一种开尔文接地报警电路制造技术

本发明专利技术公开了一种开尔文接地报警电路，包括限压电路，运算放大器，比较器和报警电路；所述的限压电路，运算放大器，比较器和报警电路依次串联，其中，比较器为双比较器并联入电路。本发明专利技术的开尔文接地报警电路，利用运算放大器输入悬空则会满偏的特性，将满偏的电压送至比较器做比较，比较器则可通过该电压得出一个确定的比较结果，非常符合接地开尔文检测的需要。当由于误操作使得地sense线没有连接时，本电路可即使产生报警，可及时避免系统工作在不正常状态下，进而避免了时间的浪费和设备的损坏。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于报警电路
，尤其涉及一种开尔文接地报警电路。
技术介绍
在精密测量系统中通常采用开尔文连接即四线连接，四线指的是信号线和地线各两根，即信号force线、信号sense线、地force线、地sense线，这样做的目的是分开电流路径和测量路径，以免路径上的电阻影响测量准确性。当信号线或地sense线没有连接恰当时，系统轻则精度下降但仍可以工作，重则系统无法工作。所以对信号线和地线的开尔文连接的检测非常重要。当前的开尔文报警传统方式通常是通过比较电路来实现的，通过比较sense线与force线上的电压差，如果差别大则判断这时他们并没有相连，或者连接上有较大电阻。但这种方法只适用于信号线的检测，并不适用于地线的检测。当操作员忘记连接sense线时，信号线的force线和sense线在电路中是有一些连接关系的，所以比较器仍然可以做出正确的判断，但地线的force线和sense线在内部几乎是无任何关系的，所以会被认为完全悬空，此时比较器的比较结果是不受控的，对于开尔文连接检测的结果也就没有意义。
技术实现思路
专利技术目的：针对现有技术中存在的不足，本专利技术的目的是提供一种开尔文接地报警电路，可即时产生报警，可及时避免系统工作在不正常状态下，进而避免了时间的浪费和设备的损坏。技术方案：为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种开尔文接地报警电路，包括限压电路，运算放大器，比较器和报警电路；所述的限压电路，运算放大器，比较器和报警电路依次串联，其中，比较器为双比较器并联入电路。所述的限压电路由2个二极管和1个串联电阻组成，二极管其中一个正向接+15V电源，另一个反向接-15V电源。所述的二极管型号均为1N4148，电阻为10KΩ串在信号输入路径上。所述的运算放大器的型号为LF356，以跟随器的形式连接，当3脚输入端悬空时，6脚输出正满偏或者负满偏两者之中的一个电压。所述的比较器采用双比较器，分别为上限比较器和下限比较器，型号均为LM393，由正负15V供电，前级过来的信号同时接入上限比较器的负端和下限比较器的正端；上限比较器的正端接上限电压，下限比较器的负端接下限电压。所述的报警电路包括三极管和发光二极管，前级输入通过20KΩ电阻连接三极管的基极，三极管的发射极与二极管和500Ω电阻均相连；在3.3V的输出端与前级输入之前串联有20KΩ电阻和5.5KΩ电阻，3.3V的输出端通过200Ω电阻连接二极管，3.3V的输出端通过4.7KΩ电阻连接500Ω电阻；前级输入通过20KΩ电阻、5.5KΩ电阻、4.7KΩ电阻连接500Ω电阻；500Ω电阻连接至处理器。有益效果：与现有的技术相比，本专利技术的开尔文接地报警电路，利用运算放大器输入悬空则会满偏的特性，将满偏的电压送至比较器做比较，比较器则可通过该电压得出一个确定的比较结果，非常符合接地开尔文检测的需要。当由于误操作使得地sense线没有连接时，本电路可即使产生报警，可及时避免系统工作在不正常状态下，进而避免了时间的浪费和设备的损坏。附图说明图1是开尔文接地报警电路的结构示意图；图2是存储器深度扩展示意图；图3是三级管实现的转换电路图。具体实施方式下面结合具体附图对本专利技术做进一步的说明。如图1所示，开尔文接地报警电路，包括限压电路，运算放大器，比较器和报警电路；限压电路，运算放大器，比较器和报警电路依次串联。限压电路由两个二极管和一个串联电阻来实现，二极管型号均为1N4148，电阻在此选择10KΩ串在信号输入路径上，二极管其中一个正向接+15V电源，另一个反向接-15V电源(如图2)。该电路的作用是当输入信号过大时保护后级电路不受损坏。1N4148的管压降约为0.4V，如果输入电压超过+14.6V则上面二极管导通，超过-14.6V则下面二极管导通，电阻上会产生压降，最终到达后级的电压被限制在正负15V范围内。运算放大器选用LF356，该放大器优点是速度较快。放大器由正负15V供电，所以输入必须被限制在正负15V范围内，这就是限压电路的意义所在。该放大器以跟随器的形式连接，即2脚和6脚短路，当3脚输入端悬空时，6脚将输出正满偏或者负满偏两者之中的一个电压。比较器选用LM393，该芯片为双比较器，本实施例需要上下限两种状态比较，所以使用双比较器比较合适，用于上限比较的称为上限比较器，用于下限比较的称为下限比较器。比较器由正负15V供电，前级过来的信号同时接入上限比较器的负端和下限比较器的正端。上限比较器的正端接上限电压，下限比较器的负端接下限电压。上限电压和下限电压由实际应用需求决定，本例中报警的上下限设置为+1V/-1V，所以上限电压为+1V，下限电压为-1V。两个电压由正负15V电源经过电阻分压分别得到，电阻选用140K和10K。比较器当正端电压大于负端电压时输出正逻辑，当正端电压小于负端电压时输出负逻辑，当前选用的比较器为集电极开路输出，正逻辑以高阻态形式给出，负逻辑即为地脚上的电平(本例中比较器的地脚接-15V电源)，所以将两个比较器的输出短路在一起使用，目的是当两个比较器有任意一个出现负逻辑时，输出即为负逻辑。当前级输入悬空时，本级输入电压约为+13V或-13V，无论是哪种情况都超过本例设置的上限电压和下限电压，所以此时本级输出必定是负逻辑。报警电路包括三极管和发光二极管，前级输入通过20KΩ电阻连接三极管的基极，三极管的发射极与二极管和500Ω电阻均相连；在3.3V的输出端与前级输入之前串联有20KΩ电阻和5.5KΩ电阻，3.3V的输出端通过200Ω电阻连接二极管，3.3V的输出端通过4.7KΩ电阻连接500Ω电阻；前级输入通过20KΩ电阻、5.5KΩ电阻、4.7KΩ电阻连接500Ω电阻；500Ω电阻连接至处理器。该报警电路由三极管和发光二极管实现，使用发光二极管可以直观的发现报警的产生，但为避免操作人员忽略报警灯被点亮，本方案同时产生报警信号送至处理器，通过处理器返回到电脑界面上提示给操作员，或做一些硬件上的保护动作，如断电、复位等。由于通常情况处理器的输入信号格式为LVTTL即3.3V电平标准，所以需要将前级的正负逻辑状态转换为3.3V和0V再送至处理器。在此转换电路以三级管实现，本例选用2N2907，该三极管为PNP管(如图3)。当前级信号为高阻态时，三极管基极约为3.3V，三极管为截止状态，发光二极管没有电流流过即不会被点亮，200Ω电阻没有压降所以输出至处理器的信号约为3.3V，即为高电平。当前级信号为负逻辑即-15V时，基极电压Vb＝3.3-(3.3+15)*5.5/25.5约为-0.65V，发射极电压Ve＝Vb+0.7约为0.05V，送至处理器即为低电平，二极管电流约7mA，被点亮。所以送至处理器的报警信号为低电平有效。处理器可以由诸如FPGA等可编程功能芯片承担。本专利技术的开尔文接地报警电路，利用运算放大器输入悬空则会满偏的特性，将满偏的电压送至比较器做比较，比较器则可通过该电压得出一个确定的比较结果，非常符合接地开尔文检测的需要。当由于误操作使得地sense线没有连接时，本电路可即使产生报警，可及时避免系统工作在不正常状态下，进而避免了时间的浪费和设备的损坏。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开尔文接地报警电路，其特征在于，包括限压电路，运算放大器，比较器和报警电路；所述的限压电路，运算放大器，比较器和报警电路依次串联，其中，比较器为双比较器并联入电路。

【技术特征摘要】
1.一种开尔文接地报警电路，其特征在于，包括限压电路，运算放大器，比较器和报警电路；所述的限压电路，运算放大器，比较器和报警电路依次串联，其中，比较器为双比较器并联入电路。2.根据权利要求1所述的开尔文接地报警电路，其特征在于，所述的限压电路由2个二极管和1个串联电阻组成，二极管其中一个正向接+15V电源，另一个反向接-15V电源。3.根据权利要求2所述的开尔文接地报警电路，其特征在于，所述的二极管型号均为1N4148，电阻为10KΩ串在信号输入路径上。4.根据权利要求1所述的开尔文接地报警电路，其特征在于，所述的运算放大器的型号为LF356，以跟随器的形式连接，当3脚输入端悬空时，6脚输出正满偏或者负满偏两者之中的一个电压。5.根据权利要求1所述的开尔文接地报...

【专利技术属性】
技术研发人员：高爽，王浩，
申请(专利权)人：江苏艾科半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32