一种具有微系统处理模块的电压传感器技术方案

本实用新型专利技术涉及电压传感器技术领域，具体涉及一种具有微系统处理模块的电压传感器；包括模块工作电源输入端，模块工作电源输入端连接有防反接保护二极管，防反接保护二极管串联连接有内部稳压供电模块，还包括检测电压输入端，检测电压输入端连接有分压电路，分压电路并联连接有防过压保护器，过压保护器连接有线性隔离器，线性隔离器串联连接有驱动模块，该驱动模块电连接有微系统处理模块，微系统处理模块通过输出开关连接有线性模拟输出端，微系统处理模块还连接有通讯接口、IO输入端及IO输出端，同时微系统处理模块包括AD采集模块、DA输出端口及黑匣存储模块，所述内部稳压供电模块分别给线性隔离器及微系统处理模块供电。

【技术实现步骤摘要】


本技术涉及电压传感器
，具体涉及一种具有微系统处理模块的电压传感器。

技术介绍

在自动化测量与控制中，电压的检测是一个非常重要的监控手段。在工业现场所使用的电压传感器，其一般的体积都较大，而既适合在电路板安装、又适合在普通卡轨安装的传感器则品种相对较少。其中，具备通讯功能、智能化处理功能的就更少了。因此，本技术提供一种具备微系统处理模块的电压传感模块，其具有体积小、重量轻、可靠性高等特点，同时还具备数字化智能处理功能，除可满足常规使用要求外，还可提高对传感器的控制应用水平，便于提高在测量与控制中的智能化控制水平。

技术实现思路

本技术的目的在于提供一种具有微系统处理模块的电压传感器，其可靠性高、环境适应性强，电磁兼容特性好、智能化程度高，且体种小，重量轻。
为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
一种具有微系统处理模块的电压传感器，包括模块工作电源输入端，所述模块工作电源输入端连接有防反接保护二极管，所述防反接保护二极管串联连接有内部稳压供电模块，还包括检测电压输入端，所述检测电压输入端连接有分压电路，所述分压电路并联连接有防过压保护器，所述过压保护器连接有线性隔离器，所述线性隔离器串联连接有驱动模块，该驱动模块电连接有微系统处理模块，所述微系统处理模块通过输出开关连接有线性模拟输出端，所述微系统处理模块还连接有通讯接口、IO输入端及IO输出端，所述微系统处理模块包括AD采集模块、DA输出端口及黑匣存储模块，所述内部稳压供电模块分别给线性隔离器及微系统处理模块供电。
进一步的，所述通讯接口包括RS232、RS285、CAN及标准以太网接口。
进一步的，所述电压传感器外壳采用金属材料制作而成，该电压传感器长为25.4mm～60mm，宽20mm～30mm，高10mm～25mm。
与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术电压传感器使用在自动化测量与控制中，除体积小、安装使用方便的特性外，还具有可靠性高、环境适应性强、电磁兼容特性良好、智能化程度高等特性外，而且该模块除具备普通电压检测功能外，同时还具备一定的独立监控能力，可以进一步提高整个自动化测控的水平，更有利于分布式自动化测控网络的构建，因此具备很好的市场效益。
附图说明
图1为本技术一种具有微系统处理模块的电压传感器的电路图。
具体实施方式
下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
请参阅图1，本技术中首先以模块工作电源输入端1向电压传感器提供工作所必需的工作电源，供电的范围是8V-36V，进行直流供电，供电引脚采用1mm引脚，引脚除具备导电功能外，还具备模块的支撑及固定作用，由模块工作电源输入端输入的直流电源，通过防反接保护二极管2向电压传感器内部的稳压供电模块3进行供电，内部稳压供电模块3分别输出给线性隔离器7的隔离前端电源和隔离后端电源，以及微系统处理模块用电，由于有防反接保护二极管2的保护，当模块工作电源输入端1给电压传感器的电源由于失误出现反接时，不会对电压传感器的内部器件造成破坏。
待检测的电压由检测电压输入端4输入，输入电压通过分压电路5完成电压的降压处理，防过压保护器6用防止当输入电压大于正常检测电压时对内部器件造成的损坏，同时具备一定的防雷电及尖峰脉冲功能，其与分压电路5的分压回路并联，检测电压输入端4根据电压特性的不同分交流输入和直流输入两种，引脚根据电压的要求采用1mm，检测电压量程从5V至数百伏；电压的检测采样线性隔离器7实现内部工作回路与测量回路的物理隔离，隔离电压不小于1500V；线性隔离器7通过驱动模块8进行驱动输出，输出信号分两路输出，一路输出至微系统处理模块，由微系统处理模块完成信号的数字化转换，另一路通过一个输出开关输出至线性模拟输出端，完成电压传感器的模拟信号输出，微系统处理模块包括微处理器10及外围扩展电路等，可实现信号的AD采样、DA输出及IO输入输出控制、通讯控制等，IO输入端9提供模块的地址信号输入和其它开关控制输入，如模块测量启动/内存数据回读控制信号等，地址信号输入可实现16个地址的设定，便于模块在通讯状态下的识别，微系统处理模块中的AD模块完成一次模拟补偿及驱动输出模拟信号的采集及量化，采集分辨率大于等于12位，微系统处理模块中的软件包含一定的滤波算法，可根据需要调用，实现对采集信号的软件滤波，可根据需要输出经过滤波的电压信号或实时采集电压信号，处理后的信号分三路输出，第一路通过DA完成数字—模拟的转换，并通过一个模拟直出及DA直出控制输出至线性模拟输出端，模拟直出及DA直出控制主要提供一个后级处理的要求，默认为DA输出，但当微处理器故障时可自动转换为模拟直出，确保始终有一个正常的模拟输出，第二路由微处理器内部的软件通过通讯输出至通讯接口13，完成数字化通讯输出；通讯接口分RS232、RS285、CAN、标准以太网接口4种，采用被动应答方式与上位控制实现通讯控制连接，其模块地址数同一通讯链路一次最多允许连接16个模块，通讯内容包括实时采样数据、模块工作控制、模块BIT信息、过压及欠压报警信息、历史曲线数据等等，第三路在软件的控制下存储在黑匣储存模块11中，存储的信息包括当前时间、时标及电压值，报警状态等，存储长度根据黑匣储存器的大小有所不同，采用循环储存方式，存储时间间隔可程控设定，数据的回读通过通讯控制及IO输入端实现；IO输出端14的输出信号主要有可编程电压异常报警数字IO信号，该信号由微系统处理模块内部软件根据电压报警曲线实时输出，电压报警曲线可通过通讯接口实时设定，输出分集电极开路及TTL输出两种方式，电压传感器外围电路可根据该信号完成相关的应急反应动作。
微系统处理模块外壳采用金属材料制作，具备有效的电屏蔽特性，电压传感器封装采用导热胶灌封，整个电压传感器为密封结构，具备良好的散热、防尘及防潮特性和良好的环境适用性。所述电压传感器外壳采用金属材料制作而成，该电压传感器长为25.4mm～60mm，宽20mm～30mm，高10mm～25mm。采用这样的结构设置，因此，体积小，重量轻。
本技术工作原理为：电压传感器在工作时，首先由外部电源向其提供工作所必需的电源，输入的电压通过分压回路完成高压至低压的转换，然后由线性隔离器完成隔离传输，如果电压检测回路没有电压，则传感器输出为零，当电压回路有电压时，电压传感器通过换算及线性调整即可得到所对应的电压值。电压传感器内部的微处理器根据设定的采样间隔时间采集线性隔离器输出的电压值，同时将数值存储在非易失性存储器中，循环保存一定时间的历史数据。微处理器通讯通讯采用被应答方式，当与上位控制系统存在通讯连接时，可由上位控制系统控制传感器的工作状态。由于隔离器件在不同温度、不同电压输出下存在一定的非线性，因此由微系统处理模块内部进行数字化补偿，最终确保输出的线性度。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有微系统处理模块的电压传感器，其特征在于，包括模块工作电源输入端，所述模块工作电源输入端连接有防反接保护二极管，所述防反接保护二极管串联连接有内部稳压供电模块，还包括检测电压输入端，所述检测电压输入端连接有分压电路，所述分压电路并联连接有防过压保护器，所述过压保护器连接有线性隔离器，所述线性隔离器串联连接有驱动模块，该驱动模块电连接有微系统处理模块，所述微系统处理模块通过输出开关连接有线性模拟输出端，所述微系统处理模块还连接有通讯接口、IO输入端及IO输出端，所述微系统处理模块包括AD采集模块、DA输出端口及黑匣存储模块，所述内部稳压供电模块分别给线性隔离器及微系统处理模块供电。

【技术特征摘要】
1.一种具有微系统处理模块的电压传感器，其特征在于，包括模块工作电
源输入端，所述模块工作电源输入端连接有防反接保护二极管，所述防反接保
护二极管串联连接有内部稳压供电模块，还包括检测电压输入端，所述检测电
压输入端连接有分压电路，所述分压电路并联连接有防过压保护器，所述过压
保护器连接有线性隔离器，所述线性隔离器串联连接有驱动模块，该驱动模块
电连接有微系统处理模块，所述微系统处理模块通过输出开关连接有线性模拟
输出端，所述微系统处理模块还连接有通讯接口、IO输入端及IO输出端...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱海军，
申请(专利权)人：昆明新雷电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：云南;53