一種自適應(yīng)變送器電流平均值電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于傳感器技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種旋轉(zhuǎn)軸平行于水平面的角度傳感器及 角度測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在很多情況下，同一參數(shù)測量的結(jié)果需要使用多點(diǎn)測量值的平均值。當(dāng)測量系統(tǒng) 的傳感器輸入通道數(shù)量不夠，特別是測量系統(tǒng)在設(shè)計之初是使用單個參數(shù)測量變送器進(jìn)行 參數(shù)測量與變送，需要增加參數(shù)測量變送器的數(shù)量，改成使用多點(diǎn)測量值的平均值方案時， 測量系統(tǒng)將面臨需要重新設(shè)計的情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是為多點(diǎn)測量電流值的平均值計算提供一種解決方案，即能夠自動 判斷計算多個變送器電流的平均值并輸出的電路。
[0004] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種自適應(yīng)變送器電流平均值電路，由模擬開 關(guān)電流平均值單元、輸入信號比較單元、邏輯控制單元、電流平均值放大變送單元組成。
[0005] 所述模擬開關(guān)電流平均值單元包括多路開關(guān)分流支路1-4;所述多路開關(guān)分流 支路1 - 4各設(shè)有1個電流輸入端，多路開關(guān)分流支路1 - 4的電流輸入端分別輸入電流 II- 14 ;所述模擬開關(guān)電流平均值單元還設(shè)有分流輸出端。
[0006] 所述多路開關(guān)分流支路1由取樣電阻R1、多路開關(guān)U1W及分流電阻R11、分流電 阻R12、分流電阻R13、分流電阻R14組成；取樣電阻R1串聯(lián)在輸入電流II回路中，其輸入 電流II流出端連接至公共地；取樣電阻R1的輸入電流II流入端設(shè)為取樣電壓輸出端VI; 多路開關(guān)U1包括有公共端X和4個通道端X0 -X3,通斷選擇控制端A、B，W及使能控制端 INH;分流電阻R11、分流電阻R12、分流電阻R13、分流電阻R14的一端分別連接至U1的4個 通道端X0 -X3,另外一端并聯(lián)至分流輸出端；U1的公共端X連接至取樣電阻R1的輸入電 流II流入端。
[0007] 所述多路開關(guān)分流支路2由取樣電阻R2、多路開關(guān)U2W及分流電阻R21、分流電 阻R22、分流電阻R23、分流電阻R24組成；多路開關(guān)分流支路3由取樣電阻R3、多路開關(guān)U3 W及分流電阻R31、分流電阻R32、分流電阻R33、分流電阻R34組成；多路開關(guān)分流支路4由 取樣電阻R4、多路開關(guān)U4W及分流電阻R41、分流電阻R42、分流電阻R43、分流電阻R44組 成；多路開關(guān)分流支路2 - 4的結(jié)構(gòu)與多路開關(guān)分流支路1相同；所述取樣電阻R2的輸入 電流12流入端設(shè)為取樣電壓輸出端V2 ;所述取樣電阻R3的輸入電流13流入端設(shè)為取樣 電壓輸出端V3 ;所述取樣電阻R4的輸入電流14流入端設(shè)為取樣電壓輸出端V4。
[000引所述多路開關(guān)U1 -U4均設(shè)有通斷選擇控制端B、A和使能控制端INH。
[0009] 所述模擬開關(guān)電流平均值單元還包括有電阻R0;電阻R0的兩端分別連接至分流 輸出端和公共地。
[0010] 所述輸入信號比較單元由4個比較器CA1-CA4和電位器RW1組成；電位器RW1 的滑動端為比較電壓闊值端VREF，比較電壓闊值端V服F連接至所有4個比較器CAl - CA4 的負(fù)輸入端；比較器CA1 - CA4的正輸入端分別連接至取樣電壓VI - V4,輸出端輸出開關(guān) 控制信號SW1 - SW4。
[0011] 所述開關(guān)控制信號SW1 - SW4分別連接至多路開關(guān)U1 - U4的使能控制端1畑。
[0012] 所述邏輯控制單元為組合邏輯電路，輸入是開關(guān)控制信號SW1 - SW4,輸出多路開 關(guān)控制信號S2、S1; 開關(guān)控制信號SW1 - SW4與多路開關(guān)控制信號S2、S1之間的邏輯關(guān)系是：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種自適應(yīng)變送器電流平均值電路，其特征在于： 由模擬開關(guān)電流平均值單元、輸入信號比較單元、邏輯控制單元、電流平均值放大變送 單元組成； 所述模擬開關(guān)電流平均值單元包括多路開關(guān)分流支路1 一 4 ;所述多路開關(guān)分流支路 1 一 4各設(shè)有1個電流輸入端，多路開關(guān)分流支路1 一 4的電流輸入端分別輸入電流Il 一 14 ;所述模擬開關(guān)電流平均值單元還設(shè)有分流輸出端； 所述多路開關(guān)分流支路1由取樣電阻R1、多路開關(guān)Ul以及分流電阻R11、分流電阻 Rl2、分流電阻Rl3、分流電阻R14組成；取樣電阻Rl串聯(lián)在輸入電流11回路中，其輸入電流 Il流出端連接至公共地；取樣電阻Rl的輸入電流Il流入端設(shè)為取樣電壓輸出端Vl ;多路 開關(guān)Ul包括有公共端X和4個通道端XO - X3,通斷選擇控制端A、B，以及使能控制端INH ; 分流電阻R11、分流電阻R12、分流電阻R13、分流電阻R14的一端分別連接至Ul的4個通道 端XO - X3,另外一端并聯(lián)至分流輸出端；Ul的公共端X連接至取樣電阻Rl的輸入電流Il 流入端； 所述多路開關(guān)分流支路2由取樣電阻R2、多路開關(guān)U2以及分流電阻R21、分流電阻 R22、分流電阻R23、分流電阻R24組成；多路開關(guān)分流支路3由取樣電阻R3、多路開關(guān)U3以 及分流電阻R31、分流電阻R32、分流電阻R33、分流電阻R34組成；多路開關(guān)分流支路4由 取樣電阻R 4、多路開關(guān)U4以及分流電阻R41、分流電阻R42、分流電阻R43、分流電阻R44組 成；多路開關(guān)分流支路2 - 4的結(jié)構(gòu)與多路開關(guān)分流支路1相同；所述取樣電阻R2的輸入 電流12流入端設(shè)為取樣電壓輸出端V2 ;所述取樣電阻R3的輸入電流13流入端設(shè)為取樣 電壓輸出端V3 ;所述取樣電阻R4的輸入電流14流入端設(shè)為取樣電壓輸出端V4 ; 所述多路開關(guān)Ul - U4均設(shè)有通斷選擇控制端B、A和使能控制端INH ; 所述模擬開關(guān)電流平均值單元還包括有電阻RO ;電阻RO的兩端分別連接至分流輸出 端和公共地； 所述輸入信號比較單元由4個比較器CAl - CA4和電位器RWl組成；電位器RWl的滑 動端為比較電壓閾值端VREF，比較電壓閾值端VREF連接至所有4個比較器CAl - CA4的負(fù) 輸入端；比較器CAl - CA4的正輸入端分別連接至取樣電壓Vl - V4,輸出端輸出開關(guān)控制 信號 SWl - SW4 ; 所述開關(guān)控制信號SWl - SW4分別連接至多路開關(guān)Ul - U4的使能控制端INH ; 所述邏輯控制單元為組合邏輯電路，輸入是開關(guān)控制信號SWl - SW4,輸出多路開關(guān)控 制信號S2、S1 ; 開關(guān)控制信號SWl - SW4與多路開關(guān)控制信號S2、SI之間的邏輯關(guān)系是：
所述多路開關(guān)Ul - U4的通斷選擇控制端B并聯(lián)后連接至多路開關(guān)控制信號S2,通斷 選擇控制端A并聯(lián)后連接至多路開關(guān)控制信號Sl ; 所述電流平均值放大變送單元由電流變送器UOl和三極管VOl、電容COl組成； 所述多路開關(guān)分流支路1一 4中各電阻參數(shù)為：
所述R為取樣電阻的阻值，范圍在50 Ω - 200 Ω ;所述左為電流平均值放大變送單元 的電流放大倍數(shù)。
2. 如權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)變送器電流平均值電路，其特征在于：所述多路開關(guān) Ul - U4均選擇多路模擬開關(guān)器件⑶4052。
3. 如權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)變送器電流平均值電路，其特征在于：所述邏輯控制單 元的邏輯功能采用ROM實(shí)現(xiàn)。
4. 如權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)變送器電流平均值電路，其特征在于：所述比較器 CAl - CA4 選擇 LM339。
5. 如權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)變送器電流平均值電路，其特征在于：所述電流變送器 UOl 選擇 XTRl 15。
6. 如權(quán)利要求5所述的自適應(yīng)變送器電流平均值電路，其特征在于：所述三極管VOl 的集電極、基極、發(fā)射極分別連接至電流變送器UOl的電源端U+、基極端B、發(fā)射極端E ;電 容COl的一端連接至電流變送器UOl的電源端U+，另外一端連接至電流變送器UOl的變送 電流輸出端Iout ;電流變送器UOl的電流輸入端Iin為變送電流輸入端，IRET為變送電流 返回端；電流變送器UOl的變送電流輸出端Iout和電源端U+共同組成平均值電流變送輸 出端IOUT ;電流變送器UOl的變送電流返回端IRET連接至公共地。
【專利摘要】本發(fā)明公開的一種自適應(yīng)變送器電流平均值電路，由模擬開關(guān)電流平均值單元、輸入信號比較單元、邏輯控制單元、電流平均值放大變送單元組成，設(shè)有4個電流輸入端，1個平均值電流變送輸出端，能夠自動判別各電流輸入端的輸入電流是否輸入并有效，將有效的輸入端電流平均值計算出來，并從平均值電流變送輸出端輸出。所述電路可以用在需要計算多個變送器電流的平均值并輸出的場合。
【IPC分類】G01R19-00
【公開號】CN104749414
【申請?zhí)枴緾N201510001157
【發(fā)明人】凌云, 孔玲爽, 袁川來, 李勇, 羅樹英
【申請人】湖南工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年1月5日