模拟量输入电路制造技术

一种模拟量输入电路，其特征在于：由输入电路、隔离电路和控制电路组成，该电路构成如下： 输入电路：输入端０～７通过各自并联的采样电阻Ｒ２和保护二极管ＣＲ１，再通过电阻Ｒ１、电容１０组成的滤波器接Ａ／Ｄ芯片的１～８腿输入端；Ａ／Ｄ芯片的１０、１１、１２、１３腿接地，Ａ／Ｄ芯片的９、２０腿分别通过电容Ｃ９、Ｃ５接地，电源ＩＮ＋、ＩＮ－通过二极管ＣＲ１０接入由稳压块Ｕ６、电容Ｃ７、Ｃ８组成的三端稳压器，输出端１为８Ｖ接Ａ／Ｄ芯片的２０腿，其输入端３接三极管Ｑ１的集电极，Ａ／Ｄ芯片的１９腿接反相器Ｕ４Ｂ的输出端，其输入端接反相器Ｕ４Ａ的输入端、电阻Ｒ１０并联电路，再通过电容Ｃ１接地，构成的振荡电路向Ａ／Ｄ芯片提供一振荡信号，构成Ａ／Ｄ芯片的外围电路； 隔离电路：Ａ／Ｄ芯片的１５腿接光耦片Ｕ９的６腿和通过上拉电阻Ｒ１１接８腿，Ａ／Ｄ芯片的１７腿接光耦片Ｕ８的６腿和通过上拉电阻Ｒ１２接８腿，Ａ／Ｄ芯片的１８腿通过二反相串联连接反相器接光耦片Ｕ７的６腿和通过上拉电阻Ｒ１３接８腿，Ａ／Ｄ芯片的１６腿通过电阻Ｒ３１接三极管Ｑ１的基极，其发射极通过电阻Ｒ１４接光耦片Ｕ５的２腿，光耦片Ｕ９、Ｕ８、Ｕ７的５腿接地，８腿接三端稳压器的８Ｖ输出端，２腿接电源Ｖｃｃ，光耦片Ｕ９的３腿通过电阻Ｒ１７接单片机Ｕ２的２４腿，光耦片Ｕ８的３腿通过电阻Ｒ１６接单片机Ｕ２的２２腿，光耦片Ｕ７的３腿通过电阻Ｒ１５接单片机Ｕ２的２２腿，光耦片Ｕ５的３腿接地，２腿通过电阻Ｒ１４接三极管的发射极，８腿接电源Ｖｃｃ，６腿接单片机Ｕ２的２１腿，６、８腿间并联电阻Ｒ１８，单片机Ｕ２的９、１０腿间并联晶体振荡器Ｙ１、各接电容Ｃ２５、Ｃ２６组成的振荡电路到８腿，光耦片Ｕ５的５腿到单片机Ｕ２的８腿； 控制电路： 单片机Ｕ２的１腿接与非门Ｕ１Ｃ的输出端，电源Ｖｃｃ通过电阻Ｒ２７到数据总线，再通过电阻Ｒ２８到与非门Ｕ１Ａ的输入端，另一输入端接电源Ｖｃｃ，两输入端间并联电容Ｃ２２，输出端接与非门Ｕ１Ｄ的输入端，另一输入端通过电容Ｃ２１接单片机Ｕ２的８腿和通过并联的反相二极管ＣＲ９、电阻Ｒ２７到电源Ｖｃｃ，与非门Ｕ１Ｄ的输出端接非门Ｕ１Ｃ的输入端，另一输入端接电源Ｖｃｃ； 单片机Ｕ２的１３、１４、１５腿到数据总线和通过电阻Ｒ２７到２０腿和电源Ｖｃｃ，单片机Ｕ２的２０腿通过电容Ｃ２４到１９和８腿； 单片机Ｕ２的２５、２６、２７、２８腿分别接拨码开关的１６、１５、１４、１３腿，拨码开关的１、２、３、４腿接单片机Ｕ２的８腿，５、７腿短接后接Ａ／Ｄ芯片的１４腿，６、８短接后接Ａ／Ｄ芯片…。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种输入电路，特别是指一种工业过程自动化控制终端设备对现场模拟量采集的模拟量输入电路，适用于石化、给排水、电力、冶金等领域的工业过程自动化控制终端设备对现场的压力、液位、流量或其它高精度模拟信号采集的模拟量输入电路。
技术介绍
目前，在我国应用于工业过程自动化领域控制设备中对模拟信号量的采集电路，由于电路设计简单，电路没有采取隔离设计，而采集现场又存在信号干扰大的特点，所以，不足之处是造成现有模拟信号量的采集电路，输入信号失真、测量数据不准确，给控制系统的整体控制造成极大影响；其可扩展能力差，不能满足现场采集信号点增加的需要。
技术实现思路
本技术的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而为工业现场设计的模拟量输入电路，输入端通过接线端子与压力、液位、流量、温度变送器，或其他高精度模拟信号源连接使用。8路模拟量输入；输入信号为0-20mA或4-20mA(可调)；12位A/D转换；模拟电路部分与数字电路部分电源隔离，模拟电路部分电源由外接24V提供；数字电路部分电源5V由主控制器提供；与主控制器通过数据总线I2C总线方式通讯；采用光耦隔离技术，可以抵抗现场信号的干扰；4位地址拨码，可同时并联使用16个此种电路。本技术的目的可以通过以下措施来达到一种模拟量输入电路，由输入电路、隔离电路和控制电路组成，该电路构成如下输入电路输入端0～7通过各自并联的采样电阻R2和保护二极管CR1，再通过电阻R1、电容10组成的滤波器接A/D芯片的1～8腿输入端；A/D芯片的10、11、12、13腿接地，A/D芯片的9、20腿分别通过电容C9、C5接地，电源IN+、IN-通过二极管CR10接入由稳压块U6、电容C7、C8组成的三端稳压器，输出端1为8V接A/D芯片的20腿，其输入端3接三极管Q1的集电极，A/D芯片的19腿接反相器U4B的输出端，其输入端接反相器U4A的输入端、电阻R10并联电路，再通过电容C1接地，构成的振荡电路向A/D芯片提供一振荡信号，构成A/D芯片的外围电路；隔离电路A/D芯片的15腿接光耦片U9的6腿和通过上拉电阻R11接8腿，A/D芯片的17腿接光耦片U8的6腿和通过上拉电阻R12接8腿，A/D芯片的18腿通过二反相串联连接反相器接光耦片U7的6腿和通过上拉电阻R13接8腿，A/D芯片的16腿通过电阻R31接三极管Q1的基极，其发射极通过电阻R14接光耦片U5的2腿，光耦片U9、U8、U7的5腿接地，8腿接三端稳压器的8V输出端，2腿接电源Vcc，光耦片U9的3腿通过电阻R17接单片机U2的24腿，光耦片U8的3腿通过电阻R16接单片机U2的22腿，光耦片U7的3腿通过电阻R15接单片机U2的22腿，光耦片U5的3腿接地，2腿通过电阻R14接三极管的发射极，8腿接电源Vcc，6腿接单片机U2的21腿，6、8腿间并联电阻R18，单片机U2的9、10腿间并联晶体振荡器Y1、各接电容C25、C26组成的振荡电路到8腿，光耦片U5的5腿到单片机U2的8腿；控制电路单片机U2的1腿接与非门U1C的输出端，电源Vcc通过电阻R27到数据总线，再通过电阻R28到与非门U1A的输入端，另一输入端接电源Vcc，两输入端间并联电容C22，输出端接与非门U1D的输入端，另一输入端通过电容C21接单片机U2的8腿和通过并联的反相二极管CR9、电阻R27到电源Vcc，与非门U1D的输出端接非门U1C的输入端，另一输入端接电源Vcc；单片机U2的13、14、15腿到数据总线和通过电阻R27到20腿和电源Vcc，单片机U2的20腿通过电容C24到19和8腿；单片机U2的25、26、27、28腿分别接拨码开关的16、15、14、13腿，拨码开关的1、2、3、4腿接单片机U2的8腿，5、7腿短接后接A/D芯片的14腿，6、8短接后接A/D芯片的9腿，11腿接地；芯片U14的2腿输入8V，4腿接地，2、4腿并联电容C2，4、6间接串联的电阻R4、电位器和电阻R3，电位器的调整点接5腿，6腿为5V输出接拨码开关的12腿，其5V输出接串联的电阻R6、电位器、电阻R6、电位器、电阻R6到地，两电位器的两调整点分别接射极跟随器的输入端，射极跟随器的另一输入端分别通过电阻R8、R7接输出端和拨码开关的10、9腿，提供4V、1V电压。本技术与现有技术相比具有如下优点模拟量输入电路可以对压力、液位、流量等模拟信号进行测量；可接入4-20mA直流电流信号，采集分辨率为12位；通过光耦隔离，可以抵抗现场信号的干扰；根据现场要求，设置电路地址，易于电路的扩展；安装方便快捷，安装在7.5mm×35mm的DIN导轨上，连接到系统总线；超过连续信号输入范围的60％不会损坏电路。测量精度在25℃为±0.2％×满量程，在整个温度范围为±0.5％×满量程；在每个通路都设有瞬变抑制器，实现瞬间保护；由于本技术采用的都是工业级元器件，可适应的温度范围为-40℃～70℃，能够在较恶劣的环境下工作。附图说明图1.模拟量输入电路的电路图。具体实施方式请参考图1.模拟量输入电路的电路，该电路由A/D芯片、光耦片、单片机、基准电路、振荡电路、复位电路、分压网络、阻容滤波网络、二极管、三极管、地址拨码开关、三端电源组成的输入电路、隔离电路和控制电路构成。模拟量输入电路通过接线端子接入八路模拟量信号，0-7八路输入端首先分别接入一个高精度采样电阻和一个起瞬电保护作用的二极管IN6269A，然后通过由一个电阻和一个电容组成的阻容滤波网络接入A/D芯片U10LTC1290的输入端CH0-CH7，通过一个三端稳压器U6提供8V的电源给A/D芯片供电，另外由两个反相器U4A、U4B和一个电容、电阻组成的振荡电路给A/D芯片提供振荡信号，其频率由电容、电阻决定。A/D芯片与单片机之间通过加入四个光耦片进行电路的隔离，A/D芯片U10的/CS使能端通过一个10K的上拉电阻接入光耦片U9 6N136的管腿D和C，A/D芯片U10的Din数据输入端通过一个上拉电阻接入另一光耦片U8 6N136的管腿D和C，A/D芯片U10的SCLK串形时钟信号输入端通过两个反相器U4E、U4F和一个上拉电阻接入另一光耦片U7 6N136的管腿D和C。D-端分别通过电阻接入单片机PLC U2管腿24、23、22，PLC U2的管腿21通过接入一个光耦隔离芯片U5和一个三极管与A/D芯片U10的Dout端相连，由一个晶体与两个电容组成的晶体振荡电路接入单片机PLC的9、10管腿，为单片机PLC提供工作频率，管腿13、14、15分别接入一个上拉电阻与电源相连，同时通过数据总线同主控制器相连。由3个与非门组成的复位电路接入单片机的1腿；PLC的25、26、27、28管腿分别接入地址拨码开关的16、15、14、13端；由芯片U14 REF02和电位器、电容、电阻组成的基准电路可提供5V基准，这一电路通过分压网络和电位器、射极跟随器及电阻分别提供了1V和4V的基准。地址拨码开关的的12、10、9端分别接入4V、1V、5V基准电路，通过调节拨码开关，可以将0和5V或1和4V提供给A/D芯片U10作为参考电压。下面结合线路图，对本技术作进一步说明。电路提供了8路模拟量输入，所有的输入端本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：俞凌，庄贵林，
申请(专利权)人：北京安控科技发展有限公司，
类型：实用新型
国别省市：