一种直流电信号检测的方法及检测电路与流程

本发明涉及电子技术领域，具体涉及一种直流电信号检测的方法及检测电路。

背景技术：

在直流用电领域，电压和电流检测是一项必备功能，是判断系统工作状态的信息来源，从而对系统整体进行控制，实现系统的正常工作。

当前，针对直流电压/电流信号的检测方法，业内有专用的电压/电流检测芯片，其性能稳定可靠，且不同型号芯片的输出精度灵活可调。但是相对于拥有同等信号检测精度的替代电路，如集成运放等，其成本较高，市场竞争力差。集成运放是具有高放大倍数的集成电路，因其兼具高性能和低价位而被广泛用于模拟信号的处理和产生电路。它可以实现电压信号的比例运算，在电压检测领域内，能够将输入的电压信号调整至可以进行检测的范围内。

然而目前在电压检测领域中，由集成运放组成的比例运算电路是单级比例运算电路，由这种单级比例运算电路组成的电压检测电路，电压调整效果有限，滤波能力较差，并且不具备阈值判断能力。

技术实现要素：

本申请实施例提供一种直流电信号检测的方法及检测电路，能够使得不同信号幅值的直流电压/电流信号均能通过多级比例运算电路从而对其进行准确的调整，满足检测设备精确检测的条件，与此同时，还可提供阈值判断机制及滤波电路，从而对电路中的过压及过流实现保护控制，增强电路中直流信号的纯净程度。

有鉴于此，本申请第一方面提供一种直流电信号检测的方法，该方法应用于检测电路，该检测电路包括信号输入模块、信号转化模块、n级比例运算电路模块和信号输出模块，该方法包括：信号输入模块，用于接收原始电信号；信号转化模块，用于将原始电信号转化为初始电压信号；n级比例运算电路模块，用于将初始电压信号调整为目标电压信号，目标电压信号满足目标检测设备的检测条件，其中n为大于1的自然数；信号输出模块，用于将目标电压信号输出至目标检测设备进行检测。由以上第一方面可见，不同信号幅值的直流电压或电流信号均能通过多级比例运算电路进行准确的调整，从而满足检测设备精确检测的条件。

可选地，结合上述第一方面，在第一种可能的实现方式中，n级比例运算电路模块由集成运放组成，包括n个级别的比例运算电路，该比例运算电路包括同相比例运算电路或反相比例运算电路，n级比例运算电路模块的级数n由原始电信号、目标检测设备和集成运放共同决定。由以上第一方面第一种可能的实现方式可见，n级比例运算电路模块的能够根据不用实际需求进行灵活设计，保证了信号幅值的调整功能。

可选地，结合上述第一方面第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，该检测电路还包括阈值判断模块，因此该方法还包括：阈值判断模块，由比较器组成，用于将第x级电压信号与预设阈值电压进行比较以得到判断信号,该第x级电压信号是初始电压信号经过第x级比例运算电路后得到的，x大于0且不大于n，是根据n级比例运算电路模块中各个级别的运算结果确定的；对应地，信号输出模块，还用于输出该判断信号，该判断信号用于对第x级电压信号执行过压保护。由以上第一方面第二种可能的实现方式可见，通过加入阈值判断模块，实现了对电路中的过压或者过流的保护。

可选地，结合上述第一方面第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，判断信号包括高电平信号或低电平信号，高电平信号表示第x级电压信号高于预设阈值电压，低电平信号表示第x级电压信号低于预设阈值电压。

可选地，结合上述第一方面第一种至第三种中任意一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，n个级别的比例运算电路之间还包括第一滤波电路，该第一滤波电路用于滤除杂波，保证目标电压信号的纯净。由以上第一方面第四种可能的实现方式可见，滤波电路的加入，增强了系统中直流电信号的纯净程度。

可选地，结合上述第一方面第二种和第三种中任意一种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，n级比例运算电路模块与阈值判断模块之间还包括第二滤波电路，该第二滤波电路用于滤除杂波，保证目标电压信号的纯净。由以上第一方面第五种可能的实现方式可见，滤波电路的加入，增强了阈值判断机制所判断的直流电信号的纯净程度。

可选地，结合上述第一方面、第一方面第一种至第三种中任意一种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，原始电信号包括电压信号或电流信号，当原始电信号为电压信号时，电压信号与初始电压信号相同，当原始电信号为电流信号时，电流信号与初始电压信号相对应。

可选地，结合上述第一方面、第一方面第一种至第三种中任意一种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，信号转化模块由m块电阻组成，所m为大于0的自然数。由以上第一方面第七种可能的实现方式可见，信号转化模块中电阻的设计实保证了输入信号为直流电压或直流电流形式的兼容设计。

本申请第二方面提供一种直流电信号转换装置，该直流电信号转换装置由m块电阻组成，直流电压信号经过该m块电阻后保持不变，直流电流信号经过该m块电阻后转变为对应的直流电压信号，该直流电信号转换装置连接地线。

本申请第三方面提供一种检测设备，用于检测直流电信号，该检测设备包括检测电路，该检测电路用于执行上述第一方面或第一方面任意一种可能实现方式的直流电信号检测的方法。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

本申请实施例中，不同信号幅值的直流电压或电流信号均能通过多级比例运算电路进行准确的调整，从而满足检测设备精确检测的条件。

附图说明

图1是本申请实施例中直流电信号检测方法的一实施例示意图；

图2是本申请实施例中直流电信号检测方法的另一实施例示意图；

图3是本申请实施例中直流电信号检测方法的另一实施例示意图；

图4是本申请实施例中直流电信号检测方法的另一实施例示意图；

图5是本申请实施例中直流电信号检测方法的另一实施例示意图；

图6是本申请实施例中直流电信号转换装置的一个实施例。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的实施例进行描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。本领域普通技术人员可知，随着技术的发展和新应用场景的出现，本发明实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。

本申请实施例提供一种直流电信号检测的方法及检测电路，能够使得不同信号幅值的直流电压/电流信号均能通过多级比例运算电路从而对其进行准确的调整，满足检测设备精确检测的条件，与此同时，还可提供阈值判断机制及滤波电路，从而对电路中的过压及过流实现保护控制，增强电路中直流信号的纯净程度。以下分别进行说明。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或模块的过程、方法、装置或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或模块，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。在本申请中出现的对步骤进行的命名或者编号，并不意味着必须按照命名或者编号所指示的时间/逻辑先后顺序执行方法流程中的步骤，已经命名或者编号的流程步骤可以根据要实现的技术目的变更执行次序，只要能达到相同或者相类似的技术效果即可。本申请中所出现的模块的划分，是一种逻辑上的划分，实际应用中实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块可以结合成或集成在另一个系统中，或一些特征可以忽略，或不执行，另外，所显示的或讨论的相互之间的耦合或直接耦合可以是通过一些接口，模块之间的间接耦合可以是电性或其他类似的形式，本申请中均不作限定。并且，作为分离部件说明的模块或子模块可以是也可以不是物理上的分离，可以是也可以不是物理模块，或者可以分布到多个电路模块中，可以根据实际的需要选择其中的部分或全部模块来实现本申请方案的目的。

图1为本申请实施例中直流电信号检测方法的一实施例示意图。

如图1所示，本申请实施例直流电信号检测的方法应用于检测电路，该检测电路包括信号输入模块101、信号转化模块102、n级比例运算电路模块103和信号输出模块104，该方法包括：

信号输入模块101，用于接收原始电信号；

信号转化模块102，用于将信号输入模块接收的原始电信号转化为初始电压信号；

n级比例运算电路模块103，用于将信号转化模块102转化的初始电压信号调整为目标电压信号，该目标电压信号满足目标检测设备的检测条件，n为大于1的自然数；

信号输出模块104，用于将n级比例运算电路模块103调整的目标电压信号输出至目标检测设备进行检测。

本实施例中，不同信号幅值的直流电压或直流电流信号均能通过多级比例运算电路从而对其进行准确的调整，满足检测设备精确检测的条件。

图2为本申请实施例中直流电信号检测方法的另一实施例示意图。

如图2所示，本申请实施例直流电信号检测的方法应用于检测电路，该检测电路包括信号输入模块201、信号转化模块202、n级比例运算电路模块203、阈值判断模块204和信号输出模块205，该方法包括：

信号输入模块201，用于接收原始电信号。

本实施例中，信号输入模块201所接收的原始电信号可以是直流电压信号，也可以是直流电流信号，且信号幅值的大小程度在此处不做限定。

信号转化模块202，用于将信号输入模块接收的原始电信号转化为初始电压信号。

本实施例中，信号转化模块202是由若干块电阻组成的电路，使得当信号输入模块201输入的原始电信号为直流电压信号时，经过该若干块电阻组成的电路，直流电压信号保持不变，而当原始信号为直流电流信号时，经过该若干块电阻组成的电路，直流电流信号将转换成对应的直流电压的形式，从而保证了输入信号为直流电压形式或直流电流形式的兼容设计。需要说明的是，在实际应用中，该若干块电阻组成的电路需要根据原始电信号及实际需求进行相应的设计，所使用的若干块电阻可以具有相同或者不相同的参数及性质，设计可具备多样性，具体此处不做限定。

n级比例运算电路模块203，用于将信号转化模块202转化的初始电压信号调整为目标电压信号，该目标电压信号满足目标检测设备的检测条件，n为大于1的自然数。

本实施例中，n级比例运算电路模块203包括n个级别的比例运算电路，均由集成运放组成，可以根据实际应用需求设计成同相比例运算电路或反相比例运算电路。n级比例运算电路模块203的级数根据原始电信号区间范围、目标检测设备的测量区间、以及集成运放的各元器件参数配比决定。n级比例运算电路模块203中n个级别的比例运算电路，能够将初始电压信号依次经过各个级别的比例运算电路进行电压信号的调整，依次为：第一级比例运算电路2031，…，第x级比例运算电路203x，…，第n级比例运算电路，其中x和n为大于1的自然数，且x不大于n。

其中，第一级比例运算电路2031，用于将信号转化模块202转化的初始电压信号调整为一级电压信号；第x级比例运算电路204，用于将上一级别的比例运算电路转化的电压信号调整为x级电压信号；第n级比例运算电路203n，用于将第上一级比例运算电路转化的电压信号调整为最终的满足目标检测设备检测条件的目标电压信号。例如，当根据原始电信号的信号范围和目标检测设备以及各电路元器件参数配比所构成的比例运算电路的运算能力，确定只需采用两个比例运算级时，检测电路中将包含一级和二级比例运算电路，初始电压信号经过第一级和第二级比例运算电路调整后，输出的电压信号即可满足目标检测设备精准检测的条件。

可以理解的是，在实际应用中，根据原始电信号的信号范围和目标检测设备以及各电路元器件参数配比所构成的比例运算电路的运算能力，还可能需要三个级别乃至更多个级别的比例运算电路，具体此处不做限定。

阈值判断模块204，用于将第x级比例运算电路203x转化的x级电压信号与预设阈值电压进行比较以得到判断信号。

本实施例中，阈值判断模块204由比较器组成，需要根据不同级别比例运算电路的运算能力确定其所处的位置。判断信号包括高电平信号或低电平信号。当阈值判断模块204判断第x级比例运算电路调整后的x级电压信号时，若x级电压信号低于预设阈值电压时，阈值判断模块204输出判断信号为低电平信号，当x级电压信号高于预设阈值电压时，阈值判断模块204输出判断信号为高电平信号，主控设备根据判断信号将对电路中的过压或过流实现保护。

信号输出模块205，用于将第n级比例运算电路203n调整的目标电压信号输出至目标检测设备进行检测。

本实施例中，经过n级比例运算电路调整后的目标电压信号符合目标检测设备的检测电压区间，能够实现精准的测量。

本实施例中，不同信号幅值的直流电压或电流信号均能经过多级比例运算电路的准确调整，满足检测设备精确检测的条件，与此同时，还提供了阈值判断机制，从而对电路中的过压或过流实现保护控制。

图3是本申请实施例中直流电信号检测方法的另一实施例示意图。

如图3所示，本申请实施例直流电信号检测的方法应用于检测电路，该检测电路包括信号输入模块301、信号转化模块302、第一级比例运算电路303、第一滤波电路304、第二级比例运算电路305、阈值判断模块306、第三级比例运算电路307和信号输出模块308，该方法包括：

信号输入模块301，用于接收原始电信号。

本实施例中的信号输入模块301可参阅图2中的信号输入模块201进行理解，此处不再赘述。

信号转化模块302，用于将信号输入模块接收的原始电信号转化为初始电压信号。

本实施例中的信号转化模块302可参阅图2中的信号转化模块202进行理解，此处不再赘述。

第一级比例运算电路303，用于将信号转化模块302转化的初始电压信号调整为一级电压信号。

本实施例包含三个级别的比例运算电路，是根据原始电信号区间范围、目标检测设备的测量区间、以及集成运放的各元器件参数配比决定的。具体请参阅图2中的n级比例运算电路模块203进行理解，此处不再赘述。

第一滤波电路304，用于滤除第一级比例运算电路303调整的一级电压信号中的杂波，保证一级电压信号的纯净。

本实施例中，在第一比例运算电路303和第二比例运算电路305之间加入了第一滤波电路，第一滤波电路用于滤除杂波，保证一级电压信号的纯净。

需要说明的是，第一滤波电路也可以处于第二级比例运算电路和第三级比例运算电路之间，在实际应用过程中，当比例电路的级数更多时，还可以根据实际需求在各级比例运算电路之间适当的加入若干第一滤波电路，从而滤除杂波以保证电路中直流电信号的纯净程度。

第二级比例运算电路305，用于将第一滤波电路304纯净后的一级电压信号调整为二级电压信号。

本实施例中，第二级比例运算电路305可参阅图2中的n级比例运算电路模块203进行理解，此处不再赘述。

阈值判断模块306，用于将第二级电压信号与预设阈值电压进行比较以得到判断信号。

本实施例中，阈值判断模块306可参阅图2中的阈值判断模块204进行理解，此处不再赘述。

第三级比例运算电路307，用于将第二级比例运算电路305转化的二级电压信号调整为目标电压信号。

本实施例中，第三级比例运算电路307可参阅图2中的n级比例运算电路模块203进行理解，此处不再赘述。

信号输出模块308，用于将第三级比例运算电路307调整的目标电压信号输出至目标检测设备进行检测。

本实施例中，信号输出模块308可参阅图2中的信号输出模块205进行理解，此处不再赘述。

本实施例中，，不同信号幅值的直流电压或电流信号均能经过多级比例运算电路的准确调整，满足检测设备精确检测的条件，与此同时，还提供了阈值判断机制，从而对电路中的过压或过流实现保护控制，滤波电路的加入，增强了电路中直流电信号的纯净程度。

图4是本申请实施例中直流电信号检测方法的另一实施例示意图。

如图4所示，本申请实施例直流电信号检测的方法应用于检测电路，该检测电路包括信号输入模块401、信号转化模块402、第一级比例运算电路403、第二级比例运算电路404、第三级比例运算电路405、第二滤波电路406、阈值判断模块407、和信号输出模块408，该方法包括：

信号输入模块401，用于接收原始电信号。

本实施例中的信号输入模块401可参阅图2中的信号输入模块201进行理解，此处不再赘述。

信号转化模块402，用于将信号输入模块接收的原始电信号转化为初始电压信号。

本实施例中的信号转化模块402可参阅图2中的信号转化模块202进行理解，此处不再赘述。

第一级比例运算电路403，用于将信号转化模块402转化的初始电压信号调整为一级电压信号。

本实施例包含三个级别的比例运算电路，是根据原始电信号区间范围、目标检测设备的测量区间、以及集成运放的各元器件参数配比决定的。具体请参阅图2中的n级比例运算电路模块203进行理解，此处不再赘述。

第二级比例运算电路404，用于将第一级比例运算电路403调整后的一级电压信号调整为二级电压信号。

本实施例中，第二级比例运算电路404可参阅图3中的第二级比例运算电路305进行理解，此处不再赘述。

第三级比例运算电路405，用于将第二级比例运算电路404转化的二级电压信号调整为目标电压信号。

本实施例中，第三级比例运算电路405可参阅图2中的n级比例运算电路模块203进行理解，此处不再赘述。

第二滤波电路406，用于滤除第三级比例运算电路405调整的目标电压信号中的杂波，保证阈值判断模块407所需要进行判断的目标电压信号的纯净。

阈值判断模块407，用于将目标电压信号与预设阈值电压进行比较以得到判断信号。

本实施例中，阈值判断模块407可参阅图2中的阈值判断模块204进行理解，此处不再赘述。

信号输出模块408，用于将第三级比例运算电路405调整的目标电压信号输出至目标检测设备进行检测。

本实施例中，信号输出模块408可参阅图2中的信号输出模块205进行理解，此处不再赘述。

本实施例中，不同信号幅值的直流电压或电流信号均能经过多级比例运算电路的准确调整，满足检测设备精确检测的条件，与此同时，还提供了阈值判断机制，从而对电路中的过压或过流实现保护控制，滤波电路的加入，增强了阈值判断机制所判断的直流电信号的纯净程度。

图5是本申请实施例中直流电信号检测方法的另一实施例示意图。

如图5所示，本申请实施例直流电信号检测的方法应用于检测电路，该检测电路包括信号输入模块501、信号转化模块502、第一级比例运算电路503、第一滤波电路504、第二级比例运算电路505、第二滤波电路506、阈值判断模块507、第三级比例运算电路508和信号输出模块509，该方法包括：

信号输入模块501，用于接收原始电信号。

本实施例中的信号输入模块501可参阅图2中的信号输入模块201进行理解，此处不再赘述。

信号转化模块502，用于将信号输入模块接收的原始电信号转化为初始电压信号。

本实施例中的信号转化模块502可参阅图2中的信号转化模块202进行理解，此处不再赘述。

第一级比例运算电路503，用于将信号转化模块502转化的初始电压信号调整为一级电压信号。

本实施例包含三个级别的比例运算电路，是根据原始电信号区间范围、目标检测设备的测量区间、以及集成运放的各元器件参数配比决定的。具体请参阅图2中的n级比例运算电路模块203进行理解，此处不再赘述。

第一滤波电路504，用于滤除第一级比例运算电路503调整的一级电压信号中的杂波，保证一级电压信号的纯净。

本实施例中，第一滤波电路504可参阅图3中的第一滤波电路304进行理解，此处不再赘述。

第二级比例运算电路505，用于将第一滤波电路504纯净后的一级电压信号调整为二级电压信号。

本实施例中，第二级比例运算电路505可参阅图3中的第二级比例运算电路305进行理解，此处不再赘述。

第二滤波电路506，用于滤除第二级比例运算电路505调整的二级电压信号中的杂波，保证阈值判断模块507所需要进行判断的二级电压信号的纯净。

阈值判断模块507，用于将第二级电压信号与预设阈值电压进行比较以得到判断信号。

本实施例中，阈值判断模块507可参阅图2中的阈值判断模块204进行理解，此处不再赘述。

第三级比例运算电路508，用于将第二级比例运算电路505转化的二级电压信号调整为目标电压信号。

本实施例中，第三级比例运算电路508可参阅图2中的n级比例运算电路模块203进行理解，此处不再赘述。

信号输出模块509，用于将第三级比例运算电路508调整的目标电压信号输出至目标检测设备进行检测。

本实施例中，信号输出模块509可参阅图2中的信号输出模块205进行理解，此处不再赘述。

本实施例中，不同信号幅值的直流电压或电流信号均能经过多级比例运算电路的准确调整，满足检测设备精确检测的条件，与此同时，还提供了阈值判断机制，从而对电路中的过压或过流实现保护控制，滤波电路的加入，增强了电路中直流电信号的纯净程度。

以上是对本申请实施例中直流电信号检测的方法的介绍，接下来将对本申请实施例中直流电信号转换的装置进行介绍，请参阅图6。

图6是本申请实施例中直流电信号转换装置的一个实施例。

如图6所示，本申请实施例中，该电信号转换装置由三个电阻r1、r2、r3并联构成，输入端在并联电阻的一端，可以接收直流电压信号或直流电流信号的输入，输出端在并联电阻的另一端，输出信号为直流电压信号。输出信号端接地线。

本申请实施中，通过该并联电阻，保证了输入信号为直流电压形式或是直流电流形式的兼容设计，当输入信号为直流电压信号时，该并联电阻不改变原直流输入信号，当输入信号为直流电流信号时，该并联电阻将原直流电流信号转化成为对应的直流电压信号。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：rom、ram、磁盘或光盘等。

以上对本发明实施例所提供的一种直流电信号检测的方法以及检测电路进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，凡在本发明的精神原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。