專利名稱：流量?jī)x表的無極性接線裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于儀表測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種流量?jī)x表的無極性接線裝置。
背景技術(shù)：
任何流量?jī)x表都要與傳感器連接，目前所有產(chǎn)品都采用有正負(fù)極性的方式進(jìn)行連接，在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)有接線錯(cuò)誤的情況發(fā)生，導(dǎo)致儀表無法正常工作，特別是一些場(chǎng)況復(fù)雜環(huán)境下安裝的成套系統(tǒng)，安裝、檢測(cè)極為不便，一旦接錯(cuò)，整個(gè)系統(tǒng)不能運(yùn)行，經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種流量?jī)x表的無極性接線裝置，其可實(shí)現(xiàn)流量?jī)x表與傳感器無極性任意接線，徹底消除因接線錯(cuò)誤產(chǎn)生的測(cè)量故障。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下設(shè)計(jì)方案一種流量?jī)x表的無極性接線裝置，它包括一完成模/數(shù)轉(zhuǎn)換的傳感器模擬信號(hào)采集單元；一完成極性判斷、給出極性控制信號(hào)的極性識(shí)別及邏輯控制單元；一接線極性轉(zhuǎn)換單元，由四個(gè)電子開關(guān)構(gòu)成；一組外接傳感器接線端子；傳感器模擬信號(hào)采集單元采集傳感器輸入信號(hào)輸出給極性識(shí)別及邏輯控制單元；極性識(shí)別及邏輯控制單元的一控制輸出端輸出控制接線極性轉(zhuǎn)換單元的第一電子開關(guān)和第三電子開關(guān)；極性識(shí)別及邏輯控制單元的另一控制輸出端輸出控制接線極性轉(zhuǎn)換單元的第二電子開關(guān)和第四電子開關(guān)；第一與第四電子開關(guān)的一極端相互連接并與外接傳感器的一接線端子相接，第二與第三電子開關(guān)的一極端相互連接并與外接傳感器的另一接線端子相接；第一與第二電子開關(guān)的另一極端相互連接并同接電源，第三與第四電子開關(guān)的另一極端相互連接并同接傳感器模擬信號(hào)采集單元。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是由于流量?jī)x表與傳感器可無極性任意接線，不僅方便了用戶的使用，而且還可避免因接線錯(cuò)誤給用戶帶來的檢修麻煩及工期的延誤。


圖1為本實(shí)用新型構(gòu)成的邏輯框圖圖2為本實(shí)用新型電路原理圖
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型流量?jī)x表的無極性接線裝置包括一傳感器模擬信號(hào)采集單元，完成傳感器模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換。
一極性識(shí)別及邏輯控制單元，完成極性判斷，給出極性控制信號(hào)。
一接線極性轉(zhuǎn)換單元，由四個(gè)電子開關(guān)EA、GA、EB、EB組合構(gòu)成，完成實(shí)施接線極性的轉(zhuǎn)換。
一組傳感器接線端子X、Y，實(shí)現(xiàn)與傳感器的連接。
傳感器模擬信號(hào)采集單元采集傳感器輸入信號(hào)輸出給極性識(shí)別及邏輯控制單元；極性識(shí)別及邏輯控制單元的一控制輸出端A輸出控制接線極性轉(zhuǎn)換單元的第一電子開關(guān)EA和第三電子開關(guān)GA；極性識(shí)別及邏輯控制單元的另一控制輸出端B輸出控制接線極性轉(zhuǎn)換單元的第二電子開關(guān)EB和第四電子開關(guān)GB；第一與第四電子開關(guān)的一極端相互連接并與外接傳感器的一接線端子相接X，第二與第三電子開關(guān)的一極端相互連接并與外接傳感器的另一接線端子Y相接；第一與第二電子開關(guān)的另一極端相互連接并接電源，第三與第四電子開關(guān)的另一極端相互連接并接傳感器模擬信號(hào)采集單元。
圖2所示的是本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例所述的傳感器模擬信號(hào)采集單元傳感器模擬信號(hào)采集部分由取樣電阻RS和A/D轉(zhuǎn)換芯片(型號(hào)AD7715)構(gòu)成，完成傳感器模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換。
所述的極性識(shí)別及邏輯控制單元采用微處理器MCU(型號(hào)AT89C52)，通過設(shè)置的軟件功能完成極性判斷，給出極性控制信號(hào)(現(xiàn)有技術(shù)，此處不詳述)。
所述的接線極性轉(zhuǎn)換單元由四個(gè)電子開關(guān)EA、GA、EB、GB組合構(gòu)成，各構(gòu)成如下第一電子開關(guān)EA由電阻RBA1、RCA1，三極管TA3、TA2構(gòu)成電子開關(guān)；第二電子開關(guān)EB由電阻RBB1、RCB1，三極管TB2、TB3構(gòu)成電子開關(guān)；第三電子開關(guān)GA由電阻RBB2，三極管TB1構(gòu)成電子開關(guān)；第四電子開關(guān)GB由電阻RBA2，三極管TA1構(gòu)成電子開關(guān)；由極性識(shí)別及邏輯控制單元的信號(hào)輸出端A輸出控制信號(hào)一路通過電阻RBA1連接三極管TA3的基極，再通過它的集電極使三極管TA3導(dǎo)通。再通過電阻RCA1到三極管TA2的基極再到TA2的集電極使其導(dǎo)通，然后到傳感器輸出端子X，它的發(fā)射集連接+24V電源。另一路通過電阻RBB2連接三極管TB的基極，集電極接傳感器輸出端子Y使其導(dǎo)通，它的發(fā)射極接取樣電阻RS，然后通過模數(shù)轉(zhuǎn)換A/D進(jìn)入微處理器MCU。
控制信號(hào)由微處理器的信號(hào)輸出端B端輸出控制信號(hào)，一路通過電阻RBA2連接三極管TA1的基極，再通過它的集電極使三極管TA3導(dǎo)通然后到傳感器輸出端子X。它的發(fā)射極接取樣電阻RS然后通過模數(shù)轉(zhuǎn)換A/D進(jìn)入微處理器MCU。另一路通過電阻RBB連接三極管TB3的基極，信號(hào)通過集電極使三極管TB3導(dǎo)通，然后接電阻RCB再接三極管TB2的基極通過它的集電極使其導(dǎo)通，再連接傳感器輸出端子Y。而它的發(fā)射集接+24V電源。
本實(shí)用新型的工作過程及原理首先對(duì)傳感器進(jìn)行極性檢測(cè)，確定傳感器接到儀表端子上對(duì)應(yīng)端子的正負(fù)極性，再通過對(duì)電子開關(guān)的通斷控制，將正極連接到24V電源端，負(fù)極連到取樣電阻。
由傳感器輸入的4～20mA標(biāo)準(zhǔn)電流在RS上產(chǎn)生相應(yīng)的電壓，經(jīng)過A/D變換芯片變換成數(shù)字信號(hào)，輸入給微處理器MCU；MCU收到A/D變換數(shù)值后，根據(jù)這一值的大小可以判斷出與傳感器接線是否正確，若不正確，則給出極性轉(zhuǎn)換的邏輯控制命令，如果是正確的，則保持原來的極性不變。
極性判斷原理是基于傳感器的一個(gè)基本性能，在正確接線情況下，其輸出電流為4～20mA，在接線錯(cuò)誤的情況下，其輸出電流近似為零。當(dāng)輸出電流大于等于4mA時(shí)，系統(tǒng)認(rèn)為接線極性正確，當(dāng)輸出電流小于4mA時(shí)，系統(tǒng)認(rèn)為接線極性錯(cuò)誤，需要轉(zhuǎn)換極性。
極性轉(zhuǎn)換單元具體地實(shí)現(xiàn)了極性的轉(zhuǎn)換，TA1，TA2，TA3，實(shí)現(xiàn)端子X的極性轉(zhuǎn)換，在用戶任意接線的情況下，將X端子接到+24V或接到地線。TB1，TB2，TB3實(shí)現(xiàn)端子Y的極性轉(zhuǎn)換，在用戶任意接線的情況下，將Y端子接到+24V或接到地線。
A，B端輸出為極性邏輯控制信號(hào)，A＝1，B＝0時(shí)，Y接地線。A＝0，B＝1時(shí)，X接地線，Y接+24V。
具體的工作原理如下，當(dāng)A＝1，B＝0時(shí)，TB導(dǎo)通，Y端子通過TB1的集電極與發(fā)射極，再通過取樣電阻RS到地。同時(shí)，TA3，TA2導(dǎo)通，X端子經(jīng)由TA2與+24V相連。TA1，TB2，TB3處于斷開狀態(tài)。當(dāng)A＝0，B＝1時(shí)，TA1導(dǎo)通，X端子經(jīng)TA1，RS到地線，Y端子經(jīng)TB2連到+24V。TB1，TA2，TA3處于關(guān)斷狀態(tài)。X，Y是與傳感器相連的兩個(gè)端子，在與傳感器連線時(shí)，不必考慮極性，可任意連接。
權(quán)利要求1.一種流量?jī)x表的無極性接線裝置，其特征在于它包括一完成模/數(shù)轉(zhuǎn)換的傳感器模擬信號(hào)采集單元；一完成極性判斷、給出極性控制信號(hào)的極性識(shí)別及邏輯控制單元；一接線極性轉(zhuǎn)換單元，由一組電子開關(guān)構(gòu)成；一組外接傳感器接線端子；傳感器模擬信號(hào)采集單元采集傳感器輸入信號(hào)輸出給極性識(shí)別及邏輯控制單元；極性識(shí)別及邏輯控制單元的一控制輸出端輸出控制接線極性轉(zhuǎn)換單元的第一電子開關(guān)和第三電子開關(guān)；極性識(shí)別及邏輯控制單元的另一控制輸出端輸出控制接線極性轉(zhuǎn)換單元的第二電子開關(guān)和第四電子開關(guān)；第一與第四電子開關(guān)的一極端相互連接并與外接傳感器的一接線端子相接，第二與第三電子開關(guān)的一極端相互連接并與外接傳感器的另一接線端子相接；第一與第二電子開關(guān)的另一極端相互連接并接電源，第三與第四電子開關(guān)的另一極端相互連接并接傳感器模擬信號(hào)采集單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流量?jī)x表的無極性接線裝置，其特征在于所述的控制接線極性轉(zhuǎn)換單元的第一、第二電子開關(guān)是由兩電阻及兩三極管組合構(gòu)成，前電阻RBA1連接前三極管的基極，再通過它的集電極使三極管連第二電阻，該第二電阻接后三極管的基極，再由后三極管的集電極接傳感器輸出端子，后三極管的發(fā)射集連接電源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流量?jī)x表的無極性接線裝置，其特征在于所述的控制接線極性轉(zhuǎn)換單元的第三、第四電子開關(guān)是由一電阻及一三極管組合構(gòu)成，該電阻連接三極管的基極，三極管的集電極接傳感器輸出端子，三極管的發(fā)射集接傳感器模擬信號(hào)采集單元的取樣電阻。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種流量?jī)x表的無極性接線裝置，它包括一完成模/數(shù)轉(zhuǎn)換的傳感器模擬信號(hào)采集單元；一完成極性判斷、給出極性控制信號(hào)的極性識(shí)別及邏輯控制單元；一接線極性轉(zhuǎn)換單元；一組外接傳感器接線端子；傳感器模擬信號(hào)采集單元采集傳感器輸入信號(hào)輸出給極性識(shí)別及邏輯控制單元；極性識(shí)別及邏輯控制單元的控制輸出端輸出控制接線極性轉(zhuǎn)換單元各電子開關(guān)；各電子開關(guān)邏輯組合后外接傳感器的接線端子。由于流量?jī)x表與傳感器可無極性任意接線，不僅方便了用戶的使用，而且還可避免因接線錯(cuò)誤給用戶帶來的檢修麻煩及工期的延誤。
文檔編號(hào)H03K17/60GK2606981SQ0323981
公開日2004年3月17日 申請(qǐng)日期2003年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月28日
發(fā)明者龔亞玲, 譚立軍 申請(qǐng)人:北京山鑫海達(dá)科技發(fā)展有限公司