本實用新型涉及工業(yè)自動化控制技術領域，具體地說是一種多路電氣隔離電流/電壓采集器。

背景技術：

在工業(yè)自動化控制中各類傳感器輸出的模擬量需要變換為數(shù)據(jù)量，這些模擬量可以是電壓或電流，其信號的強度都較弱小，一般都是采用AD專用芯片，專用芯片的分辨率和速度越高價格就越高，而且模擬量和數(shù)據(jù)量不隔離，抗干擾性能差，如果將這些模擬量直接或經(jīng)放大后進行隔離，電路復雜成本高。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術的不足而設計的一種多路電氣隔離電流/電壓采集器，采用自帶隔離的AD轉(zhuǎn)換器和電壓變頻專用芯片，將模擬量經(jīng)芯片內(nèi)電器隔離后變?yōu)轭l率，利用CPU內(nèi)特有的高速門控計數(shù)功能，通過中斷以格林碼算法方式，對各通道進行分時切換，由多路模擬開關進行采集，使得電流、電壓輸入全獨立，充分利用所選擇CPU內(nèi)部提供的強大指令系統(tǒng)，對采集數(shù)據(jù)進行遞推性平滑、濾波和計算，完成多路小信號電流或電壓采集，電路邏輯結(jié)構簡單，抗干擾性能好，性能穩(wěn)定、可靠，精度高，可維護性好，生產(chǎn)成本低。

本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的：一種多路電氣隔離電流/電壓采集器，其特點是該采集器由A傳感器、B傳感器、A多路模擬開關、B多路模擬開關、電流輸入源、跟隨器取樣電路、電壓輸入源、帶電氣隔離AD轉(zhuǎn)換器、通道選擇輸入源、CPU主控電路和帶電氣隔離通訊收發(fā)器組成，所述A傳感器和B傳感器將現(xiàn)場采集的模擬量根據(jù)CPU主控電路發(fā)出的控制信號由電流輸入源和通道選擇輸入源進行電流信號的采集或由電壓輸入源和通道選擇輸入源進行電壓信號的采集；所述A多路模擬開關和B多路模擬開關將A傳感器和B傳感器采集的電流或電壓信號分路后輸入跟隨器取樣電路；所述跟隨器取樣電路將取樣后的模擬量輸入帶電氣隔離AD轉(zhuǎn)換器；所述帶電氣隔離AD轉(zhuǎn)換器將模擬量轉(zhuǎn)換為相應的頻率后輸入CPU主控電路；所述CPU主控電路將輸入的一組頻率值根據(jù)通道選擇所采集的電流或電壓值進行門控計數(shù)以及分路存儲、遞推性平滑、濾波和運算轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，并由帶電氣隔離通訊收發(fā)器以MODBUS通訊協(xié)議進行發(fā)送，實現(xiàn)多路電氣隔離的小信號電流或電壓采集。

本實用新型與現(xiàn)有技術相比具有電路邏輯結(jié)構簡單，性能穩(wěn)定、可靠，抗干擾能力強，精度高，可維護性好，成本低，便于企業(yè)推廣應用。

附圖說明

圖1為本實用新型結(jié)構示意圖。

具體實施方式

參閱附圖1，本實用新型由A傳感器1、B傳感器2、A多路模擬開關3、B多路模擬開關4、電流輸入源5、跟隨器取樣電路6、電壓輸入源7、帶電氣隔離AD轉(zhuǎn)換器8、通道選擇輸入源9、CPU主控電路10和帶電氣隔離通訊收發(fā)器11組成，所述A傳感器1和B傳感器2將現(xiàn)場采集的模擬量根據(jù)CPU主控電路10發(fā)出的控制信號由電流輸入源5和通道選擇輸入源9進行電流信號的采集或由控制電壓輸入源7和通道選擇輸入源9進行電壓信號的采集；所述A多路模擬開關3和B多路模擬開關4將A傳感器1和B傳感器2采集的電流或電壓信號分路后輸入跟隨器取樣電路6；所述跟隨器取樣電路6將取樣后的模擬量輸入帶電氣隔離AD轉(zhuǎn)換器8；所述帶電氣隔離AD轉(zhuǎn)換器8將模擬量轉(zhuǎn)換為相應的頻率后輸入CPU主控電路10；所述CPU主控電路10將輸入的一組頻率值根據(jù)通道選擇所采集的電流或電壓值進行門控計數(shù)以及分路存儲、遞推性平滑、濾波和運算轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，并由帶電氣隔離通訊收發(fā)器11以MODBUS通訊協(xié)議進行發(fā)送，實現(xiàn)多路電氣隔離的小信號電流或電壓采集。

所述帶電氣隔離AD轉(zhuǎn)換器8采用電壓變頻率專用芯片AD7401A，將模擬量經(jīng)芯片內(nèi)電氣隔離后變?yōu)轭l率輸入CPU主控電路10；所述CPU主控電路10采用C8051F314處理器，并利用CPU主控電路10內(nèi)特有的高速門控計數(shù)功能，通過中斷以格林碼算法方式，對各通道進行分時切換，然后由A多路模擬開關3和B多路模擬開關4進行采集；所述A多路模擬開關3和B多路模擬開關4采用CD4051進行分路采集，使得電流和電壓輸入全獨立，而高精度取樣電阻只要一個，成本大大降低，生產(chǎn)工藝簡單，充分利用所選擇CPU主控電路10內(nèi)部提供的強大指令系統(tǒng)，對采集數(shù)據(jù)進行遞推性平滑、濾波和計算，完成多路小信號電流或電壓采集，采用這種方式不僅成本低，抗干擾性能好。

下面以設置在現(xiàn)場采集的8路電流信號和8路電壓信號的具體實施對本實用新型作進一步的詳細說明。

實施例1

對現(xiàn)場采集電流的A傳感器1，以0~20mA電流輸入A多路模擬開關3，A多路模擬開關3根據(jù)CPU主控電路10發(fā)出的CS1和A2-0控制信號，指定控制輸入源5和通道選擇輸入源9進行分路采集后輸入跟隨器取樣電路6，跟隨器取樣電路6將取樣后的模擬量輸入帶電氣隔離AD轉(zhuǎn)換器8，帶電氣隔離AD轉(zhuǎn)換器8將模擬量轉(zhuǎn)換為相應的頻率后輸入CPU主控電路10，CPU主控電路10將輸入的一組頻率值根據(jù)A2-0和CS1通道選擇所采集的電流值進行門控計數(shù)以及分路存儲、遞推性平滑、濾波和運算轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，并由帶電氣隔離通訊收發(fā)器11以MODBUS通訊協(xié)議進行發(fā)送，實現(xiàn)多路電氣隔離的小信號電流采集。

實施例2

對現(xiàn)場采集電流的B傳感器2，以0~200mV電壓輸入B多路模擬開關4，B多路模擬開關4根據(jù)CPU主控電路10發(fā)出的CS2和A2-0控制信號，指定電壓輸入源7和通道選擇輸入源9進行分路采集后輸入跟隨器取樣電路6，跟隨器取樣電路6將取樣后的模擬量輸入帶電氣隔離AD轉(zhuǎn)換器8，帶電氣隔離AD轉(zhuǎn)換器8將模擬量轉(zhuǎn)換為相應的頻率后輸入CPU主控電路10，CPU主控電路10將輸入的一組頻率值根據(jù)A2-0和CS2通道選擇所采集的電壓值進行門控計數(shù)以及分路存儲、遞推性平滑、濾波和運算轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，并由帶電氣隔離通訊收發(fā)器11以MODBUS通訊協(xié)議進行發(fā)送，實現(xiàn)多路電氣隔離的小信號電壓采集。本實用新型采用帶隔離AD轉(zhuǎn)換和CPU特有的高速門控計數(shù)技術，通過中斷進行分時采集，充分利用軟件手段對采集數(shù)據(jù)進行遞推性平滑、濾波和計算，既保證了所采集數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，又不影響采集相應速度，達到多路電流或電壓采集，電路邏輯結(jié)構簡單，成本低，穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強，可維護性好，使企業(yè)效益和社會效益達到最佳。

以上只是對本實用新型做進一步說明，并非用以限制本專利，凡為本實用新型等效實施，均應包含于本專利的權利要求范圍之內(nèi)。