熱線風(fēng)速儀的熱線限流保護(hù)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子測量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種熱線風(fēng)速儀的熱線限流保護(hù)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]熱線風(fēng)速儀被廣泛用于流體流速的測量，其工作原理為將熱線置于流體中，通過電路電流加熱熱線，同時(shí)熱線與流體又進(jìn)行熱交換，通過加熱量和散熱量的平衡關(guān)系，將流速信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)流速的測量。因此熱線為熱線風(fēng)速儀測量系統(tǒng)的關(guān)鍵敏感元件，為了提高流速測量的靈敏度，熱線風(fēng)速儀的熱線一般采用電阻溫度系數(shù)相對(duì)較大的細(xì)徑鎢絲，細(xì)鎢絲的熱容量小，在使用熱線風(fēng)速儀時(shí)若工作電流設(shè)置不當(dāng)或者出現(xiàn)線路連接不當(dāng)?shù)日`操作時(shí)，往往會(huì)使流經(jīng)熱線的電流超過允許值，導(dǎo)致熱線燒斷。目前對(duì)熱線風(fēng)速儀熱線的保護(hù)一般是憑借使用者的操作經(jīng)驗(yàn)，缺少限流保護(hù)措施。因此設(shè)計(jì)一種熱線保護(hù)電路對(duì)熱線風(fēng)速儀熱線進(jìn)行主動(dòng)的過流保護(hù)是非常必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)【背景技術(shù)】中所涉及到的缺陷，提供一種熱線風(fēng)速儀的熱線限流保護(hù)電路。
[0004]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案:
熱線風(fēng)速儀的熱線限流保護(hù)電路，包含電流采樣電阻、差分信號(hào)放大器、比較器、D型觸發(fā)器、切換及指示電路、限流保護(hù)自檢切換電路、熱線模擬電阻和限流保護(hù)管理模塊；
所述電流采樣電阻與熱線風(fēng)速儀熱線回路串接；
所述差分信號(hào)放大器的兩個(gè)輸入端分別與電流采樣電阻的兩端相連，輸出端與比較器的同相輸入端相連；
所述比較器的反相輸入端與限流保護(hù)管理模塊相連，輸出端與D型觸發(fā)器的觸發(fā)端相連；
所述D型觸發(fā)器的復(fù)位端與限流保護(hù)管理模塊相連，輸出端與切換及指示電路的控制端C相連；
所述切換及指示電路的反饋端S與限流保護(hù)管理模塊相連，兩個(gè)切換端口分別與電流采樣電阻以及限流保護(hù)自檢切換電路相連；
所述限流保護(hù)自檢切換電路的切換端分別與熱線風(fēng)速儀放大器、熱線模擬電阻以及熱線相連，控制端與限流保護(hù)管理模塊相連；
所述電流采樣電阻用于將熱線工作電流轉(zhuǎn)化為其兩端的電壓信號(hào)，便于差分信號(hào)放大器米集；
所述差分信號(hào)放大器用于對(duì)流經(jīng)電流采樣電阻的熱線工作電流產(chǎn)生的電位差信號(hào)進(jìn)行放大，得到反映熱線工作電流的電壓信號(hào)，并將其傳遞給所述比較器；
所述比較器用于將接收到的反映熱線工作電流的電壓信號(hào)與限流保護(hù)管理模塊提供的門檻電壓進(jìn)行比較，產(chǎn)生保護(hù)信號(hào)，并將其傳遞給所述D型觸發(fā)器； 所述D型觸發(fā)器用于根據(jù)接收到的保護(hù)信號(hào)鎖定保護(hù)狀態(tài)，并進(jìn)一步通過切換及指示電路控制熱線回路斷開；
所述切換及指示電路用于在熱線工作電流過大時(shí)切斷熱線回路并顯示保護(hù)狀態(tài)，同時(shí)將熱線限流保護(hù)電路工作狀態(tài)反饋給限流保護(hù)管理模塊；
所述限流保護(hù)自檢切換電路用于熱線限流保護(hù)電路的正常工作狀態(tài)和自檢狀態(tài)的切換，正常工作狀態(tài)時(shí)將熱線風(fēng)速儀放大器和熱線接入熱線回路，自檢狀態(tài)時(shí)將熱線模擬電阻接入熱線回路；
所述限流保護(hù)管理模塊用于提供比較器的門檻電壓、D型觸發(fā)器的復(fù)位信號(hào)、限流保護(hù)自檢切換電路的自檢狀態(tài)切換信號(hào)，同時(shí)接收切換及指示電路反饋的保護(hù)狀態(tài)信號(hào)。
[0005]作為本發(fā)明熱線風(fēng)速儀的熱線限流保護(hù)電路進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述電流采樣電阻采用低阻值的精密電阻。
[0006]作為本發(fā)明熱線風(fēng)速儀的熱線限流保護(hù)電路進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述切換及指示電路包含繼電器驅(qū)動(dòng)器、雙刀單擲繼電器和限流保護(hù)指示電路；
所述繼電器驅(qū)動(dòng)器用于驅(qū)動(dòng)所述雙刀單擲繼電器的線圈；
所述雙刀單擲繼電器的一個(gè)觸點(diǎn)與熱線串接控制熱線電流的通斷，另一個(gè)觸點(diǎn)反饋保護(hù)狀態(tài)信號(hào)給限流保護(hù)管理模塊；
所述限流保護(hù)指示電路通過一個(gè)帶限流保護(hù)電阻的發(fā)光二極管并聯(lián)在所述雙刀單擲繼電器線圈兩端實(shí)現(xiàn)限流保護(hù)狀態(tài)的指示。
[0007]作為本發(fā)明熱線風(fēng)速儀的熱線限流保護(hù)電路進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述限流保護(hù)自檢切換電路包含恒流源和雙刀雙擲繼電器；
所述雙刀雙擲繼電器的一個(gè)觸點(diǎn)用于對(duì)熱線模擬電阻以及熱線的切換連接，另一個(gè)觸點(diǎn)用于對(duì)恒流源以及熱線風(fēng)速儀放大器的切換連接:在限流保護(hù)電路非自檢狀態(tài)下熱線風(fēng)速儀放大器和熱線)接入電路，在限流保護(hù)電路自檢狀態(tài)下恒流源和熱線模擬電阻接入電路。
[0008]本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:
1.通過直接檢測熱線電流的方法，在其達(dá)到一定值以后直接斷開熱線，電流檢測準(zhǔn)確，保護(hù)及時(shí)，能夠有效防止熱線燒斷，實(shí)現(xiàn)熱線的主動(dòng)限流保護(hù)；
2.設(shè)置了限流保護(hù)電路的自檢功能，在熱線正式投入工作前能確認(rèn)保護(hù)電路的有效性。
【附圖說明】
[0009]圖1是熱線風(fēng)速儀的熱線限流保護(hù)電路原理圖。
[0010]圖中，1-電流采樣電阻，2-差分信號(hào)放大器，3-比較器，4-D型觸發(fā)器，5-切換及指示電路，6-限流保護(hù)自檢切換電路，7-熱線模擬電阻，8-和限流保護(hù)管理模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明:
如圖1所示，本發(fā)明公開了一種熱線風(fēng)速儀的熱線限流保護(hù)電路，包括電流采樣電阻
1、差分信號(hào)放大器2、比較器3、D型觸發(fā)器4、切換及指示電路5、限流保護(hù)自檢切換電路6、熱線模擬電阻7和限流保護(hù)管理模塊8。
[0012]保護(hù)電路的連接方式為:電流采樣電阻1與熱線風(fēng)速儀熱線回路串接，差分信號(hào)放大器2的兩個(gè)輸入端與電流米樣電阻1相連，差分信號(hào)放大器2的輸出端與比較器3的同相輸入端相連，比較器3的反相輸入端與限流保護(hù)管理模塊8相連，比較器3的輸出端與D型觸發(fā)器4的觸發(fā)端相連，D型觸發(fā)器4的復(fù)位端與限流保護(hù)管理模塊8相連，D型觸發(fā)器4的輸出端與切換及指示電路5的控制端C相連，切換及指示電路5的反饋端S與限流保護(hù)管理模塊8相連，切換及指示電路5的兩個(gè)切換端口分別與電流采樣電阻1以及限流保護(hù)自檢切換電路6相連，限流保護(hù)自檢切換電路6的切換端分別與熱線風(fēng)速儀放大器9、熱線模擬電阻7以及熱線10相連，限流保護(hù)自檢切換電路6的控制端與限流保護(hù)管理模塊8相連。
[0013]保護(hù)電路的工作方式為:電流采樣電阻1對(duì)熱線風(fēng)速儀熱線上的工作電流進(jìn)行采樣，并將其轉(zhuǎn)化成電流采樣電阻1兩端的電位差，差分信號(hào)放大器2對(duì)電流采樣電阻1兩端的電位差進(jìn)行放大并將放大的信號(hào)送到比較器3的同相輸入端與限流保護(hù)管理模塊8在比較器3反相輸入端設(shè)置的門檻電壓進(jìn)行比較，判斷是否過流，比較器3將比較的結(jié)果送到D型觸發(fā)器4的觸發(fā)端，若熱線工作電流超過允許值，則比較器3輸出保護(hù)信號(hào)，保護(hù)信號(hào)將使D型觸發(fā)器4觸發(fā)，D型觸發(fā)器4將控制切換及指示電路5切斷熱線回路，同時(shí)顯示限流保護(hù)電路的工作狀態(tài)并將限流保護(hù)電路的工作狀態(tài)反饋給限流保護(hù)管理模塊8，D型觸發(fā)器4 一旦觸發(fā)將一直鎖定觸發(fā)狀態(tài)，除非限流保護(hù)管理模塊8對(duì)D型觸發(fā)器4進(jìn)行復(fù)位，這將保證熱線過流時(shí)限流保護(hù)電路保持在保護(hù)狀態(tài)，此外，限流保護(hù)電路設(shè)置自檢功能，限流保護(hù)電路正常工作時(shí)熱線風(fēng)速儀放大器9以及熱線10接入電路，在限流保護(hù)電路自檢模式下，恒流源代替熱線風(fēng)速儀9、熱線模擬電阻7代替熱線10接入電路，限流保護(hù)電路自檢模式用于檢測保護(hù)電路是否有效，限流保護(hù)自檢切換電路6的切換指令由限流保護(hù)管理模塊8給定。
[0014]所述的電流采樣電阻1采用低阻值的精密電阻，其阻值恒定不變，電流采樣電阻1串接于熱線回路，因此流經(jīng)電流采樣電阻1上的電流即為熱線10上的工作電流，又因?yàn)殡娏鞑蓸与娮?的阻值恒定不變，則其兩端的電位差與熱線10上的工作電流成正比，使得差分信號(hào)放大器2采樣的電位差信號(hào)與熱線電流成正比，確保電流采集準(zhǔn)確。
[0015]所述的比較器3的同相輸入端為差分信號(hào)放大器2