一种电量实时监测电路制造技术

本发明专利技术公开了一种电量实时监测电路，属于电池检测技术领域，该监测电路包括电流取样电路、计时监控电路和输出电阻电路，其中电流取样电路分别连接被检测电池和计时监控电路，输出电阻电路分别连接计时监控电路和检测端口；输出电阻电路包括模拟开关芯片和多个电阻，多个电阻相互串联形成电阻串，电阻串的两端连接检测端口，模拟开关芯片的控制端连接计时监控电路，模拟开关芯片的开关端依次与多个电阻并联。本发明专利技术采用单片机智能技术实时监控电池剩余能量，通过简易手段实现电池剩余电量数值的在线获取，解决了设备供电电池已耗电量及剩余使用时间无法确定的问题，给勘探工程的顺利进行提供了可靠的保证。

【技术实现步骤摘要】
一种电量实时监测电路
本专利技术属于电池检测
，尤其涉及一种电量实时监测电路。
技术介绍
电池是检波器电路的供电能源，考虑检波器出厂保质期限较长且使用数量较大，更换电池极不方便，因此在检波器设计时，多采用较大能量的电池，以保证保质期内不进行电池更换。但勘探工程野外作业环境复杂，操作人员规范能力不一，不可避免会出现检波器的违规使用，造成电池能量的浪费，从而带来电池寿命的缩短。由于地质勘探特别是石油勘探的工程期较长，短则几十天，长则数月，为保证勘探工程顺利进行，工程开始前或进行中需要随时明确检波器供电电池的剩余能量及剩余使用时间，便于及时采取措施。勘探工程野外条件差，检测手段缺乏。从而造成对供电电池剩余使用时间无法判断，给整个勘探工程的顺利进行带来很大的不确定性。为保证整个工作期间电压供电平稳、低功耗、小体积、大能量及一次性不充电特征，检波器一般采用锂亚或锂锰等电池供电。锂亚或锂锰电池区别于其他一次性电池的另一特点是放电特性曲线近视直角形，如图1所示。图中，锂亚电池在整个有效供电时间内，其输出电压近视恒定。该类电池在有效供电时间内，保持输出电压的幅值，能够保证电路达到最大动态范围，但是由于锂亚电池输出电压的独特性，不可能像其它电池那样，通过测试电池输出电压来估计电池的耗电量。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术设计完成了一种电量实时监测电路，可以通过简易手段实现电池剩余电量数值的在线获取，解决了设备供电电池已耗电量及剩余使用时间无法确定的问题，给勘探工程的顺利进行提供了可靠的保证。本专利技术通过以下技术手段解决上述问题：一种电量实时监测电路，其特征在于，包括电流取样电路、计时监控电路和输出电阻电路，其中：电流取样电路分别连接被检测电池和计时监控电路，输出电阻电路分别连接计时监控电路和检测端口；所述输出电阻电路包括模拟开关芯片和多个电阻，所述多个电阻相互串联形成电阻串，所述电阻串的两端连接检测端口，所述模拟开关芯片的控制端连接计时监控电路，所述模拟开关芯片的开关端依次与所述多个电阻并联。进一步的，所述电流取样电路包括采样电阻，所述采样电阻串联在被检测电池的供电电路中。进一步的，所述计时监控电路包括PIC16F型单片机，所述PIC16F型单片机通过A/D转换器连接采样电阻。进一步的，所述输出电阻电路包括TS12A44515型模拟开关芯片，所述TS12A44515型模拟开关芯片的控制端依次连接PIC16F型单片机I/O输出口，所述TS12A44515型模拟开关芯片的开关端依次与多个电阻单独并联。一种电量实时监测电路采用变频计时方法计算电池的已使用时间和剩余使用时间，所述变频计时方法根据被检测电池输出电流的数值，调整电流取样电路中监控芯片的计时频率，以准确计算被检测电池的已使用时间和剩余使用时间。进一步的，所述变频计时方法具体包括如下步骤：1）电量实时监测电路开始工作；2）计时监控电路通过A/D转换模块、电流取样电路采集被检测电池的输出电流数值；3）根据实时采集的电池输出电流数值，设置计时监控电路不同的计时频率；4）根据不同的计时频率累计电池已使用时间；5）根据被检测电池的标定的总使用寿命时间减去上述步骤计算出的已使用时间得出电池剩余使用时间；6）计时监控电路根据电池剩余使用时间通过控制输出电阻电路中的模拟开关芯片，实现不同电阻的短路而改变电阻串的总体电阻值。进一步的，所述根据实时采集的电池输出电流数值，设置计时监控电路不同的计时频率包括如下对应关系：电池输出电流为额定数值I时，计时监控电路按照正常计时频率f计时；电池输出电流为额定数值I的1.5至2.5倍时，计时监控电路按照正常计时频率f的2倍数值计时；电池输出电流为额定数值I的2.5至3.5倍时，计时监控电路按照正常计时频率f的3倍数值计时；电池输出电流为额定数值I的（N-0.5）至（N+0.5）倍时，计时监控电路按照正常计时频率f的N倍数值计时，其中N大于等于4且为正整数。进一步的，所述电池输出电流的额定数值I为0.2A，所述计时监控电路的正常计时频率f为5MHZ。本专利技术的一种电量实时监测电路具有以下有益效果：本专利技术采用单片机智能技术实时监控电池剩余能量，通过简易手段实现电池剩余电量数值的在线获取，解决了设备供电电池已耗电量及剩余使用时间无法确定的问题，给勘探工程的顺利进行提供了可靠的保证。本专利技术提供的一种电量实时监测电路的工作原理如下：检波器正常工作电流为A(μA)，电池额定容量为B（Ah）.则可估算出在正常工作电流情况下，有效供电寿命时间为H，其中：H=B/A。加以换算，可方便得出可有效寿命使用多少时间，如年、月等。本专利技术提供的技术方案具有如下技术特点：1根据电池输出电流的数值大小，调整计时倍率，实现准确计量。检波器正常静态使用电流为A，但如使用人员不按说明书操作，就存在非正常（违规使用）使用可能，非正常使用时，功耗电流可成倍增加，导致电池耗电量成倍增加。利用软件及电流取样比较电路，可实时监测检波器功耗电流，并根据电流的大小分区段（正常静态电流、正常动态电流、异常颠簸、跌落电流）不同倍率计算寿命时间，例如非常态静态电流时，如2A、3A、10A等，通过软件控制内部计时时钟的频率达到2f、3f、10f等来达到分别进行电池耗电量的寿命时间统计。并根据累积计算的耗电量，由内部软件计算电池已使用电量和剩余使用时间。2智能控制检波器输出电阻，实现实时监控电池剩余能量通过计时，可实时反应电池使用状况。但必须通过输出接口信息来指示。如为常规电池检测电路，可通过显示终端直接指示剩余电量使用时间。由于检波器施工环境的特殊性要求，检波器使用电池信息不方便通过接口信息直接显示。针对地震仪在勘探工程初始检查检波器时采用的监测检波器输出电阻这一功能，本技术采用单片机根据电量实时状况，输出实时逻辑信息，通过控制模拟组合，把电池使用状况信息通过内部智能控制改变检波器输出组合电阻。检波器使用人员可通过地震仪或电阻测试仪器测量检波器不同的输出电阻值，来了解电池已使用时间和判断剩余使用时间。3、软件实现计时或倒计时把有效寿命使用时间作为电池的寿命表征，用单片机微处理芯片控制软件实时监控，在电池有效时间内进行计时，可方便得出该电池已使用时间和剩余电量使用时间。电池寿命到达时，电池欠压实时报警。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是锂亚电池电压随时间变化示意图；图2是本专利技术一种电量实时监测电路的电路结构示意图；图3是本专利技术一种电量实时监测电路的电路连接示意图；图4是本专利技术一种电量实时监测电路的变频计时方法流程图；图5是本专利技术一种电量实时监测电路的输出电阻对应关系表。具体实施方式在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电量实时监测电路，其特征在于，包括电流取样电路、计时监控电路和输出电阻电路，其中：电流取样电路分别连接被检测电池和计时监控电路，输出电阻电路分别连接计时监控电路和检测端口；所述输出电阻电路包括模拟开关芯片和多个电阻，所述多个电阻相互串联形成电阻串，所述电阻串的两端连接检测端口，所述模拟开关芯片的控制端连接计时监控电路，所述模拟开关芯片的开关端依次与所述多个电阻并联。

【技术特征摘要】
1.一种电量实时监测电路，其特征在于，包括电流取样电路、计时监控电路和输出电阻电路，其中：电流取样电路分别连接被检测电池和计时监控电路，输出电阻电路分别连接计时监控电路和检测端口；所述输出电阻电路包括模拟开关芯片和多个电阻，所述多个电阻相互串联形成电阻串，所述电阻串的两端连接检测端口，所述模拟开关芯片的控制端连接计时监控电路，所述模拟开关芯片的开关端依次与所述多个电阻并联。2.根据权利要求1所述的电量实时监测电路，其特征在于，所述电流取样电路包括采样电阻，所述采样电阻串联在被检测电池的供电电路中。3.根据权利要求2所述的电量实时监测电路，其特征在于，所述计时监控电路包括PIC16F型单片机，所述PIC16F型单片机通过A/D转换器连接采样电阻。4.根据权利要求3所述的电量实时监测电路，其特征在于，所述输出电阻电路包括TS12A44515型模拟开关芯片，所述TS12A44515型模拟开关芯片的控制端依次连接PIC16F型单片机I/O输出口，所述TS12A44515型模拟开关芯片的开关端依次与多个电阻单独并联。5.一种电量实时监测电路，其特征在于，采用变频计时方法计算电池的已使用时间和剩余使用时间，所述变频计时方法根据被检测电池输出电流的数值，调整电流取样电路中监控芯片的计时频率，以准确计算被检测电池的已使用时间和剩余使用时间。6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：田骏，王海，
申请(专利权)人：西安陆海地球物理科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61