一种信号调理电路、调理方法以及采集箱技术

本申请涉及一种信号调理电路、调理方法以及采集箱，调理电路包括直流电源；与直流电源耦接的接线端子，接线端子包括电源正极端口V+、电源负极端口V

【技术实现步骤摘要】
一种信号调理电路、调理方法以及采集箱


[0001]本申请涉及信号采集的
，尤其是涉及一种信号调理电路、调理方法以及采集箱。

技术介绍

[0002]水利工程是用于控制和调配自然界的地表水和地下水，达到除害兴利的目的而修建的工程。
[0003]水利水电工程现场试验中，经常需要使用种类繁多的各类传感器，较常用的传感器有：振动传感器、压力传感器、位移传感器、液位传感器、流量计、流速仪、温度传感器、拉压力传感器等。试验人员需要针对每一种类型的传感器信号，进行信号数据采集。但是不同传感器的输出信号类型往往是不一样的，如电流型输出传感器、电压型输出传感器、脉冲型输出传感器等，在收集多种传感器信号时，需要根据传感器的信号类型采用专用类型的数据采集装置进行信号数据采集。
[0004]针对上述中的相关技术，专利技术人认为存在有传感器数据采集装置仅可对一种类型的传感器信号进行采集，使用不灵活的缺陷。

技术实现思路

[0005]为了实现传感器数据采集装置可适用于多种传感器，本申请提供一种信号调理电路、调理方法以及采集箱。
[0006]第一方面，本申请提供的一种信号调理电路采用如下的技术方案：一种信号调理电路，包括：直流电源；与直流电源耦接的接线端子，所述接线端子包括电源正极端口V+、电源负极端口V
‑
；所述电源负极端口V
‑
连接于直流电源的负极端；所述电源正极端口V+与直流电源正极端之间依次连接有第一电阻R1、单刀双掷开关SB1、第二电阻R2；所述单刀双掷开关SB1的动触点与第二电阻R2连接，所述单刀双掷开关SB1的静触点A与电源正极端口V+连接，所述单刀双掷开关SB1的静触点B与第一电阻R1连接；所述第二电阻R2的两端为信号输出端。
[0007]通过采用上述技术方案，将单刀双掷开关SB1的动触点掰动至与其上不同的静触点闭合即可使调理电路形成两组不同的电路回路，调理电路可适配两线制外电路无源的传感器的分压需求，将传感器输入的不符合同一数据采集卡的采集范围内的信号转化为符合同一采集范围内的信号，使数据采集卡的同一通道可以采集到多种传感器的信号，且调理电路的组成简单，便于集成于小型设备内携带，从而具有使用灵活的效果。
[0008]优选的，所述直流电源与第二电阻R2之间耦接有单刀三掷开关SB2，所述单刀三掷
开关SB2的动触点与直流电源正极端连接，所述单刀三掷开关SB2的静触点C空置断开，所述单刀三掷开关SB2的静触点D与第二电阻R2连接，所述单刀三掷开关SB2的静触点E与电源正极端口V+连接；所述接线端子还包括第一信号端口S1、第二信号端口S2；所述第一信号端口S1与单刀三掷开关SB2的静触点E之间依次连接有第三电阻R3、第四电阻R4；所述第二信号端口S2与单刀三掷开关SB2的静触点D之间连接有单刀单掷开关SB3；所述信号输出端连接有双刀双掷开关SB4，所述双刀双掷开关SB4的动触点连接信号输出端，所述双刀双掷开关SB4的静触点组1的两个静触点分别连接于第二电阻R2与单刀双掷开关SB1之间、第二信号端口S2与单刀单掷开关SB3之间，所述双刀双掷开关SB4的静触点组2的两个静触点分别连接于第四电阻R4的两端。
[0009]通过采用上述技术方案，掰动开关，使开关的动触点与对应的静触点闭合和/或调节至断开状态，使传感器接入调理电路不同的电阻，且接线端子增设第一信号端口S1与第二信号端口S2，使调理电路可接入两线制、三线制的传感器，而增设单刀三掷开关SB2则是使调理电路可适配外电路有源或是无源的传感器，通过单刀三掷开关SB2将直流电源接入或断开，而各个开关与传感器接入接线端子的端口不同，使调理电路呈现的当前电路组成不同，使调理电路可适配各种类型传感器的分压需求，将不同类型以及不同范围的传感器信号转化为可被同一类型数据采集卡采集的电压信号，使信号采集装置的适配性更高，使用更灵活。
[0010]优选的，所述直流电源为24V直流电源，所述第一电阻R1的阻值为1KΩ，所述第二电阻R2的阻值为250Ω；所述第三电阻R3的阻值为2KΩ，所述第四电阻R4的阻值为1KΩ。
[0011]通过采用上述技术方案，电流型输出传感器输出的电流范围通常在4
‑
20mA电压脉冲型输出传感器输出的电压脉冲最高为直流电源电压，电阻阻值的设置根据电流电压公式、欧姆定律等公式计算可知，经过调理后输出的电压范围在0
‑
5V，适配所有采集范围于
±
10V的数据采集卡，在本领域电气参数采集的数据采集卡中，采集电压值的数据采集卡是目前较为便利、精度较高、技术最为成熟的数据采集卡，因为部分传感器在个别工况下使用时会发生超量程的情况，传感器的输出信号会超过最大值，调理电路将传感器信号调理为0
‑
5V的电压信号，使采集范围于
±
10V的数据采集卡采集和读取传感器经过调理后的电压信号留有余量，让采集范围于
±
10V的数据采集卡的采集范围完全覆盖传感器的输出信号范围，从而减少信号的丢失。
[0012]第二方面，本申请提供一种信号调理方法，采用如下的技术方案：采用如前述信号调理电路进行信号调理的信号调理方法，包括以下步骤：将待获取数据的传感器接入接线端子的对应端口；调节开关至对应状态。
[0013]通过采用上述技术方案，将传感器接入接线端子的对应端口，然后根据传感器的类型调节开关至相对的状态，即可使调理电路当前形成的回路适配当前的传感器类型，从而使调理电路可对多种类型的传感器信号进行处理以输出适配同一类型数据采集卡的电压信号，具有适配性较高的优点。
[0014]优选的，当传感器类型为两线制外电路无源的电流型输出传感器时，具体通过以下方法进行信号采集：传感器分别与电源正极端口V+、电源负极端口V
‑
连接；调节单刀单掷开关SB3至闭合状态；调节单刀三掷开关SB2至动触点与静触点D闭合；调节单刀双掷开关SB1至动触点与静触点A闭合；调节双刀双掷开关SB4至其动触点组与静触点组1闭合。
[0015]通过采用上述技术方案，使当前闭合的回路串联第二电阻R2，根据欧姆定律公式即可获得第二电阻R2分压的电压范围，使调理电路适配两线制外电路无源的电流型输出传感器使用。
[0016]优选的，当传感器类型为两线制外电路无源的电压脉冲型输出传感器时，具体通过以下方法进行信号采集：传感器分别与电源正极端口V+、电源负极端口V
‑
连接；调节单刀单掷开关SB3至闭合状态；调节单刀三掷开关SB2至动触点与静触点D闭合；调节单刀双掷开关SB1至动触点与静触点B闭合；调节双刀双掷开关SB4至其动触点组与静触点组1闭合。
[0017]通过采用上述技术方案，使当前闭合的回路串联第一电阻R1、第二电阻R2，根据欧姆定律公式即可获得第二电阻R2分压的电压范围，使调理电路适配两线制外电路无源的电压脉冲型输出传感器使用。
[0018]优选的，当传感器类型为三线制外电路本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种信号调理电路，其特征在于，包括：直流电源；与直流电源耦接的接线端子，所述接线端子包括电源正极端口V+、电源负极端口V
‑
；所述电源负极端口V
‑
连接于直流电源的负极端；所述电源正极端口V+与直流电源正极端之间依次连接有第一电阻R1、单刀双掷开关SB1、第二电阻R2；所述单刀双掷开关SB1的动触点与第二电阻R2连接，所述单刀双掷开关SB1的静触点A与电源正极端口V+连接，所述单刀双掷开关SB1的静触点B与第一电阻R1连接；所述第二电阻R2的两端为信号输出端。2.根据权利要求1所述的一种信号调理电路，其特征在于，所述直流电源与第二电阻R2之间耦接有单刀三掷开关SB2，所述单刀三掷开关SB2的动触点与直流电源正极端连接，所述单刀三掷开关SB2的静触点C空置断开，所述单刀三掷开关SB2的静触点D与第二电阻R2连接，所述单刀三掷开关SB2的静触点E与电源正极端口V+连接；所述接线端子还包括第一信号端口S1、第二信号端口S2；所述第一信号端口S1与单刀三掷开关SB2的静触点E之间依次连接有第三电阻R3、第四电阻R4；所述第二信号端口S2与单刀三掷开关SB2的静触点D之间连接有单刀单掷开关SB3；所述信号输出端连接有双刀双掷开关SB4，所述双刀双掷开关SB4的动触点连接信号输出端，所述双刀双掷开关SB4的静触点组1的两个静触点分别连接于第二电阻R2与单刀双掷开关SB1之间、第二信号端口S2与单刀单掷开关SB3之间，所述双刀双掷开关SB4的静触点组2的两个静触点分别连接于第四电阻R4的两端。3.根据权利要求1所述的一种信号调理电路，其特征在于，所述直流电源为24V直流电源，所述第一电阻R1的阻值为1KΩ，所述第二电阻R2的阻值为250Ω；所述第三电阻R3的阻值为2KΩ，所述第四电阻R4的阻值为1KΩ。4.采用权利要求1
‑
3任一项所述信号调理电路进行信号调理的信号调理方法，其特征在于，包括以下步骤：将待获取数据的传感器接入接线端子的对应端口；调节开关至对应状态。5.根据权利要求4所述的信号调理方法，其特征在于，当传感器类型为两线制外电路无源的电流型输出传感器时，具体通过以下方法进行信号采集：传感器分别与电源正极端口V+、电源负极端口V

【专利技术属性】
技术研发人员：都启萍，高庆龙，王飞雪，付海峰，邓晓华，饶昌汉，
申请(专利权)人：武汉楚江水利水电工程质量检测有限公司，
类型：发明
国别省市：