一种电压电流信号采集装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种电压电流信号采集装置，包括开关选择单元、电压信号调理单元、电流采集单元和控制单元；所述开关选择单元的输入端与信号接线端子连接，输出端连接电流采集单元，使能端与控制单元连接；所述电流采集单元输出端与控制单元连接；所述电压信号调理单元输入端连接信号接线端子，输出端连接控制单元；本实用新型专利技术在不需要手动更改跳线器状态情况下，既能采集电压信号也能采集电流信号。并且在采集电流信号时，当接入了超过幅值的电压信号能及时切断电压信号，实现了对控制单元的保护。保护。保护。

【技术实现步骤摘要】
一种电压电流信号采集装置


[0001]本技术属于工业数据采集领域，尤其涉及一种电压电流信号采集装置。

技术介绍

[0002]变频器经常要外接各种传感器，传感器输出电流信号或者电压信号，电流信号通常是4
‑
20mA，电压信号通常是0
‑
10V。当传感器是电流信号时，通常在通道上并联一个几百欧姆的电阻，将电流转换成电压，但是当输入信号是电压信号时，由于采样电阻阻值较低，采样电阻将消耗很大功率，导致电阻严重发热，有可能损坏传感器。
[0003]传统采集通道对于这种问题的解决办法是通道的接线端子处放置一个跳线器，跳线器的一端接端子，一端接电流采样电阻，当输入信号是电压信号时，手动用跳线器将采样电阻与接线端子断开，如果输入是电流信号，手动用跳线器将采样电阻与接线端子连接。电路板一般都内置在壳体内，手动更改跳线器状态需要打开壳体，这样操作比较麻烦，如果操作错误还有可能损坏器件。

技术实现思路

[0004]本技术所要解决的技术问题为提供一种电压电流信号采集装置，以解决手动更改跳线器的问题。
[0005]为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：
[0006]一方面，本技术提供了一种电压电流信号采集装置，包括开关选择单元、电压信号调理单元、电流采集单元和控制单元；所述开关选择单元的输入端与信号接线端子连接，输出端连接电流采集单元，使能端与控制单元连接，所述开关选择单元根据控制单元的指令控制信号接线端子的信号是否进入电流采集单元；所述电流采集单元接收开关选择单元输入的电流信号，并将电流信号转换成电压信号输入控制单元；所述电压信号调理单元输入端连接信号接线端子，对输入的电压信号进行电压幅值转换后输入控制单元；所述控制单元，用于控制开关选择单元的开关是否闭合及将输入的电压幅值和电压信号转换成对应的数字量。优选的，所述开关选择单元由模拟开关芯片组成，所述模拟开关的输入端与信号接线端子连接，输出端与电流采集单元连接，模拟开关使能端与控制单元连接。
[0007]优选的，所述开关选择单元由模拟开关芯片组成。
[0008]优选的，所述电压信号调理单元由电压跟随器和电压幅值变化电路构成。
[0009]优选的，所述电流信号采集单元由采样电阻组成。
[0010]优选的，所述电流信号采集单元中还包括保护单元，所述保护单元包括稳压二极管，当采样电阻上的电压值超过稳压二极管的电压时，电压值将被钳位到安全值，从而起到保护控制单元的作用。
[0011]优选的，还包括人机对话模块，所述人机对话模块与控制单元连接。
[0012]优选的，所述控制单元为单片机或DSP。
[0013]与现有技术相比，有益效果：
[0014]本申请通过控制单元控制开关选择单元内开关的分开，使电压信号进入不了电流采样及保护单元，只能进入电压信号调理单元；当信号接线端子上的信号是电流信号时，控制单元将开关选择单元内的开关闭合。实现了不需要手动更改跳线器状态就可以用一个通道对电压电流信号的采集。并且在采集电流信号时接入了超过幅值的电压信号，还能实现对控制单元的保护，有效避免损坏器件。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0016]图1为本技术一实施例提供的电压电流信号采集装置的框图；
[0017]图2为本技术又一实施例提供的电压电流信号采集装置的框图；
[0018]图3为本技术一实施例提供的电压信号调理单元电路示意图。
具体实施方式
[0019]为使本技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。下面结合附图对本技术的实施例进行详细说明。
[0020]如图1所示，一种电压电流信号采集装置，包括开关选择单元1、电压信号调理单元3、电流采集单元2和控制单元4；开关选择单元1的输入端与信号接线端子连接，输出端连接电流采集单元2，使能端与控制单元4连接，开关选择单元1根据控制单元4的指令控制信号接线端子的信号是否进入电流采集单元2；电流采集单元2接收开关选择单元1输入的电流信号，并将电流信号转换成电压信号输入控制单元4；电压信号调理单元3输入端连接信号接线端子，对输入的电压信号进行电压幅值转换后输入控制单元4；控制单元4，用于控制开关选择单元1的开关是否闭合及将输入的电压幅值和电压信号转换成对应的数字量。
[0021]进一步，开关选择单元1由模拟开关芯片组成，模拟开关的输入端与信号接线端子连接，输出端与电流采集单元连接，模拟开关使能端与控制单元连接。控制单元通过图1中con使能端可以控制开关选择单元内部开关是否闭合。
[0022]进一步，电流信号采集单元2由采样电阻组成，信号接线端子的电流信号经由开关选择电路后进入电流信号采集单元，转换电压信号后到达控制单元。
[0023]如图2所示，在本技术又一实施例中，电流信号采集单元中还包括保护单元，电流信号采集单元2和保护单元组成了电流信号采集及保护单元21，保护单元包括稳压二极管，当采样电阻上的电压值超过稳压二极管的电压时，电压值将被钳位到安全值，从而起到保护控制单元的作用。
[0024]在一优选实施例中，电压信号调理单元3由电压跟随器和电压幅值变化电路构成。
[0025]具体的,如图3所示， U1、R1组成电压跟随器，R1选择大阻值电阻，电压跟随器起到
阻抗变化的作用，提高电压信号调理单元3的输入阻抗，降低对来自信号接线端子的信号的影响；U2、R2、R3、R4、R5组成电压幅值变化电路，起到按比例缩小电压的作用。电压信号调理单元3在不影响来自信号接线端子的电压信号前提下，将其转换成控制单元4能接受的电压幅值。例如，传感器输出的电压信号幅值一般0
‑
10V，控制单元4能接受的电压信号幅值是0
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3.3V，电压信号调理单元3就是将外边传感器输出的0
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10V转换成0
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3.3V后送到控制单元4。
[0026]进一步，控制单元4为单片机或DSP。
[0027]具体的，控制单元4是具有编程功能的器件，可以与触摸屏、电脑监控界面等具有人机对话功能的模块通信，能将模拟量变成数字量，且不少于2个采样通道、2个数模转换接口，并且有可用于输出的数字管脚。
[0028]在本技术又一实施例中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电压电流信号采集装置，其特征在于：包括开关选择单元、电压信号调理单元、电流采集单元和控制单元；所述开关选择单元的输入端与信号接线端子连接，输出端连接电流采集单元，使能端与控制单元连接，所述开关选择单元根据控制单元的指令控制信号接线端子的信号是否进入电流采集单元；所述电流采集单元接收开关选择单元输入的电流信号，并将电流信号转换成电压信号输入控制单元；所述电压信号调理单元输入端连接信号接线端子，对输入的电压信号进行电压幅值转换后输入控制单元；所述控制单元，用于控制开关选择单元的开关是否闭合及将输入的电压幅值和电压信号转换成对应的数字量。2.根据权利要求1所述的电压电流信号采集装置，其特征在于：所述开关选择单元由模拟开关芯片组成。...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘雷，杨波，凌藏，封安波，张玉成，
申请(专利权)人：徐州中矿大传动与自动化有限公司，
类型：新型
国别省市：