【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电信号采集，尤其涉及一种电压和电流的信号采集电路及其故障诊断方法。
技术介绍
1、现有的信号采集电路，通常是将一路传感器、滤波电路、调理电路输入到mcu的adc进行处理，功能较为单一，同时在实际使用中，任何元器件参数的变化，如电源电压的波动、元件的老化、半导体元件参数随温度变化而产生的变化等，都将产生输出信号的漂移，可靠性不高。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种电压和电流的信号采集电路及其故障诊断方法，解决现有的信号采集电路存在功能单一和可靠性不高的技术问题。
2、为达到上述目的，本专利技术是采用下述技术方案实现的：
3、第一方面，本专利技术提供了一种电压和电流的信号采集电路，包括处理终端和两个采集单元，所述采集单元的输入端和输出端分别连接至待采集信号源和所述处理终端，两个所述采集单元中至少包括一个相同的电压采集使能单元，所述电压采集使能单元用于切换电压信号采集模式；任一所述采集单元中包括电流采集使能单元，所述电流采集使能单元用于切换电流信号采集模式。
4、可选的，所述采集单元的输入端还设置有滤波电路；所述滤波电路为emc滤波电路，包括瞬态电压抑制管d1和电容c1，所述瞬态电压抑制管d1和所述电容c1的一端均接地，另一端均连接至所述采集单元的输入端。
5、可选的，所述采集单元的输出端还设置有信号调理电路；所述信号调理电路包括电阻r3、电容c2、运放u1a、电阻r4以及电容c3；所述电阻
6、可选的，所述采集单元分别记为第一采集单元和第二采集单元，所述第一采集单元包括电阻r2和电阻r5，所述第二采集单元包括电阻r8和电阻r11，所述电阻r2和所述电阻r8一端连接至所述处理终端，所述电阻r2的另一端经所述电阻r5、所述电阻r11接地，所述电阻r8的另一端连接至所述电阻r5和所述电阻r11的公共端。
7、可选的，所述电压切换使能单元包括电阻r6和mos管q3；所述mos管q3的栅极连接使能信号v_en；所述mos管q3的漏极经电阻r6连接至所述电阻r2和所述处理终端之间；所述mos管q3的源极接地。
8、可选的，所述电流切换使能单元包括电阻r15、电阻r16、mos管q5以及电阻r14；所述电阻r15和所述电阻r16串联于所述mos管q5的栅极和源极之间，所述电阻r15和所述电阻r16的公共端连接使能信号ma_en；所述电阻r11经所述电阻r14接地，所述mos管q5的源极和漏极分别连接至所述电阻r14两端，所述mos管q5的源极接地。
9、可选的，所述处理终端采用单片机芯片。
10、可选的，所述信号采集电路还包括基准源检测电路，所述基准源检测电路包括基准源vref和mos管q7，所述mos管q7的栅极连接使能信号check_en；所述mos管q7的源极和漏极分别连接至所述基准源vref和所述采集单元的输入端。
11、第二方面，本专利技术提供了一种信号采集电路的故障诊断方法，基于上述的电压和电流的信号采集电路，所述故障诊断方法包括：
12、断开待采集信号源，令使能信号check_en为高电平，接入基准源vref；
13、获取两个采集单元输出的电压信号，并计算电压信号与基准源vref的差值绝对值，记为第一电压差值和第二电压差值；
14、若第一电压差值和/或第二电压差值大于预设的检测差值阈值，则第一电压差值和/或第二电压差值对应的采集单元存在故障。
15、可选的，所述故障诊断方法周期性启动。
16、与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：
17、本专利技术提供的一种电压和电流的信号采集电路及其故障诊断方法，1）信号采集电路，通过电压/电流采集使能单元切换电压/电流信号采集模式，支持更多的采集输入信号；同时采用两个采集单元，通过双冗余信号采集电路，信号采集更可靠；2）故障诊断方法能够周期性的对信号采集电路进行故障诊断，保证系统工作的可靠性。
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1.一种电压和电流的信号采集电路，其特征在于，包括处理终端和两个采集单元，所述采集单元的输入端和输出端分别连接至待采集信号源和所述处理终端，两个所述采集单元中至少包括一个相同的电压采集使能单元，所述电压采集使能单元用于切换电压信号采集模式；任一所述采集单元中包括电流采集使能单元，所述电流采集使能单元用于切换电流信号采集模式。
2.根据权利要求1所述的电压和电流的信号采集电路，其特征在于，所述采集单元的输入端还设置有滤波电路；所述滤波电路为EMC滤波电路，包括瞬态电压抑制管D1和电容C1，所述瞬态电压抑制管D1和所述电容C1的一端均接地，另一端均连接至所述采集单元的输入端。
3.根据权利要求1所述的电压和电流的信号采集电路，其特征在于，所述采集单元的输出端还设置有信号调理电路；所述信号调理电路包括电阻R3、电容C2、运放U1A、电阻R4以及电容C3；所述电阻R3和所述电容C2组成RC滤波电路，连接于所述运放U1A的正输入端，所述电阻R4和所述电容C3组成RC滤波电路，连接于所述运放U1A的输出端，所述运放U1A的负输入端还与其输出端相连。
4.根
5.根据权利要求4所述的电压和电流的信号采集电路，其特征在于，所述电压切换使能单元包括电阻R6和MOS管Q3；所述MOS管Q3的栅极连接使能信号V_EN；所述MOS管Q3的漏极经电阻R6连接至所述电阻R2和所述处理终端之间；所述MOS管Q3的源极接地。
6.根据权利要求4所述的电压和电流的信号采集电路，其特征在于，所述电流切换使能单元包括电阻R15、电阻R16、MOS管Q5以及电阻R14；所述电阻R15和所述电阻R16串联于所述MOS管Q5的栅极和源极之间，所述电阻R15和所述电阻R16的公共端连接使能信号mA_EN；所述电阻R11经所述电阻R14接地，所述MOS管Q5的源极和漏极分别连接至所述电阻R14两端，所述MOS管Q5的源极接地。
7.根据权利要求1所述的电压和电流的信号采集电路，其特征在于，所述处理终端采用单片机芯片。
8.根据权利要求1所述的电压和电流的信号采集电路，其特征在于，所述信号采集电路还包括基准源检测电路，所述基准源检测电路包括基准源VREF和MOS管Q7，所述MOS管Q7的栅极连接使能信号CHECK_EN；所述MOS管Q7的源极和漏极分别连接至所述基准源VREF和所述采集单元的输入端。
9.一种信号采集电路的故障诊断方法，其特征在于，基于权利要求8所述的电压和电流的信号采集电路，所述故障诊断方法包括：
10.根据权利要求9所述的信号采集电路的故障诊断方法，其特征在于，所述故障诊断方法周期性启动。
...【技术特征摘要】
1.一种电压和电流的信号采集电路，其特征在于，包括处理终端和两个采集单元，所述采集单元的输入端和输出端分别连接至待采集信号源和所述处理终端，两个所述采集单元中至少包括一个相同的电压采集使能单元，所述电压采集使能单元用于切换电压信号采集模式；任一所述采集单元中包括电流采集使能单元，所述电流采集使能单元用于切换电流信号采集模式。
2.根据权利要求1所述的电压和电流的信号采集电路，其特征在于，所述采集单元的输入端还设置有滤波电路；所述滤波电路为emc滤波电路，包括瞬态电压抑制管d1和电容c1，所述瞬态电压抑制管d1和所述电容c1的一端均接地，另一端均连接至所述采集单元的输入端。
3.根据权利要求1所述的电压和电流的信号采集电路，其特征在于，所述采集单元的输出端还设置有信号调理电路；所述信号调理电路包括电阻r3、电容c2、运放u1a、电阻r4以及电容c3；所述电阻r3和所述电容c2组成rc滤波电路，连接于所述运放u1a的正输入端，所述电阻r4和所述电容c3组成rc滤波电路，连接于所述运放u1a的输出端，所述运放u1a的负输入端还与其输出端相连。
4.根据权利要求1所述的电压和电流的信号采集电路，其特征在于，所述采集单元分别记为第一采集单元和第二采集单元，所述第一采集单元包括电阻r2和电阻r5，所述第二采集单元包括电阻r8和电阻r11，所述电阻r2和所述电阻r8一端连接至所述处理终端，所述电阻r2的另一端经所述电阻r5、所述电阻r11接地，所述电阻r8的另一端连接至所述电阻r5和所述电...
【专利技术属性】
技术研发人员：高参，张琛，刘洋，
申请(专利权)人：江苏汇智高端工程机械创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
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