电流信号调理电路制造技术

一种电流信号调理电路，其特征在于：该电路由主控电路、电流采样、放大、升压电路、Ａ／Ｄ采集电路、单片机处理电路、Ｄ／Ａ转换电路、Ｖ／Ｉ转换电路组成， 其电路的具体连接构成如下： 三相电流输入端分别为Ｉｎｐｕｔ１、Ｉｎｐｕｔ２、Ｉｎｐｕｔ３，在三个输入端并联６Ｖ双向瞬变抑制二极管ＣＲ１、２、３和采样电阻Ｒ１、６、１１，三个输入端分别通过电阻Ｒ２、Ｒ７、Ｒ１２接入放大器ＭＸＬ１０１３ ２、６、６腿负输入端，同时通过电阻Ｒ３、Ｒ８、Ｒ１３接入放大器ＭＸＬ１０１３输出端１、７、７腿；电路中采用一个５Ｖｒｅｆ基准电压经过分压电阻Ｒ４、Ｒ９、Ｒ１４接在放大器ＭＸＬ１０１３的３、５、５腿正端和通过下拉电阻Ｒ５、Ｒ１０、Ｒ１５到地，然后信号经过放大送到后面电路中，放大器ＭＸＬ１０１３的输出端１、７、７分别接入单片机Ｕ７ ＰＩＣ１６Ｆ７３的管腿２、３、４，放大器ＭＸＬ１０１３ Ｕ５Ａ的４腿接－１５Ｖ； 电路中使用了单片机Ｕ７ ＰＩＣ１６Ｆ７３自带的８位Ａ／Ｄ转换功能，单片机Ｕ７的管腿５接入电源５Ｖｒｅｆ，管腿８接地，其管腿９、１０之间并联一个晶体Ｙ１和分别通过电容Ｃ４、Ｃ５接地，形成的振荡电路，为单机片提供工作频率，管腿１２、１３、１４、１６分别接入Ｄ／Ａ转换芯片Ｕ８的管腿１３、８、７、６，其中单片机的管腿１４、１６通过上拉电阻Ｒ２０、Ｒ２１接入电源ＶＣＣ，使其在没有信号时为高电平，管腿２０接入电源ＶＣＣ，通过滤波电容Ｃ６接地和管腿１９，电源ＶＣＣ接入复位芯片Ｕ９的管腿３、８和通过上拉电阻Ｒ１８接单片机Ｕ７的管腿１和复位芯片Ｕ９的管腿７，复位芯片Ｕ９的管腿１、４、５、６接地，加电时为单片机提供一个低电平的复位信号； 电源５Ｖｒｅｆ通过串联的电阻Ｒ１６、Ｒ１７接地，串联的电阻Ｒ１６、Ｒ１７的中点接Ｄ／Ａ转换芯片Ｕ８的管腿２、３、４、５，Ｄ／Ａ转换芯片Ｕ８的管腿１腿接地，１４腿接电源ＶＣＣ，管腿１、１４间并联电容Ｃ７； Ｄ／Ａ转换芯片Ｕ８的管腿１２通过串联的电阻Ｒ２２、电位器Ｗｇ１、电阻Ｒ４９、电容Ｃ１１接地，电位器Ｗｇ１和电阻Ｒ４９的连接点接运算放大器Ｕ１０Ａ的２腿和通过电阻Ｒ２４接Ｕ１０Ａ的１腿，电源５Ｖｒｅｆ通过串联的电位器Ｗｚ１、电阻Ｒ２３接Ｕ１０Ａ的２腿，Ｕ１０Ａ的３腿接地，Ｕ１０Ａ的８腿接＋１５Ｖ，４腿接－１５Ｖ，Ｕ１０Ａ的１腿通过电阻Ｒ２５接Ｕ１０Ｂ的６腿和通过并联的电阻Ｒ２７、电容Ｃ８再同电阻Ｒ２９串联接Ｕ１０Ｂ的７腿和通过电阻Ｒ３０至输出端ＯＵＴ１，输出端ＯＵＴ１通过电阻Ｒ２８接Ｕ１０Ｂ的５腿和通过电阻Ｒ２６接地；…。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种调理电路，特别是指一种用于工业过程自动化控制终端设备中，将现场提供的高压电流信号调理成标准信号的电流信号调理电路，特别适合于石化、给排水、电力、冶金等领域的工业过程自动化控制终端设备，测量给三相电机供电的高压电流信号，通过电流互感器，将其二次侧端产生的交流信号转换为4～20mA电流信号传给模拟量输入电路，完成电流信号的测量和显示。
技术介绍
目前，在我国应用于工业自动化领域控制设备中将输入的三相电流信号调理成标准信号的电路，由于电路设计简单，在设计时也没有考虑降低现场干扰信号对电路的作用和破坏，不足之处是三项电流转换信号误差大、输出不稳定、测量数据不准确，给整个自动化控制系统造成极大影响，另外，不能根据现场实际情况进行调零、调满度，给实际操作带来很大不便。
技术实现思路
本技术的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提出的一种用于自动化控制终端的电流信号调理电路，它可以同时将三路电流互感器二次侧的交流电流信号(0-75mA)，转换成标准的4-20mA直流电流信号。每路之间没有影响。不仅测量精度高，更适于根据实际情况进行调节，方便了实际操作。本技术的目的可以通过以下措施来达到一种电流信号调理电路，该电路由主控电路、电流采样、放大、升压电路、A/D采集电路、单片机处理电路、D/A转换电路、V/I转换电路组成，其电路的具体连接构成如下 三相电流输入端分别为Inputl、Input2、Input3，在三个输入端并联6V双向瞬变抑制二极管CR1、2、3和采样电阻R1、6、11，三个输入端分别通过电阻R2、R7、R12接入放大器MXL1013 2、6、6腿负输入端，同时通过电阻R3、R8、R13接入放大器MXL1013输出端1、7、7腿；电路中采用一个5Vref基准电压经过分压电阻R4、R9、R14接在放大器MXL1013的3、5、5腿正端和通过下拉电阻R5、R10、R15到地，然后信号经过放大送到后面电路中，放大器MXL1013的输出端1、7、7分别接入单片机U7 PIC16F73的管腿2、3、4，放大器MXL1013 U5A的4腿接-15V；电路中使用了单片机U7 PIC16F73自带的8位A/D转换功能，单片机U7的管腿5接入电源5Vref，管腿8接地，其管腿9、10之间并联一个晶体Y1和分别通过电容C4、C5接地，形成的振荡电路，为单机片提供工作频率，管腿12、13、14、16分别接入D/A转换芯片U8的管腿13、8、7、6，其中单片机的管腿14、16通过上拉电阻R20、R21接入电源VCC，使其在没有信号时为高电平，管腿20接入电源VCC，通过滤波电容C6接地和管腿19，电源VCC接入复位芯片U9的管腿3、8和通过上拉电阻R18接单片机U7的管腿1和复位芯片U9的管腿7，复位芯片U9的管腿1、4、5、6接地，加电时为单片机提供一个低电平的复位信号；电源5Vref通过串联的电阻R16、R17接地，串联的电阻R16、R17的中点接D/A转换芯片U8的管腿2、3、4、5，D/A转换芯片U8的管腿1腿接地，14腿接电源VCC，管腿1、14间并联电容C7；D/A转换芯片U8的管腿12通过串联的电阻R22、电位器Wg1、电阻R49、电容C11接地，电位器Wg1和电阻R49的连接点接运算放大器U10A的2腿和通过电阻R24接U10A的1腿，电源5Vref通过串联的电位器Wz1、电阻R23接U10A的2腿，U10A的3腿接地，U10A的8腿接+15V，4腿接-15V，U10A的1腿通过电阻R25接U10B的6腿和通过并联的电阻R27、电容C8再同电阻R29串联接U10B的7腿和通过电阻R30至输出端OUT1，输出端OUT1通过电阻R28接U10B的5腿和通过电阻R26接地；D/A转换芯片U8的管腿11通过串联的电阻R31、电位器Wg2、电阻R50、电容C12接地，电位器Wg2和电阻R50的连接点接运算放大器U11A的2腿和通过电阻R33接U11A的1腿，电源5Vref通过串联的电位器Wz2、电阻R32接U11A的2腿，U11A的3腿接地，U11A的8腿接+15V，U11A的4腿接-15V，U11A的1腿通过电阻R34接U11B的6腿和通过并联的电阻R36、电容C9再同电阻R50串联接U11B的7腿和通过电阻R39至输出端OUT2，输出端OUT2通过电阻R37接U11B的5腿和通过电阻R35接地；D/A转换芯片U8的管腿10通过串联的电阻R40、电位器Wg3、电阻R51、电容C13接地，电位器Wg3和电阻R51的连接点接运算放大器U12A的2腿和通过电阻R42接U12A的1腿，电源5Vref通过串联的电位器Wz3、电阻R41接U12A的2腿，U12A的3腿接地，U12A的8腿接+15V，U12A的4腿接-15V，U12A的1腿通过电阻R43接U12B的6腿和通过并联的电阻R45、电容C10再同电阻R47串联接U12B的7腿和通过电阻R48至输出端OUT3，输出端OUT3通过电阻R46接U12B的5腿和通过电阻R44接地。本技术相比现有技术具有如下优点该用于自动化控制终端的电流信号调理电路，该电路采用24VDC电源供电，采集的是三路0-75mA交流电流信号，此信号是由交流电流互感器的二次侧端提供，输出为标准4-20mA直流信号，输出信号可以通过模拟量输入电路采集送至控制器进行处理；该电路已经制成了模块，安装方便快捷；整个电路还提供了±6V瞬变保护；测量精度在常温下为±1.5％，全程温度范围±3％；由于本技术采用的都是工业级元器件，可适应的温度范围为-40℃～70℃，能够在较恶劣的环境下工作。附图说明图1.电流信号调理电路图；图2电流信号调理电路单片机控制流程图。具体实施方式请参考图1电流信号调理电路图，该电路由主控电路、电流采样、放大、升压电路、A/D采集电路、单片机处理电路、D/A转换电路、V/I转换电路、基准电路、电源电路组成。现将该电路按其实现的功能分成几部分进行说明。主控电路此电路的目的是测量高压电流信号经过电流互感器，由它的二次侧端产生的0-75mA交流信号。由于这个交流信号的带负载能力较弱，所以电路的输入电阻不能过大，因此在电路的输入部分用15Ω电阻采样，将0-75mA信号转变为0-1.125V的交流电压信号进行处理。采集电压信号并对信号进行处理，电路中使用了PIC16F73单片机，此单片机内置4路8位模拟/数字转换电路A/D。将0-1.125V交流信号进行放大和升压处理后送入这些A/D通道，经过处理变为数字信号送出。数字信号送入8位D/A转换器TLV5620转变为直流电压信号，再经过V/I转换电路输出4-20mA的直流电流信号，此电流信号可带700Ω左右的负载。电流采样、放大、升压电路三项电流输入端分别为Input1、Input2、Input3，在三个输入端并联6V双向瞬变抑制二极管CR1-3和采样电阻R1-3，其中二极管是为了降低干扰信号对电路的作用和破坏，R1-3为采样电阻，产生0-1.125V交流电压；三个输入端分别通过电阻R2、R7、R12接入放大器U5 MXL1013负输入端，同时通过电阻R3、R8、R13接入U5的输出端；由于此信号有一部分处在零电位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：俞凌，庄贵林，
申请(专利权)人：北京安控科技发展有限公司，
类型：实用新型
国别省市：