一种判断电容传感器工作状态的系统以及方法技术方案

本发明专利技术涉及判断电路领域，具体涉及一种判断电容传感器工作状态的系统以及方法，系统包括用于感应电容传感器发出的电容信号的电容感应模块，以及连接电容感应模块并用于产生振荡信号的振荡模块，还包括电流检测模块、I/O转换模块、分压模块和判断模块，振荡模块传输负载电流到电流检测模块，电流检测模块将负载电流转换为输出电流，I/O转换模块将输出电流转换为输出电压，分压模块将基准电压分压为至少一个分压电压，并根据输出电压和分压电压输出电平，判断模块根据电平判断电容传感器的工作状态。通过检测输出电流，并对比输出电压以及分压电压的大小，从而准确判断电容传感器的工作状态，避免在激光切割时执行错误的运动。

【技术实现步骤摘要】
一种判断电容传感器工作状态的系统以及方法
本专利技术涉及判断电路领域，具体涉及一种判断电容传感器工作状态的系统以及方法。
技术介绍
在激光切割中，电容传感器是一个重要的部件，其常规安装于切割头的下部，用于感应喷嘴到待切割工件的距离。在切割过程中，获取电容传感器所处的工作状态非常重要。传统地，判断电容传感器工作状态的方法是通过振荡电路发出与电容值相关的频率信号，接着，调高装置判断频率值的大小，当频率值小于一定值时，则判断喷嘴碰撞待切割工件，发出报警信号提醒操作人员；当调高装置没有检测到频率信号时，则判断线缆断线，发出报警信号提醒操作人员。这种方法依赖于振荡电路的稳定性，若振荡电路出现异常，则产生的频率信号也会出现异常，导致调高装置判断错误而执行错误的运动，严重时切割头会撞上待切割工件，造成整体装置的损坏。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种判断电容传感器工作状态的系统以及方法，解决无法准确判断电容传感器工作状态的问题。为解决该技术问题，本专利技术提供一种判断电容传感器工作状态的系统，所述系统包括用于感应电容传感器发出的电容信号的电容感应模块，以及连接电容感应模块并用于产生振荡信号的振荡模块，其特征在于：所述系统还包括电流检测模块、I/O转换模块、分压模块和判断模块，所述振荡模块传输负载电流到电流检测模块，所述电流检测模块将负载电流转换为输出电流IOUT，所述I/O转换模块将输出电流IOUT转换为输出电压VOUT，所述分压模块将基准电压VCC分压为至少一个分压电压V，并根据输出电压VOUT和分压电压V输出电平，所述判断模块根据电平判断电容传感器的工作状态。其中，较佳方案是：所述电流检测模块包括采样电阻RSENSE，与采样电阻RSENSE连接的输入电阻RIN，与输入电阻RIN连接的运算放大器，以及与运算放大器的输出端连接的MOS管，所述运算放大器的正相输入端和反相输入端分别连接采样电阻RSENSE的两端，所述输出电流的公式为其中，较佳方案是：所述I/O转换模块包括与电流检测模块连接的输出电阻ROUT，所述输出电压的公式为其中，较佳方案是：所述分压模块包括基准电压VCC、第一分压子模块、第二分压子模块、电阻R1、电阻R5和电阻R8，所述第一分压子模块、第二分压子模块、电阻R1、电阻R5和电阻R8均与基准电压VCC连接，所述第一分压子模块将基准电压VCC分压为第一分压V1，所述第二分压子模块将基准电压VCC分压为第二分压V2。其中，较佳方案是：所述第一分压子模块包括第一集成比较器和连接第一集成比较器的输出端的第一电平I_TEST1，所述第二分压子模块包括第二集成比较器和连接第二集成比较器的输出端的第二电平I_TEST2，所述第一集成比较器的正相输入端连接电阻R1、电阻R5、电阻R8和基准电压VCC，其反相输入端连接输出电压VOUT和第二集成比较器的正相输入端，所述第二集成比较器的正相输入端还连接输出电压VOUT，其反相输入端连接电阻R1、电阻R5、电阻R8和基准电压VCC，所述第一分压的公式为所述第二分压的公式为其中，较佳方案是：所述分压模块接收到输出电压VOUT后分别与第一分压V1和第二分压V2做对比，所述工作状态包括侧碰状态、正常供电状态和线缆断线状态；当输出电压VOUT大于第一分压V1时，所述第一电平I_TEST1为低电平，所述第二电平I_TEST2为高电平，所述判断模块判断电容传感器的工作状态为侧碰状态；当输出电压VOUT小于第一分压V1并大于第二分压V2时，所述第一电平I_TEST1和第二电平I_TEST2均为高电平，所述判断模块判断电容传感器的工作状态为正常供电状态；当输出电压VOUT小于第二分压V2时，所述第一电平I_TEST1为高电平，所述第二电平I_TEST2为低电平，所述判断模块判断电容传感器的工作状态为线缆断线状态。其中，较佳方案是：所述第一分压子模块还包括与第一集成比较器的输出端连接的上拉电阻R2，以及与上拉电阻R2连接的3.3V电压，所述第二分压子模块还包括与第二集成比较器的输出端连接的上拉电阻R6，以及与上拉电阻R6连接的3.3V电压。其中，较佳方案是：所述系统还包括与振荡模块连接并用于检测频率信号的频率检测模块。本专利技术还提供一种判断电容传感器工作状态的方法，如上所述的系统用于实现所述方法，所述方法包括以下步骤：电容感应模块感应电容传感器发出的电容信号，并将电容信号传输到振荡模块；振荡模块产生振荡信号，并将负载电流传输到电流检测模块；电流检测模块将负载电流转换为输出电流IOUT并检测输出电流IOUT大小，且将输出电流传输到I/O转换模块；I/O转换模块将输出电流IOUT转换为输出电压VOUT，并将输出电压VOUT传输到分压模块；分压模块将基准电压VCC分压为至少一个分压电压V，并根据输出电压VOUT和分压电压V输出电平，且将电平传输到判断模块；判断模块根据电平判断电容传感器的工作状态。本专利技术的有益效果在于，与现有技术相比，本专利技术通过设计一种判断电容传感器工作状态的系统以及方法，通过检测输出电流，并对比输出电压以及分压电压的大小，从而准确判断电容传感器的工作状态，避免在激光切割时执行错误的运动。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术系统的结构框图；图2是本专利技术电流检测模块的电路图；图3是本专利技术电流检测模块、I/O转换模块和分压模块的电路图；图4是本专利技术频率检测模块的结构框图；图5是本专利技术方法的流程框图。具体实施方式现结合附图，对本专利技术的较佳实施例作详细说明。如图1至图4所示，本专利技术提供一种判断电容传感器工作状态的系统的优选实施例。具体地，参考图1，一种判断电容传感器10工作状态的系统，所述系统包括连接电容传感器10并用于感应电容传感器10发出的电容信号的电容感应模块1，以及连接电容感应模块1并用于产生振荡信号的振荡模块2，所述电容感应模块1在感应到电容信号后传输到振荡模块2，所述振荡模块2产生振荡信号，并与电容信号结合；所述系统还包括电流检测模块3、I/O转换模块4、分压模块5和判断模块6，所述电流检测模块3连接振荡模块2，所述I/O转换模块4连接电流检测模块3，所述分压模块5连接I/O转换模块4，所述判断模块6连接分压模块5，所述振荡模块2将振荡后的电容信号转换为负载电流ILOAD，并将负载电流ILOAD传输到电流检测模块3，所述电流检测模块3将负载电流ILOAD转换为输出电流IOUT并检测输出电流IOUT大小，此时，所述电流检测模块3将输出电流IOUT传输到I/O转换模块4，所述I/O转换模块4将输出电流IOUT转换为输出电压VOUT，所述分压模块5将基准电压VCC分压为至少一个分压电压V，并根据输出电压VOUT和分压电压V输出至少一个电平，所述判断模块6根据电平准确判断电容传感器10的工作状态，若是电容传感器10发生故障，所述判断模块6可及时检测出故障并发出报警信号提醒操作人员前来维修或者更换。进一步地，参考图2，所述电流检测模块3包括采样电阻RSENSE，与采样电阻RSENSE连接的输入电阻RIN，与输入电阻RIN连接的运算放大器，以及与运算放大器的输出端连接的MOS管，所述运算放大器的正相输入端和反相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种判断电容传感器工作状态的系统，所述系统包括用于感应电容传感器发出的电容信号的电容感应模块，以及连接电容感应模块并用于产生振荡信号的振荡模块，其特征在于：所述系统还包括电流检测模块、I/O转换模块、分压模块和判断模块，所述振荡模块传输负载电流到电流检测模块，所述电流检测模块将负载电流转换为输出电流IOUT，所述I/O转换模块将输出电流IOUT转换为输出电压VOUT，所述分压模块将基准电压VCC分压为至少一个分压电压V，并根据输出电压VOUT和分压电压V输出电平，所述判断模块根据电平判断电容传感器的工作状态。

【技术特征摘要】
1.一种判断电容传感器工作状态的系统，所述系统包括用于感应电容传感器发出的电容信号的电容感应模块，以及连接电容感应模块并用于产生振荡信号的振荡模块，其特征在于：所述系统还包括电流检测模块、I/O转换模块、分压模块和判断模块，所述振荡模块传输负载电流到电流检测模块，所述电流检测模块将负载电流转换为输出电流IOUT，所述I/O转换模块将输出电流IOUT转换为输出电压VOUT，所述分压模块将基准电压VCC分压为至少一个分压电压V，并根据输出电压VOUT和分压电压V输出电平，所述判断模块根据电平判断电容传感器的工作状态。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述电流检测模块包括采样电阻RSENSE，与采样电阻RSENSE连接的输入电阻RIN，与输入电阻RIN连接的运算放大器，以及与运算放大器的输出端连接的MOS管，所述运算放大器的正相输入端和反相输入端分别连接采样电阻RSENSE的两端，所述输出电流的公式为3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述I/O转换模块包括与电流检测模块连接的输出电阻ROUT，所述输出电压的公式为4.根据权利要求1至3任一所述的系统，其特征在于：所述分压模块包括基准电压VCC、第一分压子模块、第二分压子模块、电阻R1、电阻R5和电阻R8，所述第一分压子模块、第二分压子模块、电阻R1、电阻R5和电阻R8均与基准电压VCC连接，所述第一分压子模块将基准电压VCC分压为第一分压V1，所述第二分压子模块将基准电压VCC分压为第二分压V2。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于：所述第一分压子模块包括第一集成比较器和连接第一集成比较器的输出端的第一电平I_TEST1，所述第二分压子模块包括第二集成比较器和连接第二集成比较器的输出端的第二电平I_TEST2，所述第一集成比较器的正相输入端连接电阻R1、电阻R5、电阻R8和基准电压VCC，其反相输入端连接输出电压VOUT和第二集成比较器的正相输入端，所述第二集成比较器的正相输入端还连接输出电压VOUT，其反相输入端连...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆渊，余锦望，封雨鑫，陈焱，高云峰，
申请(专利权)人：大族激光科技产业集团股份有限公司，深圳市大族智能控制科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44