一種用于繼電器狀態(tài)檢測(cè)的裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于繼電器狀態(tài)檢測(cè)的裝置及方法，涉及繼電器領(lǐng)域，該裝置包括外接電源、信號(hào)隔離取樣模塊、信號(hào)放大模塊、方波整形模塊、電平轉(zhuǎn)換模塊和光電隔離模塊；所述信號(hào)隔離取樣模塊的輸入端與繼電器觸點(diǎn)連接，其輸出端與信號(hào)放大模塊的輸入端連接，所述信號(hào)放大模塊的輸出端與方波整形模塊的輸入端連接，所述方波整形模塊的輸出端與電平轉(zhuǎn)換模塊的輸入端連接，所述電平轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與光電隔離模塊的輸入端連接。本發(fā)明的裝置分別與繼電器的靜觸點(diǎn)和動(dòng)觸點(diǎn)連接，能夠準(zhǔn)確檢測(cè)繼電器的狀態(tài)，本發(fā)明能夠隔離外接的電磁干擾，不僅檢測(cè)結(jié)果比較準(zhǔn)確，而且應(yīng)用范圍比較廣。
【專利說(shuō)明】—種用于繼電器狀態(tài)檢測(cè)的裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及繼電器檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種用于繼電器狀態(tài)檢測(cè)的裝置及方法。【背景技術(shù)】
[0002]繼電器是一種絕緣阻抗較高的安全開(kāi)關(guān)，廣泛用于電氣產(chǎn)品中，繼電器能夠在用電回路發(fā)生故障時(shí)，及時(shí)斷開(kāi)電路，防止電氣產(chǎn)品和工作人員受到損傷，因此，繼電器的狀態(tài)是電氣產(chǎn)品能否正常工作的重要判斷依據(jù)。
[0003]現(xiàn)階段，通常采用以下方法檢測(cè)繼電器的狀態(tài):
[0004]( I)在繼電器的內(nèi)部設(shè)置輔助觸點(diǎn)，通過(guò)繼電器線圈電流磁耦合傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)控制繼電器觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)的斷開(kāi)和閉合，工作人員能夠根據(jù)輔助觸點(diǎn)的斷開(kāi)和閉合判斷繼電器觸點(diǎn)是否處于正常工作狀態(tài)。
[0005]( 2)在繼電器的外部設(shè)置繼電器狀態(tài)檢測(cè)電路，通過(guò)檢測(cè)電路采集繼電器線圈電流信號(hào)、或電壓信號(hào)，工作人員能夠根據(jù)電流信號(hào)或電壓信號(hào)判斷繼電器是否處于正常工作狀態(tài)。
[0006]現(xiàn)有的繼電器狀態(tài)檢測(cè)方法存在以下缺陷:
[0007]繼電器內(nèi)部設(shè)置輔助觸點(diǎn)與采集繼電器線圈電流信號(hào)、或電壓信號(hào)兩種方法均不是采集觸點(diǎn)信號(hào)，均屬于間接檢測(cè)方法，當(dāng)繼電器的觸點(diǎn)老化或損壞，導(dǎo)致繼電器動(dòng)作不正常，但是繼電器想線圈和內(nèi)部機(jī)構(gòu)完好時(shí)，繼電器狀態(tài)檢測(cè)電路采集的電流信號(hào)和電壓信號(hào)不能反映繼電器觸點(diǎn)動(dòng)作，同時(shí)，繼電器線圈電流磁耦合傳動(dòng)機(jī)構(gòu)控制的輔助觸點(diǎn)信號(hào)同在當(dāng)繼電器的觸點(diǎn)老化或損壞，導(dǎo)致繼電器動(dòng)作不正常，但是繼電器想線圈和內(nèi)部機(jī)構(gòu)完好時(shí)，同樣不能反映繼電器動(dòng)作狀態(tài)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種用于繼電器狀態(tài)檢測(cè)的裝置及方法，能夠直接、準(zhǔn)確地判斷繼電器的工作狀態(tài)。
[0009]為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:一種用于繼電器狀態(tài)檢測(cè)的裝置，包括繼電器、信號(hào)隔離取樣模塊、信號(hào)放大模塊、方波整形模塊、電平轉(zhuǎn)換模塊、光電隔離模塊和外接電源，所述信號(hào)隔離取樣模塊的輸入端與繼電器觸點(diǎn)連接、輸出端與信號(hào)放大模塊的輸入端連接，所述信號(hào)放大模塊的輸出端與方波整形模塊的輸入端連接，所述方波整形模塊的輸出端與電平轉(zhuǎn)換模塊的輸入端連接，所述電平轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與光電隔離模塊的輸入端連接；
[0010]所述信號(hào)隔離取樣模塊、信號(hào)放大模塊、方波整形模塊、電平轉(zhuǎn)換模塊和光電隔離模塊均與外接電源電連接；
[0011]所述信號(hào)隔離取樣模塊包括第一電阻R1、第二電阻R2、電壓互感器PT和第三電阻R3，電壓互感器PT包括一次繞組和二次繞組；
[0012]所述第一電阻Rl的一端與繼電器的動(dòng)觸頭連接，另一端通過(guò)一次繞組與繼電器的靜觸頭連接，所述第二電阻R2的一端與繼電器的靜觸頭連接，另一端接機(jī)殼；所述第二繞組的兩端均與信號(hào)放大模塊連接，所述第三電阻R3與第二繞組串聯(lián)；
[0013] 所述信號(hào)放大模塊包括第四電阻R4、第五電阻R5、可調(diào)電阻Rg和第一運(yùn)算放大器；
[0014]所述第二繞組的一端通過(guò)第四電阻R4與第一運(yùn)算放大器的反相輸入端連接；第二繞組的另一端通過(guò)第五電阻R5與第一運(yùn)算放大器的同相輸入端連接；所述可調(diào)電阻Rg的兩端分別連接第一運(yùn)算放大器的反相輸入端、第一運(yùn)算放大器的同相輸入端；所述第一運(yùn)算放大器的正電源端與外接電源的正極連接，第一運(yùn)算放大器的負(fù)電源端與外接電源的負(fù)極連接，所述第一運(yùn)算放大器的輸出端與方波整形模塊連接；
[0015]所述方波整形模塊包括第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻RlO和第二運(yùn)算放大器；
[0016]第一運(yùn)算放大器的輸出端通過(guò)第六電阻R6、與第二運(yùn)算放大器的同向輸入端連接;
[0017]第七電阻R7的一端與第二運(yùn)算放大器的反相輸入端連接，另一端與外接電源的正極連接；第八電阻R8的一端分別與第七電阻R7、第二運(yùn)算放大器的反相輸入端連接，另一端接地；
[0018]第九電阻R9的一端與外接電源的正極連接，另一端分別與第十電阻R10、第二運(yùn)算放大器的輸出端連接；第十電阻RlO的一端與第二運(yùn)算放大器的同向輸入端連接，另一端與第二運(yùn)算放大器的輸出端連接，第二運(yùn)算放大器的輸出端與電平轉(zhuǎn)換模塊連接；
[0019]所述電平轉(zhuǎn)換模塊包括多重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、外接電阻Rx和外接電容Cx，所述多重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器上設(shè)置有信號(hào)輸入端Vin、接地端Gnd、信號(hào)輸出端Vout、觸發(fā)延時(shí)輸入端Rx/Cx和電源連接端VCC ；
[0020]所述第二運(yùn)算放大器的輸出端與多重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的信號(hào)輸入端Vin連接，多重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的電源連接端VCC與外接電源連接，多重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的接地端Gnd接地；
[0021]多重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的觸發(fā)延時(shí)輸入端Rx/Cx通過(guò)外接電阻Rx與外接電源連接，多重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的觸發(fā)延時(shí)輸入端Rx/Cx通過(guò)外接電容Cx接地；多重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的信號(hào)輸出端Vout與光電隔離模塊連接；
[0022]所述光電隔離模塊包括第十一電阻R11、光電耦合器和第十二電阻R12，所述光電率禹合器包括發(fā)光二極管和發(fā)光三極管；
[0023]多重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的信號(hào)輸出端Vout通過(guò)第十一電阻Rll與發(fā)光二極管的正極連接，所述發(fā)光二極管的負(fù)極接地；第十二電阻R12的一端與外接電源連接，另一端與發(fā)光三極管的集電極連接，發(fā)光三極管的發(fā)射極接地。
[0024]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述信號(hào)隔離取樣模塊還包括第一濾波電容Cl、第二濾波電容C2和第三濾波電容C3,所述第一濾波電容Cl的一端位于第一繞組與第一電阻Rl之間，另一端通過(guò)第二電阻R2接機(jī)殼，所述第二濾波電容C2、第三濾波電容C3均與第三電阻R3并聯(lián)。
[0025]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述信號(hào)放大模塊還包括、第四濾波電容C4、第五濾波電容C5、第六濾波電容C6、第七濾波電容C7、第八濾波電容C8、第九濾波電容C9和第十濾波電容CIO ；
[0026]第四濾波電容C4的一端與第一運(yùn)算放大器的反相輸入端連接，另一端接地；第五濾波電容C5的一端與第一運(yùn)算放大器的同相輸入端連接,另一端接地；
[0027]所述第六濾波電容C6的一端與第一運(yùn)算放大器的反相輸入端連接，另一端與第一運(yùn)算放大器的同相輸入端連接；
[0028]所述第七濾波電容C7的一端連接于外接電源的正極與第一運(yùn)算放大器正電源端之間，另一端接地；第八濾波電容C8 —端連接于外接電源的正極與第一運(yùn)算放大器正電源端之間，另一端接地；所述第九濾波電容C9的一端連接于外接電源的負(fù)極與第一運(yùn)算放大器負(fù)電源端之間，另一端接地，所述第十濾波電容ClO的一端連接于外接電源的負(fù)極與第一運(yùn)算放大器負(fù)電源端之間，另一端接地。
[0029]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述方波整形模塊還包括第十一濾波電容Cl 1、第十二濾波電容C12、第十三濾波電容C13、第十四濾波電容C14、第十五濾波電容C15、第十六濾波電容C16、第一施密特觸發(fā)器和第二施密特觸發(fā)器；
[0030]第十一濾波電容Cll的一端通過(guò)第六電阻R6與第一運(yùn)算放大器的輸出端連接，另一端接地；第十二濾波電容C12為一端與第二運(yùn)算放大器的反相輸入端連接，另一端接地；
[0031]第十三濾波電容C13的一端連接于外接電源的正極與第二運(yùn)算放大器正電源端之間，另一端接地，第十四濾波電容C14的一端連接于外接電源的正極與第二運(yùn)算放大器正電源端之間，另一端接地；
[0032]第十五濾波電容 C15的一端連接于外接電源的負(fù)極與第二運(yùn)算放大器負(fù)電源端之間，另一端接地，第十六濾波電容C16的一端連接于外接電源的負(fù)極與第二運(yùn)算放大器負(fù)電源端之間，另一端接地；
[0033]第一施密特觸發(fā)器的輸入端與第二運(yùn)算放大器的輸出端連接，第一施密特觸發(fā)器的輸出端與第二施密特觸發(fā)器的輸入端連接，第二施密特觸發(fā)器的輸出端與電平轉(zhuǎn)換模塊連接。
[0034]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述電平轉(zhuǎn)換模塊還包括第三施密特觸發(fā)器，第三施密特觸發(fā)器的輸入端與多重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的信號(hào)輸出端Vout連接，第三施密特觸發(fā)器的輸出端與光電隔離模塊連接。
[0035]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述光電隔離模塊還包括第十七濾波電容C17、第十八濾波電容C18和第四施密特觸發(fā)器，第十七濾波電容C17的一端與發(fā)光二極管的正極連接，另一端與發(fā)光二極管的負(fù)極連接、同時(shí)接地；
[0036]第十八濾波電容C18的一端與發(fā)光三極管的集電極連接,另一端與發(fā)光三極管的發(fā)射極連接、同時(shí)接地；第四施密特觸發(fā)器的輸入端與發(fā)光三極管的集電極連接，其輸出端向外輸出隔離電平信號(hào)。
[0037]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述第七電阻R7、第八電阻R8的電阻值均為IOkQ。
[0038]一種用于繼電器狀態(tài)檢測(cè)的方法，包括以下步驟:
[0039]A、信號(hào)隔離取樣模塊對(duì)繼電器的動(dòng)觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn)進(jìn)行信號(hào)采集，得到觸點(diǎn)信號(hào)Vl+和V1-，并將觸點(diǎn)信號(hào)Vl+和Vl-送給信號(hào)放大模塊；
[0040]B、信號(hào)放大模塊將觸點(diǎn)信號(hào)Vl+和Vl-放大、得到觸點(diǎn)放大信號(hào)V2，并將觸點(diǎn)放大信號(hào)V2發(fā)送給方波整形模塊；[0041]C、方波整形模塊將觸點(diǎn)放大信號(hào)V2，轉(zhuǎn)換成同頻率的方波觸點(diǎn)放大信號(hào)V3，并將方波觸點(diǎn)放大信號(hào)發(fā)送給電平轉(zhuǎn)換模塊；
[0042]電平轉(zhuǎn)換模塊將方波信號(hào)V3轉(zhuǎn)化為高電平信號(hào)V4、并將高電平信號(hào)V4發(fā)送給光電隔離模塊；
[0043]D、光電隔離模塊能夠?qū)⒏唠娖叫盘?hào)V4進(jìn)行隔離保護(hù)，得到隔離電平信號(hào)V5。
[0044]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述第一施密特觸發(fā)器、第二施密特觸發(fā)器、第三施密特觸發(fā)器和第四施密特觸發(fā)器的型號(hào)均為CD40106。
[0045]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述第一運(yùn)算放大器的型號(hào)為AD623，第二運(yùn)算放大器的型號(hào)為L(zhǎng)M339。
[0046]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0047](I)本發(fā)明用于繼電器狀態(tài)檢測(cè)的裝置，包括信號(hào)隔離取樣模塊，信號(hào)取樣模塊包括電壓互感器，電壓互感器的一端與繼電器的動(dòng)觸點(diǎn)連接，另一端與繼電器的靜觸點(diǎn)連接，當(dāng)繼電器的靜觸點(diǎn)與動(dòng)觸點(diǎn)接通時(shí)，本發(fā)明的裝置輸出低電平信號(hào)；當(dāng)繼電器的靜觸點(diǎn)與動(dòng)觸點(diǎn)斷開(kāi)時(shí)，本發(fā)明的裝置能夠輸出高電平信號(hào)。與現(xiàn)有技術(shù)中在繼電器的外部設(shè)置繼電器狀態(tài)檢測(cè)電路、或在繼電器的內(nèi)部設(shè)置輔助觸點(diǎn)相比，直接采樣繼電器觸點(diǎn)信號(hào)，屬于直接檢測(cè)方法，能夠準(zhǔn)確地判斷繼電器是否處于接通的狀態(tài)。
[0048](2)本發(fā)明用于繼電器狀態(tài)檢測(cè)的裝置，包括電壓互感器和光電耦合器，電壓互感器能夠?qū)⒗^電器的靜觸點(diǎn)、動(dòng)觸點(diǎn)與檢測(cè)裝置隔離，光電耦合器能夠?qū)⑤敵鲂盘?hào)與檢測(cè)裝置隔離，因此，本發(fā)明用于繼電器狀態(tài)檢測(cè)的裝置能夠隔離外接的電磁干擾，不僅檢測(cè)結(jié)果比較準(zhǔn)確，而且應(yīng)用范圍比較廣。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0049]圖1為本發(fā)明實(shí)施例用于繼電器狀態(tài)檢測(cè)的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0050]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中信號(hào)隔離取樣模塊的電路圖；
[0051]圖3為本發(fā)明實(shí)施例中信號(hào)放大模塊的電路圖；
[0052]圖4為本發(fā)明實(shí)施例中方波整形模塊的電路圖；
[0053]圖5為本發(fā)明實(shí)施例中電平轉(zhuǎn)換模塊的電路圖；
[0054]圖6為本發(fā)明實(shí)施例中光電隔離模塊的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0055]以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0056]參見(jiàn)圖1所示，本發(fā)明提供一種用于繼電器狀態(tài)檢測(cè)的裝置，該裝置包括外接電源、信號(hào)隔離取樣模塊、信號(hào)放大模塊、方波整形模塊、電平轉(zhuǎn)換模塊和光電隔離模塊。
[0057]信號(hào)隔離取樣模塊的輸入端與繼電器觸點(diǎn)連接，其輸出端與信號(hào)放大模塊的輸入端連接；信號(hào)放大模塊的輸出端與方波整形模塊的輸入端連接；方波整形模塊的輸出端與電平轉(zhuǎn)換模塊的輸入端連接；電平轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與光電隔離模塊的輸入端連接。
[0058]信號(hào)隔離取樣模塊、信號(hào)放大模塊、方波整形模塊、電平轉(zhuǎn)換模塊、光電隔離模塊均與外接電源電連接。
[0059]參見(jiàn)圖2所示，信號(hào)隔離取樣模塊包括第一電阻R1、第一濾波電容Cl、第二電阻R2、電壓互感器PT、第三電阻R3、第二濾波電容C2和第三濾波電容C3，電壓互感器PT包括
一次繞組和二次繞組。
[0060]第一電阻Rl的一端與繼電器的動(dòng)觸頭連接，另一端通過(guò)一次繞組與繼電器的靜觸頭連接，第二電阻R2的一端與繼電器的靜觸頭連接，另一端接機(jī)殼，第一濾波電容Cl的一端位于第一繞組與第一電阻Rl之間，另一端通過(guò)第二電阻R2接機(jī)殼；第二繞組的兩端均與信號(hào)放大模塊連接，第三電阻R3的與第二繞組串聯(lián)；第二濾波電容C2、第三濾波電容C3均與第三電阻R3并聯(lián)。
[0061]參見(jiàn)圖3所示，信號(hào)放大模塊包括第四電阻R4、第五電阻R5、第四濾波電容C4、第五濾波電容C5、第六濾波電容C6、可調(diào)電阻Rg、第一運(yùn)算放大器、第七濾波電容C7、第八濾波電容C8、第九濾波電容C9和第十濾波電容C10。
[0062]第一運(yùn)算放大器設(shè)置有反相輸入端、同相輸入端、輸出端、正電源端和負(fù)電源端。
[0063]第二繞組的一端通過(guò)第四電阻R4與第一運(yùn)算放大器的反相輸入端連接；第二繞組的另一端通過(guò)第五電阻R5與第一運(yùn)算放大器的同相輸入端連接；可調(diào)電阻Rg的兩端分別連接第一運(yùn)算放大器的反相輸入端、第一運(yùn)算放大器的同相輸入端；第六濾波電容C6與可調(diào)電阻Rg并聯(lián)。
[0064]第四濾波電容C4的一端與第一運(yùn)算放大器的反相輸入端連接，另一端接地；第五濾波電容C5的一端與第一運(yùn)算放大器的同相輸入端連接,另一端接地。
[0065]第一運(yùn)算放大器的正電源端與外接電源的正極連接，第一運(yùn)算放大器的負(fù)電源端與外接電源的負(fù)極連接。
[0066]第七濾波電容C7、的一端連接于外接電源的正極與第一運(yùn)算放大器的正電源端之間，另一端接地，第八濾波電容C8的一端連接于外接電源的正極與第一運(yùn)算放大器的正電源端之間，另一端接地；
[0067]第九濾波電容C9的一端連接于外接電源的負(fù)極與第一運(yùn)算放大器的負(fù)電源端之間，另一端接地，第十濾波電容ClO的一端接于外接電源的負(fù)極與第一運(yùn)算放大器的負(fù)電源端之間，另一端接地。
[0068]第一運(yùn)算放大器的輸出端與方波整形模塊連接。
[0069]信號(hào)放大模塊中，第四電阻R4、第五電阻R5、第四濾波電容C4、第五濾波電容C5和第六濾波電容C6構(gòu)成前級(jí)濾波網(wǎng)絡(luò)。
[0070]參見(jiàn)圖4所示，方波整形模塊包括第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻R10、第十一濾波電容C11、第十二濾波電容C12、第十三濾波電容C13、第十四濾波電容C14、第十五濾波電容C15、第十六濾波電容C16、第二運(yùn)算放大器、第一施密特觸發(fā)器和第二施密特觸發(fā)器。
[0071]第二運(yùn)算放大器設(shè)置有反相輸入端、同相輸入端、輸出端、正電源端和負(fù)電源端。
[0072]第一運(yùn)算放大器的輸出端通過(guò)第六電阻R6與第二運(yùn)算放大器的同向輸入端連接，第十一濾波電容Cll的一端與第一運(yùn)算放大器的輸出端連接，另一端接地。
[0073]第八電阻R8的一端接地，另一端分別與第二運(yùn)算放大器的反相輸入端、第七電阻R7連接；第十二濾波電容C12的一端與第二運(yùn)算放大器的反相輸入端連接，另一端接地；第七電阻R7的一端與第二運(yùn)算放大器的反相輸入端、第八電阻R8連接，另一端與外接電源的正極連接；第九電阻R9的一端與外接電源的正極連接，另一端與第二運(yùn)算放大器的輸出端連接；第十電阻RlO的一端與第二運(yùn)算放大器的同向輸入端連接，另一端與第二運(yùn)算放大器的輸出端連接，第二運(yùn)算放大器的輸出端與第一施密特觸發(fā)器的輸入端連接，第一施密特觸發(fā)器的輸出端與第二施密特觸發(fā)器的輸入端連接，第二施密特觸發(fā)器的輸出端與電平轉(zhuǎn)換模塊連接。
[0074]第十三濾波電容C13的一端連接于外接電源的正極與第二運(yùn)算放大器的正電源端之間，另一端接地，第十四濾波電容C14的一端連接于外接電源的正極與第二運(yùn)算放大器的正電源端之間，另一端接地。
[0075]第十五濾波電容C15的一端連接于外接電源的負(fù)極與第二運(yùn)算放大器的負(fù)電源端之間，另一端接地，第十六濾波電容C16的一端連接于外接電源的負(fù)極與第二運(yùn)算放大器的負(fù)電源端之間，另一端接地。
[0076]方波整形模塊中，第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻RlO和第二運(yùn)算放大器構(gòu)成電壓比較器。第七電阻R7、第八電阻R8的電阻值均為IOkQ，第七電阻R7和第八電阻R8串聯(lián)分壓得到電壓比較器，本發(fā)明實(shí)施例在使用時(shí)，第七電阻R7、第八電阻R8兩端的電壓均為1.65V。
[0077]參見(jiàn)圖5所示，電平轉(zhuǎn)換模塊包括多重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、外接電阻Rx、外接電容Cx和第三施密特觸發(fā)器。
[0078]所述第二運(yùn)算放大器的輸出端與多重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的信號(hào)輸入端Vin連接，多重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的電源連接端VCC與外接電源連接，多重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的接地端Gnd接地。
[0079]多重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的觸發(fā)延時(shí)輸入端Rx/Cx通過(guò)外接電阻Rx與外接電源連接，多重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的觸發(fā)延時(shí)輸入端Rx/Cx通過(guò)外接電容Cx接地；多重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的信號(hào)輸出端Vout與第三施密特觸發(fā)器的輸入端連接，第三施密特觸發(fā)器的輸出端與光電隔離模塊連接。
[0080]參見(jiàn)圖6所示，光電隔離模塊包括第十一電阻Rl 1、光電耦合器、第十二電阻Rl2、第十七濾波電容C17、第十八濾波電容C18、第四施密特觸發(fā)器和外接電源。
[0081]光電稱合器包括發(fā)光二極管和發(fā)光三極管。
[0082]第三施密特觸發(fā)器的輸出端通過(guò)第十一電阻Rll與發(fā)光二極管的正極連接，所述發(fā)光二極管的負(fù)極接地；第十二電阻R12的一端與外接電源連接，另一端與發(fā)光三極管的集電極連接。
[0083]第十七濾波電容C17的一端與發(fā)光二極管的正極連接，另一端與發(fā)光二極管的負(fù)極連接、同時(shí)接地。
[0084] 第十八濾波電容C18的一端與發(fā)光三極管的集電極連接，另一端與發(fā)光三極管的發(fā)射極連接、同時(shí)接地。
[0085]第四施密特觸發(fā)器的輸入端與發(fā)光三極管的集電極連接。
[0086]第一施密特觸發(fā)器、第二施密特觸發(fā)器、第三施密特觸發(fā)器和第四施密特觸發(fā)器的型號(hào)均為CD40106。
[0087]第一運(yùn)算放大器采用型號(hào)為AD623的運(yùn)算放大器，第二運(yùn)算放大器的型號(hào)均為L(zhǎng)M339。
[0088]光電耦合器的型號(hào)為MC14536，其發(fā)光二極管的型號(hào)為T(mén)LP181。[0089]用于繼電器狀態(tài)檢測(cè)的方法包括以下步驟:
[0090]S1:信號(hào)隔離取樣模塊能夠?qū)^電器的觸點(diǎn)進(jìn)行信號(hào)采集，得到觸點(diǎn)信號(hào)Vl+和V1-,并將觸點(diǎn)信號(hào)Vl+和Vl-送給信號(hào)放大模塊。
[0091]S2:信號(hào)放大模塊能夠?qū)⒂|點(diǎn)信號(hào)Vl+和Vl-進(jìn)行放大、得到觸點(diǎn)放大信號(hào)V2，并將觸點(diǎn)放大信號(hào)V2發(fā)送給方波整形模塊。
[0092]S3:方波整形模塊能夠?qū)⒂|點(diǎn)放大信號(hào)V2，轉(zhuǎn)換成同頻率的方波觸點(diǎn)放大信號(hào)V3，并將方波觸點(diǎn)放大信號(hào)發(fā)送給電平轉(zhuǎn)換模塊，電平轉(zhuǎn)換模塊將方波信號(hào)V3轉(zhuǎn)化為高電平信號(hào)V4、并將高電平信號(hào)V4發(fā)送給光電隔離模塊。
[0093]S4:光電隔離模塊能夠?qū)⒏唠娖叫盘?hào)V4進(jìn)行隔離保護(hù)，得到隔離電平信號(hào)V5。
[0094]繼電器狀態(tài)檢測(cè)方法的原理如下:
[0095]當(dāng)繼電器的動(dòng)觸點(diǎn)斷開(kāi)時(shí)，第一濾波電容Cl與電壓互感器第一繞組構(gòu)成回路，第一繞組能夠向第二繞組發(fā)射較弱的交流電壓信號(hào)、該交流電壓信號(hào)經(jīng)第二濾波電容C2、第三濾波電阻C3后，向信號(hào)放大模塊發(fā)射第一信號(hào)VI+、V1-。
[0096]第一信號(hào)VI+、Vl-進(jìn)入信號(hào)放大模塊，被前級(jí)濾波網(wǎng)絡(luò)過(guò)濾后，進(jìn)入第一運(yùn)算放大器，該第一信號(hào)經(jīng)過(guò)第一運(yùn)算放大信號(hào)放大后，得到正弦信號(hào)V2，信號(hào)放大模塊向方形整形模塊發(fā)送正弦信號(hào)V2。
[0097]正弦信號(hào)V2進(jìn)入方波整形模塊后，進(jìn)入電壓比較器，電壓比較器將正弦信號(hào)V2轉(zhuǎn)變?yōu)槌跏挤讲ㄐ盘?hào)，初始方波信號(hào)經(jīng)過(guò)第一施密特觸發(fā)器和第二施密特觸發(fā)器后得到方波信號(hào)V3。
[0098]當(dāng)正弦信號(hào)V2大于1.65V時(shí)，電壓比較器翻轉(zhuǎn)初始方波信號(hào)，使得初始方波信號(hào)為低電平，此時(shí)，方波信號(hào)V3為低電平。
[0099]當(dāng)正弦信號(hào)V2不大于1.65V時(shí)，初始方波信號(hào)不被翻轉(zhuǎn)，此時(shí)，方波信號(hào)V3為高電平。
[0100]方波整形模塊發(fā)送方波信號(hào)V3至電平轉(zhuǎn)換模塊，電平轉(zhuǎn)換模塊對(duì)方波信號(hào)V3進(jìn)行處理、得到初始電平信號(hào)，初始電平信號(hào)經(jīng)過(guò)第三施密特觸發(fā)器后，第三施密特觸發(fā)器除去初始電平信號(hào)上的干擾與毛刺，信號(hào)驅(qū)動(dòng)能力較高的電平信號(hào)V4。
[0101]方波整形模塊向光電隔離模塊發(fā)送電平信號(hào)V4，電平信號(hào)V4進(jìn)入光電隔離模塊后，先通過(guò)光電耦合器，被光電耦合器轉(zhuǎn)化為低電平中間信號(hào)，低電平中間信號(hào)經(jīng)過(guò)第四施密特觸發(fā)器后，得到高電平的輸出信號(hào)V5。
[0102]當(dāng)繼電器的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)接通時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例用于繼電器狀態(tài)檢測(cè)的裝置輸出低電平信號(hào)。
[0103]本發(fā)明不局限于上述實(shí)施方式，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本說(shuō)明書(shū)中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于繼電器狀態(tài)檢測(cè)的裝置，包括繼電器、信號(hào)隔離取樣模塊、信號(hào)放大模塊、方波整形模塊、電平轉(zhuǎn)換模塊、光電隔離模塊和外接電源，其特征在于: 所述信號(hào)隔離取樣模塊的輸入端與繼電器觸點(diǎn)連接、輸出端與信號(hào)放大模塊的輸入端連接，所述信號(hào)放大模塊的輸出端與方波整形模塊的輸入端連接，所述方波整形模塊的輸出端與電平轉(zhuǎn)換模塊的輸入端連接，所述電平轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與光電隔離模塊的輸入端連接； 所述信號(hào)隔離取樣模塊、信號(hào)放大模塊、方波整形模塊、電平轉(zhuǎn)換模塊和光電隔離模塊均與外接電源電連接； 所述信號(hào)隔離取樣模塊包括第一電阻R1、第二電阻R2、電壓互感器PT和第三電阻R3，電壓互感器PT包括一次繞組和二次繞組； 所述第一電阻Rl的一端與繼電器的動(dòng)觸頭連接，另一端通過(guò)一次繞組與繼電器的靜觸頭連接，所述第二電阻R2的一端與繼電器的靜觸頭連接，另一端接機(jī)殼；所述第二繞組的兩端均與信號(hào)放大模塊連接，所述第三電阻R3與第二繞組串聯(lián)； 所述信號(hào)放大模塊包括第四電阻R4、第五電阻R5、可調(diào)電阻Rg和第一運(yùn)算放大器；所述第二繞組的一端通過(guò)第四電阻R4與第一運(yùn)算放大器的反相輸入端連接；第二繞組的另一端通過(guò)第五電阻R5與第一運(yùn)算放大器的同相輸入端連接；所述可調(diào)電阻Rg的兩端分別連接第一運(yùn)算放大器的反相輸入端、第一運(yùn)算放大器的同相輸入端；所述第一運(yùn)算放大器的正電源端與外接電源的正極連接，第一運(yùn)算放大器的負(fù)電源端與外接電源的負(fù)極連接，所述第一運(yùn)算放大器的輸出端與方波整形模塊連接； 所述方波整形模塊包括第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻RlO和第二運(yùn)算放大器； 第一運(yùn)算放大器的輸出端通過(guò)第六電阻R6、與第二運(yùn)算放大器的同向輸入端連接； 第七電阻R7的一端與第二運(yùn)算放大器的反相輸入端連接，另一端與外接電源的正極連接；第八電阻R8的一端分別與第七電阻R7、第二運(yùn)算放大器的反相輸入端連接，另一端接地； 第九電阻R9的一端與外接電源的正極連接，另一端分別與第十電阻R10、第二運(yùn)算放大器的輸出端連接；第十電阻RlO的一端與第二運(yùn)算放大器的同向輸入端連接，另一端與第二運(yùn)算放大器的輸出端連接，第二運(yùn)算放大器的輸出端與電平轉(zhuǎn)換模塊連接； 所述電平轉(zhuǎn)換模塊包括多重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、外接電阻Rx和外接電容Cx，所述多重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器上設(shè)置有信號(hào)輸入端Vin、接地端Gnd、信號(hào)輸出端Vout、觸發(fā)延時(shí)輸入端Rx/Cx和電源連接端VCC ； 所述第二運(yùn)算放大器的輸出端與多重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的信號(hào)輸入端Vin連接，多重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的電源連接端VCC與外接電源連接，多重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的接地端Gnd接地； 多重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的觸發(fā)延時(shí)輸入端Rx/Cx通過(guò)外接電阻Rx與外接電源連接，多重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的觸發(fā)延時(shí)輸入端Rx/Cx通過(guò)外接電容Cx接地；多重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的信號(hào)輸出端Vout與光電隔離模塊連接； 所述光電隔離模塊包括第十一電阻R11、光電耦合器和第十二電阻R12，所述光電耦合器包括發(fā)光二極管和發(fā)光三極管；多重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的信號(hào)輸出端Vout通過(guò)第十一電阻Rll與發(fā)光二極管的正極連接，所述發(fā)光二極管的負(fù)極接地；第十二電阻R12的一端與外接電源連接，另一端與發(fā)光三極管的集電極連接，發(fā)光三極管的發(fā)射極接地。
2.如權(quán)利要求1所述的用于繼電器狀態(tài)檢測(cè)的裝置，其特征在于:所述信號(hào)隔離取樣模塊還包括第一濾波電容Cl、第二濾波電容C2和第三濾波電容C3,所述第一濾波電容Cl的一端位于第一繞組與第一電阻Rl之間，另一端通過(guò)第二電阻R2接機(jī)殼,所述第二濾波電容C2、第三濾波電容C3均與第三電阻R3并聯(lián)。
3.如權(quán)利要求1所述的用于繼電器狀態(tài)檢測(cè)的裝置，其特征在于:所述信號(hào)放大模塊還包括、第四濾波電容C4、第五濾波電容C5、第六濾波電容C6、第七濾波電容C7、第八濾波電容C8、第九濾波 電容C9和第十濾波電容ClO ； 第四濾波電容C4的一端與第一運(yùn)算放大器的反相輸入端連接，另一端接地；第五濾波電容C5的一端與第一運(yùn)算放大器的同相輸入端連接,另一端接地； 所述第六濾波電容C6的一端與第一運(yùn)算放大器的反相輸入端連接，另一端與第一運(yùn)算放大器的同相輸入端連接； 所述第七濾波電容C7的一端連接于外接電源的正極與第一運(yùn)算放大器正電源端之間，另一端接地；第八濾波電容CS —端連接于外接電源的正極與第一運(yùn)算放大器正電源端之間，另一端接地；所述第九濾波電容C9的一端連接于外接電源的負(fù)極與第一運(yùn)算放大器負(fù)電源端之間，另一端接地，所述第十濾波電容ClO的一端連接于外接電源的負(fù)極與第一運(yùn)算放大器負(fù)電源端之間，另一端接地。
4.如權(quán)利要求1所述的用于繼電器狀態(tài)檢測(cè)的裝置，其特征在于:所述方波整形模塊還包括第十一濾波電容CU、第十二濾波電容C12、第十三濾波電容C13、第十四濾波電容C14、第十五濾波電容C15、第十六濾波電容C16、第一施密特觸發(fā)器和第二施密特觸發(fā)器； 第H 濾波電容Cll的一端通過(guò)第六電阻R6與第一運(yùn)算放大器的輸出端連接,另一端接地；第十二濾波電容C12為一端與第二運(yùn)算放大器的反相輸入端連接，另一端接地； 第十三濾波電容C13的一端連接于外接電源的正極與第二運(yùn)算放大器正電源端之間，另一端接地，第十四濾波電容C14的一端連接于外接電源的正極與第二運(yùn)算放大器正電源端之間，另一端接地； 第十五濾波電容C15的一端連接于外接電源的負(fù)極與第二運(yùn)算放大器負(fù)電源端之間，另一端接地，第十六濾波電容C16的一端連接于外接電源的負(fù)極與第二運(yùn)算放大器負(fù)電源端之間，另一端接地； 第一施密特觸發(fā)器的輸入端與第二運(yùn)算放大器的輸出端連接，第一施密特觸發(fā)器的輸出端與第二施密特觸發(fā)器的輸入端連接，第二施密特觸發(fā)器的輸出端與電平轉(zhuǎn)換模塊連接。
5.如權(quán)利要求1所述的用于繼電器狀態(tài)檢測(cè)的裝置，其特征在于:所述電平轉(zhuǎn)換模塊還包括第三施密特觸發(fā)器，第三施密特觸發(fā)器的輸入端與多重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的信號(hào)輸出端Vout連接，第三施密特觸發(fā)器的輸出端與光電隔離模塊連接。
6.如權(quán)利要求1所述的用于繼電器狀態(tài)檢測(cè)的裝置，其特征在于:所述光電隔離模塊還包括第十七濾波電容C17、第十八濾波電容C18和第四施密特觸發(fā)器，第十七濾波電容C17的一端與發(fā)光二極管的正極連接，另一端與發(fā)光二極管的負(fù)極連接、同時(shí)接地；第十八濾波電容C18的一端與發(fā)光三極管的集電極連接，另一端與發(fā)光三極管的發(fā)射極連接、同時(shí)接地；第四施密特觸發(fā)器的輸入端與發(fā)光三極管的集電極連接，其輸出端向外輸出隔離電平信號(hào)。
7.如權(quán)利要求1所述的用于繼電器狀態(tài)檢測(cè)的裝置，其特征在于:所述第七電阻R7、第八電阻R8的電阻值均為IOkQ。
8.采用權(quán)利要求1~7中任一項(xiàng)所述裝置的用于繼電器狀態(tài)檢測(cè)的方法，其特征在于，包括以下步驟: A、信號(hào)隔離取樣模塊對(duì)繼電器的動(dòng)觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn)進(jìn)行信號(hào)采集，得到觸點(diǎn)信號(hào)Vl+和V1-,并將觸點(diǎn)信號(hào)Vl+和Vl-送給信號(hào)放大模塊； B、信號(hào)放大模塊將觸點(diǎn)信號(hào)Vl+和Vl-放大、得到觸點(diǎn)放大信號(hào)V2，并將觸點(diǎn)放大信號(hào)V2發(fā)送給方波整形模塊； C、方波整形模塊將觸點(diǎn)放大信號(hào)V2，轉(zhuǎn)換成同頻率的方波觸點(diǎn)放大信號(hào)V3，并將方波觸點(diǎn)放大信號(hào)發(fā)送給電平轉(zhuǎn)換模塊； 電平轉(zhuǎn)換模塊將方波信號(hào)V3轉(zhuǎn)化為高電平信號(hào)V4、并將高電平信號(hào)V4發(fā)送給光電隔離模塊； D、光電隔離模塊能夠?qū)⒏唠娖叫盘?hào)V4進(jìn)行隔離保護(hù)，得到隔離電平信號(hào)V5。
9.如權(quán)利要求8所述的用于繼電器狀態(tài)檢測(cè)的方法，其特征在于:所述第一施密特觸發(fā)器、第二施密特觸發(fā)器、第三施密特觸發(fā)器和第四施密特觸發(fā)器的型號(hào)均為CD40106。
10.如權(quán)利要求8所述的用于繼電器狀態(tài)檢測(cè)的方法，其特征在于:所述第一運(yùn)算放大器的型號(hào)為AD623,第二運(yùn)算放大器的型號(hào)為L(zhǎng)M339。
【文檔編號(hào)】G01R31/02GK103954906SQ201410132457
【公開(kāi)日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年4月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月3日
【發(fā)明者】周良川, 章志福, 徐沾偉 申請(qǐng)人:武漢點(diǎn)線科技有限公司