專利名稱：一種具有熱插拔保護(hù)功能的數(shù)據(jù)采集裝置及其通道卡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電信號(hào)的測量測試領(lǐng)域，具體地涉及一種具有熱插拔保護(hù)功能的數(shù)據(jù)采集裝置及其通道卡。
背景技術(shù)：
在測量和測試技術(shù)領(lǐng)域中，所謂的數(shù)據(jù)采集裝置，是指從傳感器和其它被測目標(biāo)中自動(dòng)采集信息的一種裝置。它可以實(shí)現(xiàn)多種信號(hào)的采集，通過將數(shù)據(jù)采集裝置與外部的傳感器、敏感元件相連、或者直接與被測信號(hào)相連，可以采集并測量到諸如直流電壓信號(hào)、交流電壓信號(hào)、直流電流信號(hào)、交流電流信號(hào)、頻率信號(hào)、溫度信號(hào)、壓力信號(hào)、壓強(qiáng)信號(hào)等各種被測信號(hào)。多通道數(shù)據(jù)采集裝置是指集成有多種測量功能的數(shù)據(jù)采集裝置，它具有多個(gè)通道，每一個(gè)通道可以接入不同的被測信號(hào)。如圖1所示，為一種多通道數(shù)據(jù)采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，所述多通道數(shù)據(jù)采集裝置100包括三大部分:主控單元101、模塊卡102和背板單元 103。主控單元101是一個(gè)控制整個(gè)系統(tǒng)工作的單元，它通過背板單元103與模塊卡102相連接。主控單元101通過協(xié)調(diào)多個(gè)模塊卡102完成輸入信號(hào)(即被測信號(hào))的切換和數(shù)據(jù)米集操作。模塊卡102通常包括通道卡1021和萬用表卡1022兩種，此外，還包括其它類型的模塊卡，它們可以單獨(dú)控制，不需要或者不能與萬用表卡1022聯(lián)合使用。被測信號(hào)通過外部接線接入通道卡1021中的各個(gè)通道中，主控單元101通過向通道卡1021發(fā)送控制命令，將對應(yīng)通道上接入的被測信號(hào)引入至萬用表卡1022中。萬用表卡1022又稱測量卡，或者數(shù)據(jù)采集卡，用于測量通過各種類型的通道卡連接進(jìn)來的被測信號(hào)，主控單元101通過向萬用表卡1022發(fā)送控制命令，控制萬用表卡1022接收來自不同通道的被測信號(hào)，進(jìn)行數(shù)據(jù)米集。背板單元103具備有多個(gè)插槽，用于插入不同的模塊卡102，它起連接主控單元101和模塊卡102的“橋梁”作用，通過背板單元103上的模擬總線，可以將各個(gè)通道中的被測信號(hào)輸入至萬用表卡1022中；通過背板單元103上的通信總線，主控單元101可以向通道卡1021和萬用表卡1022發(fā)送控制命令以及接收萬用表卡1022測量的被測信號(hào)。另外，主控單元101和各個(gè)模塊卡102的供電也是通過背板單元103上的電源電路提供的。在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)，主控單元101首先通過通信總線，發(fā)送控制命令到通道卡1021 ;通道卡1021根據(jù)控制命令接通一個(gè)相應(yīng)的通道，通過該通道將被測信號(hào)輸入到模擬總線上；然后主控單元101通過通信總線，發(fā)送控制命令到萬用表卡1022，萬用表卡1022根據(jù)該控制命令對模擬總線上的被測信號(hào)進(jìn)行采集；采集完成后萬用表卡1022通過通信總線將數(shù)據(jù)返回給主控單元101，此時(shí)，完成了所述通道上被測信號(hào)的數(shù)據(jù)采集過程。每一個(gè)通道上的被測信號(hào)可以是不同的，用戶可以對多通道數(shù)據(jù)采集裝置100內(nèi)部的通道進(jìn)行配置，設(shè)定每一個(gè)被測信號(hào)與通道的匹配關(guān)系。由于是多通道數(shù)據(jù)采集，因此，主控單元101需要對各個(gè)通道中被測信號(hào)接入萬用表卡1022的次序進(jìn)行控制，萬用表卡1022依次對各個(gè)通道上的被測信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的過程，即是一種對通道的掃描過程。多通道數(shù)據(jù)采集測量裝置100廣泛應(yīng)用于通信、醫(yī)療、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域，不同功能的模塊卡滿足了不同應(yīng)用場合的測量系統(tǒng)搭建需求，靈活的配置模式也方便了用戶的使用。上述模塊卡式數(shù)據(jù)采集測量裝置廣泛應(yīng)用于通信、醫(yī)療、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域，不同功能的模塊卡滿足了不同應(yīng)用場合的測量系統(tǒng)搭建需求，靈活的配置模式也方便了用戶的使用。但是，發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的模塊化的數(shù)據(jù)采集裝置一般不支持熱插拔，在進(jìn)行電流測量時(shí)出現(xiàn)意外斷電或模塊熱插拔情況，由于不能有效的保護(hù)被測器件，易造成被測器件的損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，本發(fā)明提供了一種具有熱插拔保護(hù)功能的數(shù)據(jù)采集裝置及其通道卡，用于在總線結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)采集裝置中，通道卡在測量電流信號(hào)時(shí)，由于熱插拔或斷電等意外情況發(fā)生時(shí)，保護(hù)電路自動(dòng)啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)電流測量通道的閉合狀態(tài)，以免由于電流測量通道的開路引起過壓或過流，導(dǎo)致被測器件單元或被測電路模塊損壞和嚴(yán)重的生產(chǎn)后果。為達(dá)上述目的，一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種具有熱插拔保護(hù)功能的數(shù)據(jù)采集裝置的通道卡，包括至少一個(gè)電流測量通道，每一個(gè)電流測量通道包括兩個(gè)輸入線路，每一個(gè)輸入線路包括有一個(gè)電流測量端子和一個(gè)輸出端子，其特征在于，所述通道卡設(shè)置有保護(hù)電路，所述保護(hù)電路用于在所述通道卡斷電時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)來實(shí)現(xiàn)所述通道卡的電流測量通道的閉合狀態(tài)，以保護(hù)被測器件。為達(dá)上述目的，另一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種具有熱插拔保護(hù)功能的數(shù)據(jù)采集裝置，所述數(shù)據(jù)采集裝置包括:依次連接的主控單元、背板單元和子卡單元，所述子卡單元包括:通道卡，所述通道卡包括至少一個(gè)電流測量通道，每一個(gè)電流測量通道包括兩個(gè)輸入線路，每一個(gè)輸入線路包括有一個(gè)電流測量端子和一個(gè)輸出端子，所述通道卡還設(shè)置有保護(hù)電路，所述保護(hù)電路用于在所述通道卡斷電時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)來實(shí)現(xiàn)所述通道卡的電流測量通道的閉合狀態(tài)，以保護(hù)被測器件。本發(fā)明實(shí)施例提供的上述具有熱插拔保護(hù)功能的數(shù)據(jù)采集裝置及其通道卡的有益效果在于:通道卡在測量電流信號(hào)時(shí)，由于熱插拔或斷電等意外情況發(fā)生時(shí)，保護(hù)電路自動(dòng)啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)電流測量通道的閉合狀態(tài)，以免由于電流測量通道的開路引起過壓或過流，導(dǎo)致被測器件單元或被測電路模塊損壞和嚴(yán)重的生產(chǎn)后果。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖做一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為現(xiàn)有技術(shù)的一種多通道數(shù)據(jù)采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)據(jù)采集裝置的整機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例的通道卡、背板模塊與萬用表卡的連接關(guān)系圖4為本發(fā)明實(shí)施例1的通道卡的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例2的通道卡的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例3的通道卡的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例4的通道卡的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本發(fā)明實(shí)施例5的通道卡的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。圖2為本發(fā)明實(shí)施例的一種具有熱插拔保護(hù)功能的數(shù)據(jù)采集裝置的整機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，該數(shù)據(jù)采集裝置包括:數(shù)據(jù)采集裝置主機(jī)部分(以下稱主機(jī))和數(shù)據(jù)采集裝置子卡部分。其中，數(shù)據(jù)采集裝置主機(jī)部分包括:數(shù)字主控板部分和背板部分。數(shù)字主控板部分(主控單元)包括:數(shù)字主控板、接口單元、顯示單元、鍵盤輸入單元和供電單元。背板部分(背板單元)包括:模擬總線部分、數(shù)字通信/控制總線和電源總線。子卡部分(模塊卡)包括:通道卡(電流卡)、測量卡。這里所述的子卡包括通道卡和測量卡，是指子卡有兩種存在方式:通道卡和測量卡，它們是相互獨(dú)立的，不是共存在一個(gè)卡里。一個(gè)通道卡可以稱為一個(gè)子卡，一個(gè)測量卡也可以稱為一個(gè)子卡。通道卡和測量卡可以通過專用連接器與背板單元進(jìn)行相連。背板單元的多個(gè)槽位設(shè)計(jì)可以同時(shí)連接數(shù)個(gè)通道卡或測量卡。其中，通道卡可以單獨(dú)使用，測量卡必須和通道卡一同使用。進(jìn)一步地，請參閱圖3示出的本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的通道卡、背板模塊與萬用表卡的連接關(guān)系圖。背板單元包括電流總線和電壓鉗位電路。電流信號(hào)線連接插入背板連接器的通道卡和測量卡，電壓鉗位電路實(shí)現(xiàn)電流信號(hào)通路的電壓鉗位和提供電流通路。背板連接器對應(yīng)某個(gè)槽位，即每個(gè)槽位子卡通過此連接器與背板單元連接。在一較佳實(shí)施例中，通道卡包括通道開關(guān)、旁路開關(guān)、電流通路電路、總線開關(guān)。通道開關(guān)用于通道電流信號(hào)的開關(guān)控制和電流通道的保護(hù)；旁路開關(guān)用于電流通道的保護(hù)，正常測量時(shí)此開關(guān)打開，非測量時(shí)此開關(guān)閉合?？偩€開關(guān)用于信號(hào)的測量功能開關(guān)，實(shí)現(xiàn)電流信號(hào)由通道卡至背板電流信號(hào)線的連通控制。電流信號(hào)測量時(shí)，開關(guān)的工作順序?yàn)?首先旁路開關(guān)保持閉合，閉合通道開關(guān)和總線開關(guān)，然后再打開旁路開關(guān)，電流信號(hào)則按照圖3所示箭頭的信號(hào)流向進(jìn)行。測量卡包括采樣電阻R和測量功能電路。根據(jù)U = IXR，采樣電阻R實(shí)現(xiàn)電流信號(hào)與電壓信號(hào)的轉(zhuǎn)換；測量功能電路用于測量采樣電阻轉(zhuǎn)換后的電壓信號(hào)Vx。當(dāng)數(shù)據(jù)采集裝置正常運(yùn)行時(shí)，突然發(fā)生斷電，則通道卡的旁路開關(guān)在掉電時(shí)恢復(fù)閉合狀態(tài)，保持了電流測量通道的閉合狀態(tài)。而且，電流通道卡“斷電”后，每個(gè)通道的通道開關(guān)和總線開關(guān)立即打開，此時(shí)通道開關(guān)與總線開關(guān)接通各自的電流通路電路，以便連接在電流通路模式，保證了測量通道的電流總線的通路處于“閉合”狀態(tài)，有效保護(hù)被測器件。上述電路具有可靠性好，可以較好的推廣應(yīng)用于各種形式的電流測量場合。
以下進(jìn)一步對本發(fā)明實(shí)施例的整機(jī)結(jié)構(gòu)組成進(jìn)行詳細(xì)說明:以下繼續(xù)結(jié)合圖3示出的本發(fā)明實(shí)施例的通道卡、背板模塊與萬用表卡的連接關(guān)系圖，來說明本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)據(jù)采集裝置的工作原理。下面以測量電流信號(hào)為例，說明該數(shù)據(jù)采集裝置的工作方式和原理。首先，將電流通道卡與測量卡分別插入主機(jī)的5個(gè)槽位中的任意兩個(gè)，并將電流信號(hào)連接至通道卡的某一通道。然后，打開主機(jī)電源，主機(jī)啟動(dòng)并開始自檢和掃描槽位的子卡，主機(jī)正常啟動(dòng)后，已經(jīng)插入子卡的槽位指示燈會(huì)亮起，標(biāo)識(shí)槽位的子卡已經(jīng)插入并可以正常工作。接著，通過主機(jī)的前面板建立通道測量任務(wù)，即打開通道卡的電流信號(hào)輸入的通道并進(jìn)行測量，此時(shí)數(shù)字主控板部分將指令通過背板的數(shù)字通信總線發(fā)送到通道卡的處理器(圖中未繪出)，然后通道卡的處理器會(huì)將根據(jù)接收到的主機(jī)指令進(jìn)行相關(guān)操作。具體操作步驟為:1、先閉合總線開關(guān)和通道開關(guān)；其中，通道開關(guān)和總線開關(guān)可以是DPDT型的繼電器或其他類型開關(guān)。2、然后打開旁路開關(guān)；其中，通道卡的旁路開關(guān)可以是SPDT型繼電器或其他類型開關(guān)。則此時(shí)電流信號(hào)會(huì)通過子卡通道流向背板模擬總線，電流信號(hào)流過測量卡的采樣電阻R，產(chǎn)生采樣電壓Vx。主機(jī)向測量卡發(fā)送測量指令，測量卡測量采樣電壓，并將測量值返回給數(shù)字主控板部分(主控單元)，主機(jī)獲取測量結(jié)果后，將測量數(shù)據(jù)顯示在前面板的顯示屏上。以上為正常工作時(shí)的一個(gè)信號(hào)的測量操作過程。對于電流信號(hào)的測量，特別是電流源的電流測量應(yīng)當(dāng)保證任何時(shí)刻、任何情況下電流測量通道的閉合狀態(tài)，即電流測量通道不能出現(xiàn)開路現(xiàn)象。系統(tǒng)斷電后，通道卡的旁路開關(guān)閉合，且通道開關(guān)和總線開關(guān)會(huì)打開，此電路設(shè)計(jì)保證了電流測量通道的閉合狀態(tài)，最大程度上避免系統(tǒng)正常斷電或意外斷電造成電流測量通道開路現(xiàn)象。所謂“斷電”可能是由于以下幾種情況引起的:1、通過操作主機(jī)面板電源開關(guān)導(dǎo)致主機(jī)和通道卡斷電；2、主機(jī)供電意外斷電導(dǎo)致通道卡斷電；3、通道卡熱插拔導(dǎo)致通道卡斷電。另外，由于通道卡熱插拔，此發(fā)明實(shí)施例的電路也可以對其進(jìn)行自動(dòng)保護(hù)。如果通道卡在測量過程中熱插拔，通道卡斷電后，通道卡的旁路開關(guān)閉合，且通道開關(guān)和總線開關(guān)會(huì)打開，此電路設(shè)計(jì)保證了電流測量通道的閉合狀態(tài)。以下對本發(fā)明實(shí)施例的通道卡的各種結(jié)構(gòu)及保護(hù)電路的構(gòu)成進(jìn)行詳細(xì)說明。實(shí)施例1:圖4為本發(fā)明實(shí)施例1的通道卡的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4所示的電流通道卡，相對于實(shí)施例5，電路復(fù)雜度降低，通道的開關(guān)速度也會(huì)比實(shí)施例5要快?？偩€開關(guān)的電路通路可以防止未測量時(shí)，對通道進(jìn)行操作，通過總線開關(guān)的電流通路可以保證電流總線的閉合狀態(tài)。以下說明實(shí)施例1的電流通道卡的結(jié)構(gòu)及該電流通道卡的工作過程:1、每個(gè)通道上均有一個(gè)通道開關(guān)，通道開關(guān)在電流通道卡未工作時(shí)保持“通道關(guān)斷”狀態(tài)。此時(shí)通道開關(guān)連接在電流通路模式，電流信號(hào)可以通過本通道的電流通路電路，保證了測量通道的電流信號(hào)線的通路處于“閉合”狀態(tài)，通道開關(guān)在電流通道卡正常工作后，可以通過相關(guān)指令執(zhí)行打開或關(guān)閉動(dòng)作。2、每一個(gè)電流通道卡有一個(gè)總線開關(guān)，總線開關(guān)在電流通道卡未工作時(shí)保持“通道關(guān)斷”狀態(tài)。此時(shí)總線開關(guān)連接在電流通路模式，電流信號(hào)可以通過電流通路電路，保證了測量通道的電流總線的通路處于“閉合”狀態(tài)，總線開關(guān)在電流通道卡正常工作后，可以通過相關(guān)指令執(zhí)行打開或關(guān)閉動(dòng)作。3、在進(jìn)行電流信號(hào)測量時(shí)，首先發(fā)送指令，閉合相應(yīng)通道的總線開關(guān)，再發(fā)送指令，閉合相應(yīng)通道的通道開關(guān)，此時(shí)進(jìn)入電流的測量工作狀態(tài)。4、該實(shí)施例1在進(jìn)行電流信號(hào)測量時(shí)，閉合通道開關(guān)的瞬間會(huì)出現(xiàn)短暫的“開路”狀態(tài)?？梢酝ㄟ^先進(jìn)行通道操作，再加入待測電流信號(hào)，可以避開短暫的“開路狀態(tài)”。以下描述斷電后，本實(shí)施例1的電流通道卡的工作過程:電流通道卡“斷電”后，每個(gè)通道的通道開關(guān)和總線開關(guān)立即打開，此時(shí)通道開關(guān)與總線開關(guān)連接在電流通路模式，保證了測量通道的電流總線的通路處于“閉合”狀態(tài)，并使得該電流測量通道的兩個(gè)輸入線路閉合。實(shí)施例2:圖5為本發(fā)明實(shí)施例2的通道卡的結(jié)構(gòu)示意圖。以下說明本實(shí)施例2的電流通道卡的結(jié)構(gòu)及該電流通道卡的工作過程:1、每個(gè)通道上均有一個(gè)通道開關(guān)，通道開關(guān)在電流通道卡未工作時(shí)保持“通道關(guān)斷”狀態(tài)。此時(shí)通道開關(guān)連接在電流通路模式，電流信號(hào)可以通過電流通路電路，保證測量通道的電流信號(hào)線的通路處于“閉合”狀態(tài)，通道開關(guān)在電流通道卡正常工作后，可以通過相關(guān)指令執(zhí)行打開或關(guān)閉動(dòng)作。2、每一個(gè)電流通道卡有一個(gè)總線開關(guān)，總線開關(guān)在電流通道卡未工作時(shí)保持“通道關(guān)斷”狀態(tài)。通道開關(guān)在電流通道卡正常工作后，可以通過相關(guān)指令執(zhí)行打開或關(guān)閉動(dòng)作。3、在進(jìn)行電流信號(hào)測量時(shí)，首先發(fā)送指令，閉合總線開關(guān)，再發(fā)送指令，閉合相應(yīng)通道的通道開關(guān)，此時(shí)進(jìn)入電流的測量工作狀態(tài)。4、該實(shí)施例在進(jìn)行電流信號(hào)測量時(shí)，閉合通道開關(guān)的瞬間會(huì)出現(xiàn)短暫的“開路”狀態(tài)?？梢酝ㄟ^先進(jìn)行通道操作，再加入待測電流信號(hào)，可以避開短暫的“開路狀態(tài)”。其中，所述的通道操作是指打開通道或者閉合通道。以下說明斷電后，本實(shí)施例2的電流通道卡的工作過程:電流通道卡“斷電”后，每個(gè)通道的通道開關(guān)和總線開關(guān)立即打開，此時(shí)通道開關(guān)連接在電流通路模式，保證了測量通道的電流信號(hào)線處于“閉合”狀態(tài)。實(shí)施例3:圖6為本發(fā)明實(shí)施例3的通道卡的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6所示的通道卡可以實(shí)現(xiàn)電流通路的不開路測量切換?？偩€開關(guān)的電路通路可以防止未測量時(shí)，對通道進(jìn)行操作，通過電流通路可以保證電流總線的閉合狀態(tài)。以下說明本發(fā)明實(shí)施例3的電流通道卡及該電流通道卡的工作過程:1、每個(gè)通道上均有一個(gè)旁路開關(guān)和通道開關(guān)，旁路開關(guān)在電流通道卡未工作時(shí)保持“閉合”狀態(tài)。旁路開關(guān)在電流通道卡正常工作后，可以通過相關(guān)指令執(zhí)行打開或關(guān)閉動(dòng)作。通道開關(guān)在電流通道卡未工作時(shí)保持“通道關(guān)斷”狀態(tài)。通道開關(guān)在電流通道卡正常工作后，可以通過相關(guān)指令執(zhí)行打開或關(guān)閉動(dòng)作。2、每一個(gè)電流通道卡有一個(gè)總線開關(guān)，總線開關(guān)在電流通道卡未工作時(shí)保持“通道關(guān)斷”狀態(tài)。此時(shí)總線開關(guān)連接在電流通路模式，電流信號(hào)可以通過電流通路電路，保證測量通道的電流總線的通路處于“閉合”狀態(tài)，通道開關(guān)在電流通道卡正常工作后，可以通過相關(guān)指令執(zhí)行打開或關(guān)閉動(dòng)作。3、在進(jìn)行電流信號(hào)測量時(shí)，首先發(fā)送指令，依次閉合總線開關(guān)和相應(yīng)通道的通道開關(guān)，再發(fā)送指令，打開相應(yīng)通道的旁路開關(guān)，此時(shí)進(jìn)入電流的測量工作狀態(tài)。以下說明斷電后，本實(shí)施例3的電流通道卡的工作過程:電流通道卡“斷電”后，每個(gè)通道的旁路開關(guān)立即進(jìn)入“閉合”狀態(tài)，且每個(gè)通道的通道開關(guān)和總線開關(guān)立即打開，此時(shí)總線開關(guān)連接在電流通路模式，保證了測量通道的電流總線的通路處于“閉合”狀態(tài)，并使得該電流測量通道的兩個(gè)輸入線路之間處于“閉合”狀態(tài)。實(shí)施例4:圖7為本發(fā)明實(shí)施例4的通道卡的結(jié)構(gòu)示意圖。以下說明本發(fā)明實(shí)施例4的電流通道卡及該電流通道卡的工作過程:1、每個(gè)通道上均有一個(gè)旁路開關(guān)和通道開關(guān)，旁路開關(guān)在電流通道卡未工作時(shí)保持“閉合”狀態(tài)。旁路開關(guān)在電流通道卡正常工作后，可以通過相關(guān)指令執(zhí)行打開或關(guān)閉動(dòng)作。通道開關(guān)在電流通道卡未工作時(shí)保持“通道關(guān)斷”狀態(tài)。通道開關(guān)在電流通道卡正常工作后，可以通過相關(guān)指令執(zhí)行打開或關(guān)閉動(dòng)作。2、每一個(gè)電流通道卡有一個(gè)總線開關(guān)，總線開關(guān)在電流通道卡未工作時(shí)保持“通道關(guān)斷”狀態(tài)。通道開關(guān)在電流通道卡正常工作后，可以通過相關(guān)指令執(zhí)行打開或關(guān)閉動(dòng)作。3、在進(jìn)行電流信號(hào)測量時(shí)，首先發(fā)送指令，閉合相應(yīng)通道的通道開關(guān)和總線開關(guān)，再發(fā)送指令，打開相應(yīng)通道的旁路開關(guān)，此時(shí)進(jìn)入電流的測量工作狀態(tài)。以下描述斷電后，本實(shí)施例4的電流通道卡工作過程:電流通道卡“斷電”后，每個(gè)通道的旁路開關(guān)立即進(jìn)入“閉合”狀態(tài)，且每個(gè)通道的通道開關(guān)和總線開關(guān)立即打開，保證了測量通道的電流信號(hào)線處于“閉合”狀態(tài)。實(shí)施例5:本實(shí)施例5可以實(shí)現(xiàn)電流通路的不開路測量切換，通過旁路開關(guān)，通道開關(guān)和總線開關(guān)的電流通路電路，無論開關(guān)如何動(dòng)作，均可以實(shí)現(xiàn)電流總線通道的“閉合”狀態(tài)，更好的保護(hù)被測設(shè)備或器件，安全性優(yōu)于其他方案。圖8為本發(fā)明實(shí)施例5的通道卡結(jié)構(gòu)示意圖。以下描述實(shí)施例5的電流通道卡的結(jié)構(gòu)及該電流通道卡的工作過程:圖8示出的具有熱插拔保護(hù)功能的數(shù)據(jù)采集裝置的通道卡，包括多個(gè)電流測量通道chl-chx，以電流測量通道chi為例，其包括兩個(gè)輸入線路401、402，每一個(gè)輸入線路包括有一個(gè)電流測量端子和一個(gè)輸出端子，該通道卡設(shè)置有保護(hù)電路，保護(hù)電路用于在通道卡斷電時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)來實(shí)現(xiàn)通道卡的電流測量通道的閉合狀態(tài)，以保護(hù)被測器件。通道卡還包括:與每一個(gè)電流測量通道的兩個(gè)輸入線路連接的電流總線403、404。
保護(hù)電路包括:并聯(lián)設(shè)置于電流測量通道的兩個(gè)輸入線路之間的旁路開關(guān)，用于在通道卡斷電時(shí)，使兩個(gè)輸入線路之間閉合。該旁路開關(guān)是常閉開關(guān)，常閉開關(guān)包括非自鎖繼電器。保護(hù)電路還包括:與電流測量通道的兩個(gè)輸入線路串接的通道開關(guān)。保護(hù)電路還包括:與通道開關(guān)連接的第一電流通路電路，通道開關(guān)用于在通道卡斷電時(shí)接通第一電流通路電路，使通道開關(guān)連接在電流通路模式以閉合兩個(gè)輸入線路。保護(hù)電路還包括:設(shè)置在電流總線上的總線開關(guān)。保護(hù)電路還包括:與總線開關(guān)連接的第二電流通路電路，總線開關(guān)還用于在通道卡斷電時(shí)接通第二電流通路電路，使總線開關(guān)連接在電流通路模式以閉合電流總線。其中，旁路開關(guān)是單刀單擲開關(guān)，通道開關(guān)和總線開關(guān)是雙刀雙擲開關(guān)。1、每個(gè)通道上均有一個(gè)旁路開關(guān)和通道開關(guān)，旁路開關(guān)在電流通道卡未工作時(shí)保持“閉合”狀態(tài)。旁路開關(guān)在電流通道卡正常工作后，可以通過相關(guān)指令執(zhí)行打開或關(guān)閉動(dòng)作。通道開關(guān)在電流通道卡未工作時(shí)保持“通道關(guān)斷”狀態(tài)。此時(shí)通道開關(guān)連接在電流通路模式，電流信號(hào)可以通過電流通路電路，保證電流通路的“閉合”狀態(tài)，通道開關(guān)在電流通道卡正常工作后，可以通過相關(guān)指令執(zhí)行打開或關(guān)閉動(dòng)作。其中，通道開關(guān)是通過命令實(shí)現(xiàn)控制的。上述電流通路電路的作用是保持電流信號(hào)通路的持續(xù)性。2、每一個(gè)電流通道卡有一個(gè)總線開關(guān)，總線開關(guān)在電流通道卡未工作時(shí)保持“通道關(guān)斷”狀態(tài)。此時(shí)總線開關(guān)連接在電流通路模式，電流信號(hào)可以通過電流通路電路，保證電流通路的“閉合”狀態(tài)，總線開關(guān)在電流通道卡正常工作后，可以通過相關(guān)指令執(zhí)行打開或關(guān)閉動(dòng)作。其中，電流通路模式下，該通道是閉合狀態(tài)，電流信號(hào)可以形成閉合回路。對于實(shí)施例5中的通道開關(guān)，通道的OFF狀態(tài)即電流通路模式。3、在進(jìn)行電流信號(hào)測量時(shí)，首先數(shù)字主控單元發(fā)送指令，依次閉合總線開關(guān)和相應(yīng)通道的通道開關(guān)，再發(fā)送指令，打開相應(yīng)通道的旁路開關(guān)，此時(shí)進(jìn)入電流的測量工作狀態(tài)。以下描述在斷電后，實(shí)施例5的電流通道卡的工作過程:電流通道卡“斷電”后，每個(gè)通道的旁路開關(guān)立即進(jìn)入“閉合”狀態(tài)，且每個(gè)通道的通道開關(guān)和總線開關(guān)立即打開，此時(shí)通道開關(guān)與總線開關(guān)連接在電流通路模式，保證了測量通道的電流總線的通路處于“閉合”狀態(tài)。本發(fā)明上述實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于，通道卡在測量電流信號(hào)時(shí)，由于熱插拔或斷電等意外情況發(fā)生時(shí)，保護(hù)電路自動(dòng)啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)電流測量通道的閉合狀態(tài)，以免由于電流測量通道的開路引起過壓或過流，導(dǎo)致被測器件單元或被測電路模塊損壞和嚴(yán)重的生產(chǎn)后果。以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明實(shí)施例各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種具有熱插拔保護(hù)功能的數(shù)據(jù)采集裝置的通道卡，包括至少一個(gè)電流測量通道，每一個(gè)電流測量通道包括兩個(gè)輸入線路，每一個(gè)輸入線路包括有一個(gè)電流測量端子和一個(gè)輸出端子，其特征在于，所述通道卡設(shè)置有保護(hù)電路，所述保護(hù)電路用于在所述通道卡斷電時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)來實(shí)現(xiàn)所述通道卡的電流測量通道的閉合狀態(tài)，以保護(hù)被測器件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通道卡，其特征在于，所述保護(hù)電路包括: 并聯(lián)設(shè)置于所述電流測量通道的所述兩個(gè)輸入線路之間的旁路開關(guān)，用于在所述通道卡斷電時(shí)，使所述兩個(gè)輸入線路之間閉合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的通道卡，其特征在于，所述旁路開關(guān)是常閉開關(guān)，所述常閉開關(guān)包括非自鎖繼電器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的通道卡，其特征在于，所述保護(hù)電路還包括:與所述電流測量通道的所述兩個(gè)輸入線路串接的通道開關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的通道卡，其特征在于，所述保護(hù)電路還包括:與所述通道開關(guān)連接的第一電流通路電路，所述通道開關(guān)用于在所述通道卡斷電時(shí)接通所述第一電流通路電路，使所述通道開關(guān)連接在電流通路模式以閉合所述兩個(gè)輸入線路。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的通道卡，其特征在于，所述通道卡還包括:與每一個(gè)電流測量通道的兩個(gè)輸入線路連接的電流總線，所述保護(hù)電路還包括:設(shè)置在所述電流總線上的總線開關(guān)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的通道卡，其特征在于，所述保護(hù)電路還包括:與所述總線開關(guān)連接的第二電流通路電路，所述總線開關(guān)還用于在所述通道卡斷電時(shí)接通所述第二電流通路電路，使所述總線開關(guān)連接在電流通路模式以閉合所述電流總線。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的通道卡，其特征在于，所述旁路開關(guān)是單刀單擲開關(guān)，所述通道開關(guān)和所述總線開關(guān)是雙刀雙擲開關(guān)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通道卡，其特征在于，所述通道卡還包括:與每一個(gè)電流測量通道的兩個(gè)輸入線路連接的電流總線；所述保護(hù)電路包括: 與所述電流測量通道的所述兩個(gè)輸入線路串接的通道開關(guān)； 與所述通道開關(guān)連接的第一電流通路電路，所述通道開關(guān)還用于在所述通道卡斷電時(shí)接通所述第一電流通路電路，使所述通道開關(guān)連接在電流通路模式以閉合所述兩個(gè)輸入線路；以及， 設(shè)置在所述電流總線上的總線開關(guān)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的通道卡，其特征在于，所述保護(hù)電路還包括:與所述總線開關(guān)連接的第二電流通路電路，所述總線開關(guān)還用于在所述通道卡斷電時(shí)接通所述第二電流通路電路，使所述總線開關(guān)連接在電流通路模式以閉合所述電流總線。
11.一種具有熱插拔保護(hù)功能的數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集裝置包括:依次連接的主控單元、背板單元和子卡單元，所述子卡單元包括:通道卡，所述通道卡包括至少一個(gè)電流測量通道，每一個(gè)電流測量通道包括兩個(gè)輸入線路，每一個(gè)輸入線路包括有一個(gè)電流測量端子和一個(gè)輸出端子，所述通道卡還設(shè)置有保護(hù)電路，所述保護(hù)電路用于在所述通道卡斷電時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)來實(shí)現(xiàn)所述通道卡的電流測量通道的閉合狀態(tài)，以保護(hù)被測器件。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于，所述保護(hù)電路包括:并聯(lián)設(shè)置于所述電流測量通道的所述兩個(gè)輸入線路之間的旁路開關(guān)，用于在所述通道卡斷電時(shí)，使所述兩個(gè)輸入線路之間閉合。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于，所述旁路開關(guān)是常閉開關(guān)，所述常閉開關(guān)包括非自鎖繼電器。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于，所述保護(hù)電路還包括:與所述電流測量通道的所述兩個(gè)輸入線路串接的通道開關(guān)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于，所述保護(hù)電路還包括:與所述通道開關(guān)連接的第一電流通路電路，所述通道開關(guān)用于在所述通道卡斷電時(shí)接通所述第一電流通路電路，使所述通道開關(guān)連接在電流通路模式以閉合所述兩個(gè)輸入線路。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于，所述通道卡還包括與每一個(gè)電流測量 通道的兩個(gè)輸入線路連接的電流總線，所述保護(hù)電路還包括:設(shè)置在所述電流總線上的總線開關(guān)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于，所述保護(hù)電路還包括:與所述總線開關(guān)連接的第二電流通路電路，所述總線開關(guān)還用于在所述通道卡斷電時(shí)接通所述第二電流通路電路，使所述總線開關(guān)連接在電流通路模式以閉合所述電流總線。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于，所述旁路開關(guān)是單刀單擲開關(guān)，所述通道開關(guān)和所述總線開關(guān)是雙刀雙擲開關(guān)。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于，所述通道卡還包括:與每一個(gè)電流測量通道的兩個(gè)輸入線路連接的電流總線；所述保護(hù)電路包括: 與所述電流測量通道的所述兩個(gè)輸入線路串接的通道開關(guān)； 與所述通道開關(guān)連接的第一電流通路電路，所述通道開關(guān)還用于在所述通道卡斷電時(shí)接通所述第一電流通路電路，使所述通道開關(guān)連接在電流通路模式以閉合所述兩個(gè)輸入線路；以及， 設(shè)置在所述電流總線上的總線開關(guān)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于，所述保護(hù)電路還包括:與所述總線開關(guān)連接的第二電流通路電路，所述總線開關(guān)還用于在所述通道卡斷電時(shí)接通所述第二電流通路電路，使所述總線開關(guān)連接在電流通路模式以閉合所述電流總線。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種具有熱插拔保護(hù)功能的數(shù)據(jù)采集裝置及其通道卡，包括至少一個(gè)電流測量通道，每一個(gè)電流測量通道包括兩個(gè)輸入線路，每一個(gè)輸入線路包括有一個(gè)電流測量端子和一個(gè)輸出端子，所述通道卡設(shè)置有保護(hù)電路，所述保護(hù)電路用于在所述通道卡斷電時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)來實(shí)現(xiàn)所述通道卡的電流測量通道的閉合狀態(tài)，以保護(hù)被測器件。該通道卡在測量電流信號(hào)時(shí)，由于熱插拔或斷電等意外情況發(fā)生時(shí)，保護(hù)電路將自動(dòng)啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)電流測量通道的閉合狀態(tài)，以免由于電流測量通道的開路引起過壓或過流，導(dǎo)致被測器件單元或被測電路模塊損壞和嚴(yán)重的生產(chǎn)后果。
文檔編號(hào)G05B19/04GK103176034SQ201110431240
公開日2013年6月26日 申請日期2011年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月21日
發(fā)明者張瑞忠, 王悅, 王鐵軍, 李維森 申請人:北京普源精電科技有限公司