一种检测数据记录仪与读数台通信接触的装置的制作方法

本实用新型检测技术领域，具体公开了一种检测数据记录仪与读数台通信接触的装置，用于检测数据记录仪与读数台通信的接触是否良好。

背景技术：

数据记录仪：是一种从传感器获取测量结构，并将这些结果存储起来备用的电子仪器，一些常用的测量包括温度、压力、电流、速度、张力、位移以及其他一些物理量。

然而工业制造很多时候需要将数据记录仪放置在被测环境中检测，而这些被测环境一般为高温（超过85度）、低温（低于-40度）、高压、真空、高湿、液体、粉尘等极端特殊环境。

读数台：用于读取数据记录仪内部测量结果的专用装置，当测量完成后，用户将读数台与电脑连接，同时将数据记录仪放置在读数台的特定接口内，通过电脑上安装的专用软件就能够获取数据记录仪内部记录的测量结果。

结合附图1和附图2，读数台通过信号链路B与电脑连接，数据记录仪通过信号链路A与读数台连接。通过电脑上安装的专用软件就能够经信号链路B连接到读数台，在经过信号链路A连接到数据记录仪，从而读取其内部记录的测量结果。

以上信号链路A、信号链路B常见的有USB、RS485/422、RS232、红外、射频等等方式，通过USB、RS485/422、RS232等方式建立链路要求数据记录仪与读数台或者电脑之间有可导通电信号的金属接触点。通过红外、射频等非接触式方式建立链路，要求数据记录仪的外壳上必须有非金属的开窗，以便红外或射频的收发端建立通信通道。

无论采用哪种通信方式，目前判断数据记录仪和电脑之间通信是否正常的方法都是通过电脑向数据记录仪下发命令，然后看电脑是否收到正确的回应数据。

然而，这种方式存在的问题是：当通信故障时，无法区分故障是数据记录仪引起的，还是通信链路上的物理连接问题引起的（比如金属触点接触不良、无线收发通道被阻挡或者电缆没有插好等等），从而导致检测和维修困难。

技术实现要素：

本实用新型为了解决现有技术无法判断故障点导致检测和维修困难的问题，而提供一种检测数据记录仪与读数台通信接触的装置，能够判断数据记录仪和读数台之间通信的物理连接是否正常，并通过显示电路呈现给客户数据记录仪和读数台目前的物理连接状态，从而能够区分故障为数据记录仪或者通信链路的物理连接问题，提高维修的效率。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种检测数据记录仪与读数台通信接触的装置，包括数据记录仪和读数台，所述数据记录仪和读数台之间采用RS485进行通信，其特征在于，所述数据记录仪侧的RS485两个信号线上连接有电路E，所述读数台侧的RS485两个信号线上连接有电路F；所述电路E和电路F为以下几种组合中的一种；

第一种：

电路E：包括电阻R1，R1的两端分别连接在RS485的两个信号线之间；

电路F：包括电阻R2和R3，电阻R2的一端连接在RS485信号线的正极上，电阻R2的另一端与电源连接，电阻R3的一端连接在RS485信号线的负极上，电阻R3的另一端接地；

第二种：

电路E：包括电阻R2和R3，电阻R2的一端连接在RS485信号线的正极上，电阻R2的另一端与电源连接，电阻R3的一端连接在RS485信号线的负极上，电阻R3的另一端接地；

电路F：包括电阻R1，R1的两端分别连接在RS485的两个信号线之间；

第三种：

电路E：包括串联的R1、R2和R3，RS485信号线的正极连接在R1与R2之间，RS485信号线的负极连接在R2与R3之间，R1与电源连接，R3接地；

电路F：包括串联的R4、R5和R6，RS485信号线的正极连接在R4与R5之间，RS485信号线的负极连接在R5与R6之间，R1与电源连接，R3接地；

第四种：

电路E：包括R2，R2的两端分别连接在RS485的两个信号线之间；

电路F：包括串联的R4、R5和R6，RS485信号线的正极连接在R4与R5之间，RS485信号线的负极连接在R5与R6之间，R1与电源连接，R3接地；

第五种：

电路E：包括串联的R1、R2和R3，RS485信号线的正极连接在R1与R2之间，RS485信号线的负极连接在R2与R3之间，R1与电源连接，R3接地；

电路F：包括R5，R5的两端分别连接在RS485的两个信号线之间。

所述读数台侧的RS485两个信号线连接有用于对两个信号线间电压进行采样转换的电路G；所述电路G与设置在读数台内的处理单元电连接，所述处理单元连接有指示电路。

所述电路G包括第一运算放大器、第二运算放大器和第三运算放大器，所述第一运算放大器与RS485信号线的正极连接，所述第二运算放大器与RS485信号线的负极连接，所述第一运算放大器的输出端与第三运算放大器的同相输入端连接，所述第二运算放大器的输出端与第三运算放大器的反向输入端连接，所述第三运算放大器的输出端连接有A/D转换模块，所述A/D转换模块与读数台内的处理单元电连接。

所述电路G为差分放大器，所述差分放大器连接有A/D转换模块，所述A/D转换模块与读数台内的处理单元电连接。

所述电路G为差分模数转换电路。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型通过增加设置电路E、电路F和电路G，能够判断数据记录仪和读数台之间通信的物理连接是否正常，并通过显示电路呈现给客户数据记录仪和读数台目前的物理连接状态，从而能够区分故障为数据记录仪或者通信链路的物理连接问题，提高维修的效率。

本实用新型用于特殊应用场景（如高温、低温、高压、真空、高湿等）的数据记录。

附图说明

图1是现有的数据记录仪、读数台与电脑的连接示意图；

图2是现有的数据记录仪、读数台与电脑的命令传输示意图；

图3为本实用新型一实施例的示意图；

图4为本实用新型一实施例的结构示意图；

图5为本实用新型的电路E和电路F的第三种组合方式；

图6为本实用新型的电路E和电路F的第四种组合方式；

图7为本实用新型的电路E和电路F的第五种组合方式；

图8为本实用新型的电路G的一种电路图；

图中标记：1、数据记录仪，2、读数台，3、电路E，4、电路F，5、电路G，6、第一运算放大器，7、第二运算放大器，8、第三运算放大器。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本实用新型的保护范围。

结合附图，本实用新型的检测数据记录仪与读数台通信接触的装置，包括数据记录仪1和读数台2，所述数据记录仪1和读数台2之间采用RS485进行通信，所述数据记录仪侧的RS485两个信号线上连接有电路E3，所述读数台侧的RS485两个信号线上连接有电路F4；所述读数台侧的RS485两个信号线连接有用于对两个信号线间电压进行采样转换的电路G5；所述电路G5与设置在读数台内的处理单元电连接，所述处理单元连接有指示电路。

电路F使得读数台侧RS485通信线空闲时信号间电压差为X（伏）。当数据记录仪和读数台通过金属触点正常接触后，电路E与电路F共同作用，使得此时RS485通信线空闲时信号间电压差为Y（伏）。设定一个处于X、Y之间的门限电压Z。

不同的电路E、F设计，判定RS485通信触点接触正常的条件不同。主要有2种：一种条件M：RS485通信线空闲时采样电路G的测量电压值小于门限电压Z认为RS485通信触点接触正常；一种条件N：RS485通信线空闲时采样电路G的测量电压值大于门限电压Z认为RS485通信触点接触正常。

当RS485通信线处于数据传输过程中时，为避免RS485信号线之间电压变化造成通信故障误判，读数台增加判断机制：必须连续采集多次RS485信号线间电压不满足条件M（或N）之后才认为此时通信连接异常。

同时在读数台上增加显示电路，根据上面的判定显示数据记录仪和读数台RS485通信线物理连接状态。

如果经上述方式判断通信金属触点物理接触正常，而通过电脑向数据记录仪下发指令仍然无法和电脑通信，就可判定是数据记录仪故障。

结合附图3，数据记录仪内部增加电路E，读数台内部增加电路F。当触点1、2和数据记录仪没有接触且RS485空闲时，读数台内RS485+信号与RS485-信号的电压差VDIFF为VCC。当触点1、2和数据记录仪良好接触且RS485空闲时，读数台内RS485+信号与RS485-信号的电压差为VDIFF0。

读数台内电路G作用为采集RS485信号线压差。运算放大器1、2构成射极跟随器电路，利用运放的输入高阻抗特性，使得采样电路不会对正常通信造成影响。运算放大器3构成电路输出RS485+信号与RS485-信号的电压差V0。经ADC采样V0获得的值传送给处理单元进行比较。

设定一个介于VCC和VDIFF0门限电压为VS。

在本方案中，判定RS485通信触点接触正常的条件为：RS485通信线空闲时采样电路G的测量电压值V0小于门限电压VS。

处理单元连续采集多次V0，只有当每一次V0都大于门限电压VS才认为此时数据记录仪与读数台之间接触不好，并通过显示电路指示目前的接触状态。显示电路可以由LED、显示屏或其他显示部件构成，能够指示数据记录仪的接触状态是良好还是没接触好。

结合附图4，数据记录仪内部增加电路E，读数台内部增加电路F。当触点1、2和数据记录仪没有接触且RS485空闲时，读数台内RS485+信号与RS485-信号的电压差VDIFF为0。当触点1、2和数据记录仪良好接触且RS485空闲时，读数台内RS485+信号与RS485-信号的电压差为VDIFF0。

读数台内电路G作用为采集RS485信号线压差。运算放大器1、2构成射极跟随器电路，利用运放的输入高阻抗特性，使得采样电路不会对正常通信造成影响。运算放大器3构成电路输出RS485+信号与RS485-信号的电压差V0。经ADC（模拟数字转换器）采样V0获得的值传送给处理单元进行比较。

设定一个介于0和VDIFF0门限电压为VS。

在本方案中，判定RS485通信触点接触正常的条件为：RS485通信线空闲时采样电路G的测量电压值V0高于门限电压VS。

处理单元连续采集多次V0，只有当每一次V0都小于门限电压VS才认为此时数据记录仪与读数台之间接触不好，并通过显示电路指示目前的接触状态。显示电路可以由LED、显示屏或其他显示部件构成，能够指示数据记录仪的接触状态是良好还是没接触好。

结合附图5、6和7，电路E，电路F还有其他不同的实现方式，包括但不限于下面三种组合：

第三种：

电路E：包括串联的R1、R2和R3，RS485信号线的正极连接在R1与R2之间，RS485信号线的负极连接在R2与R3之间，R1与电源连接，R3接地；

电路F：包括串联的R4、R5和R6，RS485信号线的正极连接在R4与R5之间，RS485信号线的负极连接在R5与R6之间，R1与电源连接，R3接地。

第四种：

电路E：包括R2，R2的两端分别连接在RS485的两个信号线之间；

电路F：包括串联的R4、R5和R6，RS485信号线的正极连接在R4与R5之间，RS485信号线的负极连接在R5与R6之间，R1与电源连接，R3接地。

第五种：

电路E：包括串联的R1、R2和R3，RS485信号线的正极连接在R1与R2之间，RS485信号线的负极连接在R2与R3之间，R1与电源连接，R3接地；

电路F：包括R5，R5的两端分别连接在RS485的两个信号线之间。

所有这些组合本质上都是通过电路F设计产生一个RS485空闲时信号线间的电压V1，当数据记录仪和读数台接触时，电路E和电路F联合产生一个不同的RS485空闲时信号线间的电压V2。设置一个处于V1、V2之间的门限电压VS。

当V1>VS>V2时，处理单元连续采集多次V0，只有当每一次V0都大于门限电压VS才认为此时数据记录仪与读数台之间接触不好,反之则说明接触良好。

当V1<VS<V2时，处理单元连续采集多次V0，只有当每一次V0都小于门限电压VS才认为此时数据记录仪与读数台之间接触不好,反之则说明接触良好。

结合附图3和8，电路G的作用是将RS485+信号与RS485-信号的电压差转为为处理单元可以进行分析的数值。电路G的其他实现形式包括但不限于如下方式：

所述电路G包括第一运算放大器6、第二运算放大器7和第三运算放大器8，所述第一运算放大器与RS485信号线的正极连接，所述第二运算放大器与RS485信号线的负极连接，所述第一运算放大器的输出端与第三运算放大器的同相输入端连接，所述第二运算放大器的输出端与第三运算放大器的反向输入端连接，所述第三运算放大器的输出端连接有A/D转换模块，所述A/D转换模块与读数台内的处理单元电连接。

所述电路G为差分放大器，所述差分放大器连接有A/D转换模块，所述A/D转换模块与读数台内的处理单元电连接。

所述电路G还可以为差分模数转换电路。

其中，本实用新型的处理单元和显示电路属于现有技术产品，本领域的技术人员都明白和理解，在此不再赘述。