傳感器信號采集電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種傳感器信號采集電路，它包括傳感器類型選擇電路、電流型傳感器變換電路和電阻型傳感器變換電路，所述電流型傳感器變換電路或所述電阻型傳感器信號輸出端經(jīng)過所述傳感器類型選擇電路和相應的傳感器變換電路接入單片機，單片機通過所述傳感器類型選擇電路連接傳感器用于確定開啟電流型傳感器變換電路或電阻型傳感器變換電路對傳感器進行輸出信號的采集。該傳感器信號采集電路具有設計科學、結(jié)構簡單、功能可靠和適用工業(yè)現(xiàn)場的優(yōu)點。
【專利說明】傳感器信號采集電路
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種傳感器信號采集電路，具體的說，涉及了一種既能采集電流型和又能采集電阻型的傳感器信號采集電路。
【背景技術】
[0002]目前，工業(yè)現(xiàn)場多需采用大量傳感器進行現(xiàn)場環(huán)境的監(jiān)測，傳感器大多通過信號采集電路將采集的信號傳遞給單片機以便進行工業(yè)現(xiàn)場的調(diào)控。電這些傳感器大體分為電阻型傳感器和電流型傳感器，阻型傳感器由于價格低廉被廣泛應用，但是在一些復雜的工業(yè)現(xiàn)場，由于環(huán)境的復雜干擾信號多，不想采用電流型傳感器才能解決工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境信號的采集。電阻型傳感器和電流型傳感器的信號采集電路不同，隨著人們對工作環(huán)境的日益重視，大量的傳感器被應用于工業(yè)現(xiàn)場進行各種信號的監(jiān)控，這些傳感器包括電阻型傳感器和電流型傳感器，單一的信號采集電路不能滿足電阻型傳感器和電流型傳感器的使用需求，同時工業(yè)現(xiàn)場傳感器分別復雜，在交錯設置的電阻型傳感器和電流型傳感器中，難以實現(xiàn)各自信號準確快速的傳遞。
[0003]為了解決以上存在的問題，人們一直在尋求一種理想的技術解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術的不足，從而提供一種設計科學、結(jié)構簡單、功能可靠和適用工業(yè)現(xiàn)場的傳感器信號采集電路。
[0005]發(fā)明目的是該傳感器信號采集電路可以變換傳感器類型
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用的技術方案是:一種傳感器信號采集電路，它包括傳感器類型選擇電路、電流型傳感器變換電路和電阻型傳感器變換電路，所述電流型傳感器變換電路或所述電阻型傳感器信號輸出端經(jīng)過所述傳感器類型選擇電路和相應的傳感器變換電路接入單片機，所述單片機是stm32fl00單片機，所述傳感器類型選擇電路由電阻R1、電阻R2、三極管Ql和三極管Q2組成，所述單片機的set type_out端口連接分別連接所述電阻Rl和所述電阻R2的一端，所述電阻Rl的另一端連接所述三極管Ql的基極，所述三極管Ql的發(fā)射極連接基準電壓，所述三極管Ql的集電極依次連接二極管Dl的陽極、電阻R4、電阻R5和電阻R6，所述二極管Dl的陰極連接電阻R3，所述電阻R3的另一端連接單片機的ADC_inl端口，所述電阻R3和所述單片機的ADC_inl端口之間設置有一端接地的電容Cl，所述電阻R2的另一端連接所述三極管Q2的基極，所述三極管Q2的發(fā)射極接地，所述三極管Q2的集電極連接所述電阻R5和所述電阻R6的接點，所述電阻R6的一端作為傳感器信號輸入端，所述電阻R6的一端連接電阻R7，所述電阻R7的另一端連接單片機的ADC_in2端口，所述電阻R7和所述單片機的ADC_in2端口之間設置有一端接地的電容C4。
[0007]基于上述，所述電流型傳感器變換電路包括電阻R6和兩個低通濾波器，其中一個低通濾波器由電阻R3、電阻R4、電阻R5和電容Cl組成，另一個低通濾波器由電阻R7和電容C4組成。
[0008]基于上述，所述電阻型傳感器變換電路由電阻R4、電阻R5、電阻R6和兩個低通濾波器組成，其中一個低通濾波器由電阻R3和電容Cl組成，另一個低通濾波器由電阻R7和電容C4組成。
[0009]基于上述，它還包括過壓保護電路，所述過壓保護電路包括雙向瞬變抑制二極管D2和由電感L1、電容C2、電容C3構成的π濾波電路，所述雙向瞬變抑制二極管D2的一端連接傳感器的輸出端，所述電阻R6的一端通過所述過壓保護電路連接傳感器。
[0010]本實用新型相對現(xiàn)有技術具有實質(zhì)性特點和進步，具體的說，本實用新型既能夠?qū)崿F(xiàn)電流型傳感器信號的采集，也能實現(xiàn)電阻型傳感器信號的采集，利用單片機自身功能，通過單片機的set type_out端口確定需要采集信號的傳感器的類型,然后開啟電流型傳感器變換電路或電阻型傳感器變換電路對傳感器進行信號采集，采集傳感器信號，然后單片機根據(jù)采集到的傳感器信號，進行相應的監(jiān)控；它還包括過壓保護電路用于保護整個電路的正常工作，避免電路損壞；其具有設計科學、結(jié)構簡單、功能可靠和適用工業(yè)現(xiàn)場的優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型的結(jié)構示意圖。
【具體實施方式】
[0012]下面通過【具體實施方式】，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。
[0013]如圖1所示，一種傳感器信號采集電路，它包括傳感器類型選擇電路、電流型傳感器變換電路和電阻型傳感器變換電路，所述電流型傳感器變換電路或所述電阻型傳感器信號輸出端經(jīng)過所述傳感器類型選擇電路和相應的傳感器變換電路接入單片機，所述傳感器類型選擇電路由電阻R1、電阻R2、三極管Ql和三極管Q2組成，所述單片機的set type_out端口連接分別連接所述電阻Rl和所述電阻R2的一端，所述電阻Rl的另一端連接所述三極管Ql的基極，所述三極管Ql的發(fā)射極連接基準電壓，所述三極管Ql的集電極依次連接二極管Dl的陽極、電阻R4、電阻R5和電阻R6，所述二極管Dl的陰極連接電阻R3，所述電阻R3的另一端連接單片機的ADC_inl端口，所述電阻R3和所述單片機的ADC_inl端口之間設置有一端接地的電容Cl，所述電阻R2的另一端連接所述三極管Q2的基極，所述三極管Q2的發(fā)射極接地，所述三極管Q2的集電極連接所述電阻R5和所述電阻R6的接點，所述電阻R6的一端作為傳感器信號輸入端，所述電阻R6的一端連接電阻R7，所述電阻R7的另一端連接單片機的ADC_in2端口，所述電阻R7和所述單片機的ADC_in2端口之間設置有一端接地的電容C4。
[0014]基于上述，它還包括過壓保護電路，它還包括過壓保護電路，所述過壓保護電路包括雙向瞬變抑制二極管D2和由電感L1、電容C2、電容C3構成的π濾波電路，所述雙向瞬變抑制二極管D2的一端連接傳感器的輸出端，所述雙向瞬變抑制二極管D2另一端接地，所述雙向瞬變抑制二極管D2的一端連接所述電感LI的一端，所述電感LI的兩端分別連接電容C2和電容C3，所述電容C2和所述電容C3分別接地，所述電阻R6的一端通過所述過壓保護電路連接傳感器。
[0015]基于上述，所述傳感器類型選擇電路包括電阻R1、電阻R2、三極管Ql和三極管Q2。所述電流型傳感器變換電路包括電阻R6和兩個低通濾波器，其中一個低通濾波器由電阻R3、電阻R4、電阻R5和電容Cl組成，另一個低通濾波器由電阻R7和電容C4組成。所述電阻型傳感器變換電路由電阻R4、電阻R5、電阻R6和兩個低通濾波器組成，其中一個低通濾波器由電阻R3和電容Cl組成，另一個低通濾波器由電阻R7和電容C4組成。
[0016]傳感器的類型選擇由三極管Q1、三極管Q2、電阻Rl和電阻R2，以及單片機的settype_out端口組成。當單片機set type_out端口的電壓為高電平時,三極管Q2導通、三極管Ql關斷，此時該電路可以處理電流型傳感出來的4-20mA電流信號；當單片機的傳感器set type_out端口的電壓為低電平時，三極管Ql導通、三極管Q2關斷，此時，該電路可以處理電阻型傳感出來的0-2.5千歐姆電阻信號。
[0017]如圖1所示，電流型傳感器信號采集電路由電阻R6和兩個低通濾波器以及單片機的ADC_inl端口組成。單片機口 set type_out端口的電壓為高電平，三極管Q2導通、三極管Ql關斷，該電路可以處理電流型傳感器傳出來的4-20mA電流信號。此時，電流傳感器的值通過下面的公式I= (U3-U2) /R6計算出來。
[0018]如圖1所示，電阻型傳感器信號采集電路由電阻R4、電阻R5、電阻R6和兩個低通濾波器以及單片機的ADC_in2端口組成。單片機set type_0Ut端口的電壓為低電平，三極管Ql導通、三極管Q2關斷，該電路可以處理電阻型傳感器傳出來的0-2.5千歐姆電阻信號。此時，電阻傳感器的值通過下面的公式R=U3*(R4+R5+R6)/(U1-U3)計算出來。
[0019]如圖1所示,該電路具有過于保護功能，當單片機set type_out端口的電壓為低電平時，三極管Ql導通、三極管Q2關斷，該電路可以處理電阻型傳感出來的0-2.5千歐姆電阻信號，此時，如果模擬量輸入口 Analog input接入大于Vref的電壓，那么二極管Dl關斷，由于電阻R3和電阻R7的限流電阻取值較大，結(jié)合單片機內(nèi)部的的箝位二極管，從而有效的保護單片機。
[0020]當單片機set type_out端口的電壓為高電平時，三極管Q2導通、三極管Ql關斷，該電路可以處理電流型傳感出來的4-20mA電流信號，此時，如果模擬量輸入口 Analoginput接入遠大于3.3V的電壓，那么U3的電壓遠大于3.3V，結(jié)合單片機內(nèi)部程序軟件，此時單片機的ADC_IN2端口讀到值是最大值，由此判斷這個模擬量接入了高壓，在10毫秒內(nèi)將這個電路切換到電阻型傳感器信號采集電路，從而保護了電流型傳感器信號采集電路的電阻R6和單片機。
[0021]基于上述，所述單片機是stm32fl00單片機。
[0022]最后應當說明的是:以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解:依然可以對本實用新型的【具體實施方式】進行修改或者對部分技術特征進行等同替換；而不脫離本實用新型技術方案的精神，其均應涵蓋在本實用新型請求保護的技術方案范圍當中。
【權利要求】
1.一種傳感器信號采集電路，其特征在于:它包括傳感器類型選擇電路、電流型傳感器變換電路和電阻型傳感器變換電路，所述電流型傳感器變換電路或所述電阻型傳感器信號輸出端經(jīng)過所述傳感器類型選擇電路和相應的傳感器變換電路接入單片機，所述單片機是Stm32f 100單片機，所述傳感器類型選擇電路由電阻R1、電阻R2、三極管Ql和三極管Q2組成，所述單片機的set type_out端口連接分別連接所述電阻Rl和所述電阻R2的一端，所述電阻Rl的另一端連接所述三極管Ql的基極，所述三極管Ql的發(fā)射極連接基準電壓，所述三極管Ql的集電極依次連接二極管Dl的陽極、電阻R4、電阻R5和電阻R6，所述二極管Dl的陰極連接電阻R3，所述電阻R3的另一端連接單片機的ADCjnl端口，所述電阻R3和所述單片機的ADCjnl端口之間設置有一端接地的電容Cl，所述電阻R2的另一端連接所述三極管Q2的基極，所述三極管Q2的發(fā)射極接地，所述三極管Q2的集電極連接所述電阻R5和所述電阻R6的接點，所述電阻R6的一端作為傳感器信號輸入端，所述電阻R6的一端連接電阻R7，所述電阻R7的另一端連接單片機的ADC_in2端口，所述電阻R7和所述單片機的ADC_in2端口之間設置有一端接地的電容C4。
2.根據(jù)權利要求1所述的傳感器信號采集電路，其特征在于:所述電流型傳感器變換電路包括電阻R6和兩個低通濾波器，其中一個低通濾波器由電阻R3、電阻R4、電阻R5和電容Cl組成，另一個低通濾波器由電阻R7和電容C4組成。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的傳感器信號采集電路，其特征在于:所述電阻型傳感器變換電路由電阻R4、電阻R5、電阻R6和兩個低通濾波器組成，其中一個低通濾波器由電阻R3和電容Cl組成，另一個低通濾波器由電阻R7和電容C4組成。
4.根據(jù)權利要求3所述的傳感器信號采集電路，其特征在于:它還包括過壓保護電路，所述過壓保護電路包括雙向瞬變抑制二極管D2和由電感L1、電容C2、電容C3構成的Ji濾波電路，所述雙向瞬變抑制二極管D2的一端連接傳感器的輸出端，所述電阻R6的一端通過所述過壓保護電路連接傳感器。
【文檔編號】G05B19/042GK203551986SQ201320573036
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年9月17日 優(yōu)先權日:2013年9月17日
【發(fā)明者】馬雷, 崔文峰, 王磊, 朱書陽, 馮斌 申請人:鄭州眾智科技股份有限公司