用于流量積算裝置的前端柔性測量電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及流量積算裝置測量技術(shù)，具體是用于流量積算裝置的前端柔性測量電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在流量測量中，很多場合下不僅需要測量當(dāng)?shù)貭顟B(tài)下的瞬時流量和累積流量，而且還要測量標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的瞬時流量和累積流量。傳統(tǒng)的流量計只能計量當(dāng)?shù)貭顟B(tài)下的流量，而要實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的流量計量則很困難。一般是根據(jù)測得的當(dāng)?shù)貭顟B(tài)下的流量，通過人工換算而求得標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的流量，工作量大，精度低。而自動補償流量積算控制儀，適用于各種液體、蒸汽、天然氣、一般氣體等的測量，實現(xiàn)各種狀態(tài)下的流量計量。一般儀表不具有多種輸入信號功能。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的在于提供一種用于流量積算裝置的前端柔性測量電路，該電路可以采集多個不同的信號，可以根據(jù)信號選則對應(yīng)的工作模式，形成一個裝置測定多個不同狀態(tài)下的信號采集。
[0004]本實用新型的目的主要通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):用于流量積算裝置的前端柔性測量電路，包括單8通道數(shù)字控制模擬開關(guān)Ul和電壓增益小外形寬帶反相DC放大器U2，其中單8通道數(shù)字控制模擬開關(guān)Ul的輸出端X與電壓增益小外形寬帶反相DC放大器U2的輸入端9連接，單8通道數(shù)字控制模擬開關(guān)Ul的選通端口 X4通過電阻R7連接有信號輸入端Tl，單8通道數(shù)字控制模擬開關(guān)Ul的選通端口 X5通過電阻R8連接有信號輸入端T2，單8通道數(shù)字控制模擬開關(guān)Ul的選通端口 X6通過電阻R9連接有信號輸入端T3，單8通道數(shù)字控制模擬開關(guān)Ul的片選輸入端INH通過電阻RlI連接有信號輸入端T5，單8通道數(shù)字控制模擬開關(guān)Ul的片選輸入端INH還連接有信號輸入端T4，單8通道數(shù)字控制模擬開關(guān)Ul的片選輸入端INH同時還接地；電阻R9與選通端口 X6之間的連接點還連接有接地的電阻R10，選通端口 X6還連接有極性電容C6，極性電容C6的正極與選通端口 X6連接，極性電容C6的負(fù)極接地；選通端口 X5還連接有極性電容C5，極性電容C5的正極與選通端口 X5連接，極性電容C5的負(fù)極接地；電阻R8與信號輸入端T2之間的連接點還連接有串聯(lián)的電阻R6、電阻Rl，電阻Rl連接有信號電壓端VCC，電阻R6與電阻Rl之間的連接點還連接有基準(zhǔn)信號端REF，信號輸入端Tl與電阻R7之間的連接點還連接有二極管D1，二極管Dl的陰極接地，選通端口 X4連接有極性電容C4，極性電容C4的正極與選通端口 X4連接，極性電容C4的負(fù)極接地，其中電阻R7與二極管DI之間的連接點還連接有電阻R4和電阻R5，電阻R4和電阻R5都與基準(zhǔn)信號端REF連接。
[0005]電阻Rl與基準(zhǔn)信號端REF之間的連線上還連接有可調(diào)節(jié)精密并聯(lián)穩(wěn)壓器TL431，即穩(wěn)壓二極管TL431。
[0006]單8通道數(shù)字控制模擬開關(guān)Ul的端口 C連接有電源VCC，電壓增益小外形寬帶反相DC放大器U2的端口 8與電源VCC連接，電壓增益小外形寬帶反相DC放大器U2的端口4通過電容C7與電源VCC連接，電壓增益小外形寬帶反相DC放大器U2的端口 2通過電容C8接地。
[0007]電壓增益小外形寬帶反相DC放大器U2的型號為LTC6910。
[0008]所述單8通道數(shù)字控制模擬開關(guān)Ul的型號為SN74LV4051A。
[0009]上述電路的工作原理為:
[0010]前端柔性測量電路主要是由前端信號調(diào)理電路、選通電路、電壓增益電路三部分組成。選通電路為單8通道數(shù)字控制模擬開關(guān)Ul，電壓增益電路為電壓增益小外形寬帶反相DC放大器U2，單8通道數(shù)字控制模擬開關(guān)Ul前設(shè)置的信號輸入端Tl、信號輸入端T2、信號輸入端T3、信號輸入端T4、信號輸入端T5以及與上述信號輸入端匹配的電阻和極性電容構(gòu)成前端信號調(diào)理電路。
[0011]電路僅通過五個信號接線端(信號輸入端Tl、信號輸入端T2、信號輸入端T3、信號輸入端T4、信號輸入端T5)就可以測量各種常用信號，其中信號輸入端T4為模擬地。實際使用時用戶根據(jù)輸入信號類型設(shè)定輸入選擇參數(shù)。
[0012]為了方便敘述，信號輸入端Tl簡寫為Tl、信號輸入端T2簡寫為T2、信號輸入端T3簡寫為T3、信號輸入端T4簡寫為T4、信號輸入端T5簡寫為T5。選通端口 X4簡稱為X4、選通端口 X5簡稱為X5、選通端口 X6簡稱為X6、選通端口 X7簡稱為X7。
[0013]本文從以下介紹的輸入端輸入被測信號。當(dāng)采集電阻信號時，電阻信號從Tl、T2與T4輸入；當(dāng)采集熱電偶信號或mV信號，熱電偶信號或mV信號從T2與T4輸入；當(dāng)采集大電壓信號，大電壓信號從T3與T4輸入。當(dāng)采集標(biāo)準(zhǔn)電流信號，標(biāo)準(zhǔn)電流信號從T5與T4端輸入，先通過T5的接地電阻Rll采樣電阻把電流信號轉(zhuǎn)化為電壓信號，再將T3、T5短路，轉(zhuǎn)化的電壓信號最終從T3輸入。
[0014]選通電路采用單8通道數(shù)字控制模擬開關(guān)Ul作模擬信號選擇，單8通道數(shù)字控制模擬開關(guān)Ul有三個二進(jìn)制通道選擇輸入端A、B、C和片選輸入端INH。電路只用了四路選通，C端接高電平；B端和A端由其他設(shè)備的I/O 口控制，可以給其高電平或低電平。其他設(shè)備的I/O輸出不同控制選通信號(一般為00、01、10、11)分別選擇X4、X5、X6及X7不同的選通端口電壓信號送到U2的輸入端。X4、X5、X6及X7分別對應(yīng)信號輸入端的T1、T2、T3及Τ4。電阻R4、電阻R6完成熱電阻熱電偶測量的斷線檢測。
[0015]Ul是一種電壓增益小外形寬帶反相DC放大器。該PGA通過在G (G2 (ΡΙΝ7)、Gl(ΡΙΝ6)和GO (ΡΙΝ5))腳上的3位數(shù)字輸入來控制8種電壓增益選擇(0、1、2、5、10、20、50和100)。當(dāng)3位二進(jìn)制數(shù)字增加時，電壓增益也相應(yīng)增加，通過MOS模擬開關(guān)切換閉環(huán)運算放大器的輸入電阻器陣列和反饋電阻器陣列中的電阻來實現(xiàn)增益控制。本設(shè)計中采用2、20、50、100這四個增益檔位，其G腳電平由其他設(shè)備的I/O控制。
[0016]所有輸入信號轉(zhuǎn)化成電壓信號后經(jīng)單8通道數(shù)字控制模擬開關(guān)Ul到達(dá)電壓增益小外形寬帶反相DC放大器U2的輸入端，其最大值經(jīng)放大后應(yīng)小于2.5V，各放大倍數(shù)可適應(yīng)的輸入信號范圍為:1、放大2倍的信號有:輸入信號最大值10mV到0.7V的電壓信號；2、放大20倍的信號有:輸入信號最大值50mV到10mvV的電壓信號；3、放大50倍的信號有:輸入信號最大值20mV到50mV的電壓信號。4、放大100倍的信號有:輸入信號最大值< 20mV的電壓信號。對于不同的輸入類型信號，轉(zhuǎn)換為電壓信號后，就可以按上述的放大倍數(shù)進(jìn)行處理。實際應(yīng)用本電路時，可以根據(jù)A/D模擬輸入的要求調(diào)換具有合適增益的電壓增益小外形寬帶反相DC放大器U2。
[0017]本實用新型的優(yōu)點在于:可以完成多個信號的采集，以一個電路結(jié)構(gòu)就可以采集各種不同類型的信號，以這些信號通過不同的通道選擇后，輸入到對應(yīng)的放大增益，最后輸出一個穩(wěn)定的信號，解決了不同信號需要不同采集裝置的問題。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型的電路原理示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合實施例及附圖對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本實用新型的實施方式不限于此。
[0020]實施例1:
[0021]如圖1所示。
[0022]用于流量積算裝置的前端柔性測量電路，包括單8通道數(shù)字控制模擬開關(guān)Ul和電壓增益小外形寬帶反相DC放大器U2，其中單8通道數(shù)字控制模擬開關(guān)Ul的輸出端X與電壓增益小外形寬帶反相DC放大器U2的輸入端9連接，單8通道數(shù)字控制模擬開關(guān)Ul的選通端口 X4通過電阻R7連接有信號輸入端Tl，單8通道數(shù)字控制模擬開關(guān)Ul的選通端口X5通過電阻R8連接有信號輸入端T2，單8通道數(shù)字控制模擬開關(guān)Ul的選通端口 X6通過電阻R9連接有信號輸入端T3，單8通道數(shù)字控制模擬開關(guān)Ul的片選輸入端INH通過電阻Rll連接有信號輸入端T5，單8通道數(shù)字控制模擬開關(guān)Ul的片選輸入端INH還連接有信號輸入端T4，單8通道數(shù)字控制模擬開關(guān)Ul的片選輸入端INH同時還接地；電阻R9與選通端口 X6之間的連接點還連接有接地的電阻R10，選通端口 X6還連接有極性電容C6，極性電容C6的正極與選通端口 X6連接，極性電容C6的負(fù)極接地；選通端口 X5還連接有極性電容C5