連接，輸入采集信號調(diào)理跟隨電路與雙刀多路模擬開關(guān)的BOUT+、BOUT-端子連接，所述的雙刀多路模擬開關(guān)的公共端與保持電容連接。所述的雙刀多路模擬開關(guān)為雙刀四通道模擬開關(guān)控制的雙刀多路模擬開關(guān)。本發(fā)明實現(xiàn)了輸入直流信號與采集電路隔離、直流量的輸入和斷開可控，非常適合定時輪巡測量的場合。本發(fā)明所述的采集方法可以實現(xiàn)四種工作方式的直流量輸入采集，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，工作方式靈活可控。文檔編號G01R19/00GK101403770SQ200810228700公開日2009年4月8日申請日期2008年11月10日優(yōu)先權(quán)日2008年11月10日發(fā)明者趙殿濱申請人:中國北車股份有限公司大連電力牽引研發(fā)中心