專利名稱：一種電壓采集和轉(zhuǎn)換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電壓采集和轉(zhuǎn)換裝置。
背景技術(shù)：
在核電控制過程中，需要對器件進(jìn)行溫度測量，并根據(jù)測量結(jié)果輸出相應(yīng)的控制 信號。由于核電控制的特殊性和精密性，在進(jìn)行對器件的溫度測量時(shí)要十分精確，且盡量避 免周圍環(huán)境溫度的影響，因此一般采用對器件的電路參數(shù)的方式去測量其溫度，如通過測 量電阻的電壓值去確定該器件的溫度。因此，需要提供這樣一種電壓采集和轉(zhuǎn)換裝置，通過測量被測電阻的較小波動(dòng)的 電壓值，去轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的能夠較大的電流值，以輸出到后續(xù)設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的控制等。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種電壓采集和轉(zhuǎn)換裝置，以實(shí)現(xiàn)采集被測電阻 的微小的電壓并轉(zhuǎn)換為較大的電流值。本實(shí)用新型提供了一種電壓采集和轉(zhuǎn)換裝置，包括輸出端口和測量端口，該測量 端口用于接被測電阻，還包括電壓轉(zhuǎn)換單元10，用于將外接的電壓轉(zhuǎn)換為所需要的內(nèi)部電壓；電壓電流轉(zhuǎn)換單元20，與電壓轉(zhuǎn)換單元10連接，接收所述內(nèi)部電壓并生成基準(zhǔn)電 壓；還與放大器單元40連接，用于將其傳輸過來的電壓轉(zhuǎn)換為電流輸出至所述輸出端口 ；電流源單元30，與電壓電流轉(zhuǎn)換單元20連接，接收其生成的所述基準(zhǔn)電壓，并生 成基準(zhǔn)電流連接至所述測量端口以向測量端口所接被測電阻提供基準(zhǔn)電流；放大器單元40，與所述測量端口連接，用于測量連接在被測端口的被測電阻的電 壓值，并放大后提供給電壓電流轉(zhuǎn)換單元20。其中，在放大器單元40與測量端口之間還串聯(lián)有偏移調(diào)整單元50?？蛇x的，所述偏移調(diào)整單元50包括一可調(diào)電阻?？蛇x的，所述電壓轉(zhuǎn)換單元10包括一 P0WERBL0CK芯片?？蛇x的，所述電壓電流轉(zhuǎn)換單元20包括一 XTRllO芯片?？蛇x的，所述電流源單元30包括雙REF200芯片?？蛇x的，所述放大器單元40包括串聯(lián)的精密儀用放大器和雙運(yùn)算放大器?？蛇x的，所述精密儀用放大器包括一 INA114芯片；所述雙運(yùn)算放大器包括一 LMl58芯片。由上可以看出，本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)對被測電阻在溫度發(fā)生變化產(chǎn)生的微小電壓 變換進(jìn)行采集，并轉(zhuǎn)換為所需的4 20mA電流輸出。并且，通過設(shè)置有偏移調(diào)整單元還可以對偏移進(jìn)行調(diào)整，保證測量的準(zhǔn)確性。
圖1為本實(shí)用新型電流放大裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖2為本實(shí)用新型電流放大裝置的電路圖。
具體實(shí)施方式
圖1示出了本實(shí)用新型的電壓采集和轉(zhuǎn)換裝置原理圖，圖2示出了本實(shí)用新型的 電路圖。下面參見圖1和圖2對本實(shí)用新型進(jìn)行介紹，如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型電壓 采集和轉(zhuǎn)換裝置包括電壓轉(zhuǎn)換單元10，用于將外接的28V電壓(參見圖2中JlT管腳為外接電源用) 轉(zhuǎn)換為所需要的15V的內(nèi)部電壓，提供給電壓采集和轉(zhuǎn)換裝置的其他單元使用。其中，電壓 轉(zhuǎn)換單元10可以采用P0WERBL0CK芯片實(shí)現(xiàn)。電壓電流轉(zhuǎn)換單元20，與電壓轉(zhuǎn)換單元10連接，接收所述15V電壓并生成IOV的 基準(zhǔn)電壓；還與放大器單元40連接，用于將其傳輸過來的0 5V的電壓轉(zhuǎn)換為4 20mA 的電流輸出至輸出端口(如圖2中JlA管腳為輸出用)。其中，電壓電流轉(zhuǎn)換單元20可以 采用具有較強(qiáng)抗干擾能力的XTRllO芯片實(shí)現(xiàn)。電流源單元30，與電壓電流轉(zhuǎn)換單元20連接，接收所述IOV的基準(zhǔn)電壓，并生 成基準(zhǔn)電流連接至測量端口(參見圖2中JlJ和JlH管腳為外接被測電阻用)，其中測 量端口用來接被測電阻，當(dāng)被測電阻溫度變化時(shí)，即其阻值會(huì)相應(yīng)的有微小變化，則與該 基準(zhǔn)電流產(chǎn)生的電壓也會(huì)有微小變化。其中，電流源單元30可以采用REF200芯片實(shí)現(xiàn)， 本實(shí)用新型采用了雙REF200芯片，其具有適用于寬電壓范圍(2.5 40V)并具有高精度 (100 μ A士0. 5% )的特點(diǎn)。放大器單元40，與測量端口連接，用于測量連接在被測端口的被測電阻的電壓值， 并放大至0 5V區(qū)間后提供給電壓電流轉(zhuǎn)換單元20。其中，放大器單元40采用了串聯(lián)的 精密儀用放大器ΙΝΑ114芯片和雙運(yùn)算放大器LM158芯片實(shí)現(xiàn)，具有高增益、內(nèi)部頻率補(bǔ)償 和低功耗的特點(diǎn)，其功耗之低對與整個(gè)電路的功耗沒有很明顯的影響。另外，在放大器單元40連接至測量端口之間還串聯(lián)有偏移調(diào)整單元50，采用了一 可調(diào)電阻實(shí)現(xiàn)。下面結(jié)合圖1、圖2對本實(shí)用新型提供的一種電流放大裝置的工作原理進(jìn)行詳細(xì) 說明。本實(shí)用新型裝置采用板卡的方式制作，插入到外界設(shè)備中由外界設(shè)備提供外接的 28V電源，本實(shí)用新型裝置通過JlT管腳接入該28V電壓，并通過電壓轉(zhuǎn)換單元10轉(zhuǎn)換為所 需的正負(fù)15V電壓，提供給作為電壓電流轉(zhuǎn)換單元20的XTRllO芯片、組成放大器單元40 的INAl 14芯片和LMl58芯片。XTRllO芯片再生成IOV基準(zhǔn)電壓提供給作為電流源單元30的雙REF200芯片，由 雙REF200芯片生成基準(zhǔn)電流提供給作為測量端口的JlJ和JlH管腳，由接入該測量端口的 被測電阻根據(jù)所述基準(zhǔn)電流產(chǎn)生電壓。當(dāng)由于溫度變化導(dǎo)致被測電阻阻值發(fā)生微小變化時(shí)，其所產(chǎn)生的電壓也發(fā)生微小 變化，該電壓值被串聯(lián)的ΙΝΑ114芯片和LM158芯片進(jìn)行放大，放大至0 5V區(qū)間后，提供 給XTRllO芯片，由XTRllO芯片進(jìn)行電壓電流的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為4 20mA的電流輸出至作為輸出端口的J1A。由上可見，實(shí)現(xiàn)了對被測電阻微小電壓的檢測，并轉(zhuǎn)換為4 20mA的電流輸出。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，例如， XTRllO根據(jù)其端口的不同接法可以實(shí)現(xiàn)輸入電壓的不同，及輸出電流區(qū)間值的不同。又如， 上述各個(gè)芯片采用可實(shí)現(xiàn)相同功能的其他芯片同樣在本發(fā)明保護(hù)中?？傊苍诒緦?shí)用新 型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù) 范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種電壓采集和轉(zhuǎn)換裝置，包括輸出端口和測量端口，該測量端口用于接被測電阻， 其特征在于，包括電壓轉(zhuǎn)換單元(10)，用于將外接的電壓轉(zhuǎn)換為所需要的內(nèi)部電壓； 電壓電流轉(zhuǎn)換單元(20)，與電壓轉(zhuǎn)換單元(10)連接，接收所述內(nèi)部電壓并生成基準(zhǔn) 電壓；還與放大器單元(40)連接，用于將其傳輸過來的電壓轉(zhuǎn)換為電流輸出至所述輸出端 Π ；電流源單元(30)，與電壓電流轉(zhuǎn)換單元(20)連接，接收其生成的所述基準(zhǔn)電壓，并生 成基準(zhǔn)電流連接至所述測量端口以向測量端口所接被測電阻提供基準(zhǔn)電流；放大器單元(40)，與所述測量端口連接，用于測量連接在被測端口的被測電阻的電壓 值，并放大后提供給電壓電流轉(zhuǎn)換單元(20)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，在放大器單元(40)與測量端口之間還串 聯(lián)有偏移調(diào)整單元(50)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述偏移調(diào)整單元(50)包括一可調(diào)電阻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述電壓轉(zhuǎn)換單元(10)包括一 POffERBLOCK 芯片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述電壓電流轉(zhuǎn)換單元(20)包括一 XTRllO 芯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述電流源單元(30)包括雙REF200芯片。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述放大器單元(40)包括串聯(lián)的精密儀 用放大器和雙運(yùn)算放大器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述精密儀用放大器包括一ΙΝΑ114芯片； 所述雙運(yùn)算放大器包括一 LM158芯片。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種電壓采集和轉(zhuǎn)換裝置，包括輸出端口和測量端口，該測量端口用于接被測電阻，還包括電壓轉(zhuǎn)換單元，用于將外接的電壓轉(zhuǎn)換為所需要的內(nèi)部電壓；電壓電流轉(zhuǎn)換單元，與電壓轉(zhuǎn)換單元連接，接收所述內(nèi)部電壓并生成基準(zhǔn)電壓；還與放大器單元連接，用于將其傳輸過來的電壓轉(zhuǎn)換為電流輸出至所述輸出端口；電流源單元，與電壓電流轉(zhuǎn)換單元連接，接收其生成的所述基準(zhǔn)電壓，并生成基準(zhǔn)電流連接至所述測量端口以向測量端口所接被測電阻提供基準(zhǔn)電流；放大器單元，與所述測量端口連接，用于測量連接在被測端口的被測電阻的電壓值，并放大后提供給電壓電流轉(zhuǎn)換單元。本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)采集被測電阻的微小的電壓并轉(zhuǎn)換為較大的電流值。
文檔編號G01K7/16GK201780172SQ20102020566
公開日2011年3月30日 申請日期2010年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月27日
發(fā)明者丁翔, 李巖, 楊曉奇, 林日中, 蔣明瑜 申請人:中科華核電技術(shù)研究院有限公司北京分公司;中國廣東核電集團(tuán)有限公司