一种自适应变送器电流平均值电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于传感器技术领域，特别设及一种旋转轴平行于水平面的角度传感器及 角度测量方法。
【背景技术】
[0002] 在很多情况下，同一参数测量的结果需要使用多点测量值的平均值。当测量系统 的传感器输入通道数量不够，特别是测量系统在设计之初是使用单个参数测量变送器进行 参数测量与变送，需要增加参数测量变送器的数量，改成使用多点测量值的平均值方案时， 测量系统将面临需要重新设计的情况。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是为多点测量电流值的平均值计算提供一种解决方案，即能够自动 判断计算多个变送器电流的平均值并输出的电路。
[0004] 为了实现上述目的，本发明提供了一种自适应变送器电流平均值电路，由模拟开 关电流平均值单元、输入信号比较单元、逻辑控制单元、电流平均值放大变送单元组成。
[0005] 所述模拟开关电流平均值单元包括多路开关分流支路1-4;所述多路开关分流 支路1 - 4各设有1个电流输入端，多路开关分流支路1 - 4的电流输入端分别输入电流 II- 14 ;所述模拟开关电流平均值单元还设有分流输出端。
[0006] 所述多路开关分流支路1由取样电阻R1、多路开关U1W及分流电阻R11、分流电 阻R12、分流电阻R13、分流电阻R14组成；取样电阻R1串联在输入电流II回路中，其输入 电流II流出端连接至公共地；取样电阻R1的输入电流II流入端设为取样电压输出端VI; 多路开关U1包括有公共端X和4个通道端X0 -X3,通断选择控制端A、B，W及使能控制端 INH;分流电阻R11、分流电阻R12、分流电阻R13、分流电阻R14的一端分别连接至U1的4个 通道端X0 -X3,另外一端并联至分流输出端；U1的公共端X连接至取样电阻R1的输入电 流II流入端。
[0007] 所述多路开关分流支路2由取样电阻R2、多路开关U2W及分流电阻R21、分流电 阻R22、分流电阻R23、分流电阻R24组成；多路开关分流支路3由取样电阻R3、多路开关U3 W及分流电阻R31、分流电阻R32、分流电阻R33、分流电阻R34组成；多路开关分流支路4由 取样电阻R4、多路开关U4W及分流电阻R41、分流电阻R42、分流电阻R43、分流电阻R44组 成；多路开关分流支路2 - 4的结构与多路开关分流支路1相同；所述取样电阻R2的输入 电流12流入端设为取样电压输出端V2 ;所述取样电阻R3的输入电流13流入端设为取样 电压输出端V3 ;所述取样电阻R4的输入电流14流入端设为取样电压输出端V4。
[000引所述多路开关U1 -U4均设有通断选择控制端B、A和使能控制端INH。
[0009] 所述模拟开关电流平均值单元还包括有电阻R0;电阻R0的两端分别连接至分流 输出端和公共地。
[0010] 所述输入信号比较单元由4个比较器CA1-CA4和电位器RW1组成；电位器RW1 的滑动端为比较电压阔值端VREF，比较电压阔值端V服F连接至所有4个比较器CAl - CA4 的负输入端；比较器CA1 - CA4的正输入端分别连接至取样电压VI - V4,输出端输出开关 控制信号SW1 - SW4。
[0011] 所述开关控制信号SW1 - SW4分别连接至多路开关U1 - U4的使能控制端1畑。
[0012] 所述逻辑控制单元为组合逻辑电路，输入是开关控制信号SW1 - SW4,输出多路开 关控制信号S2、S1; 开关控制信号SW1 - SW4与多路开关控制信号S2、S1之间的逻辑关系是：
【主权项】
1. 一种自适应变送器电流平均值电路，其特征在于： 由模拟开关电流平均值单元、输入信号比较单元、逻辑控制单元、电流平均值放大变送 单元组成； 所述模拟开关电流平均值单元包括多路开关分流支路1 一 4 ;所述多路开关分流支路 1 一 4各设有1个电流输入端，多路开关分流支路1 一 4的电流输入端分别输入电流Il 一 14 ;所述模拟开关电流平均值单元还设有分流输出端； 所述多路开关分流支路1由取样电阻R1、多路开关Ul以及分流电阻R11、分流电阻 Rl2、分流电阻Rl3、分流电阻R14组成；取样电阻Rl串联在输入电流11回路中，其输入电流 Il流出端连接至公共地；取样电阻Rl的输入电流Il流入端设为取样电压输出端Vl ;多路 开关Ul包括有公共端X和4个通道端XO - X3,通断选择控制端A、B，以及使能控制端INH ; 分流电阻R11、分流电阻R12、分流电阻R13、分流电阻R14的一端分别连接至Ul的4个通道 端XO - X3,另外一端并联至分流输出端；Ul的公共端X连接至取样电阻Rl的输入电流Il 流入端； 所述多路开关分流支路2由取样电阻R2、多路开关U2以及分流电阻R21、分流电阻 R22、分流电阻R23、分流电阻R24组成；多路开关分流支路3由取样电阻R3、多路开关U3以 及分流电阻R31、分流电阻R32、分流电阻R33、分流电阻R34组成；多路开关分流支路4由 取样电阻R 4、多路开关U4以及分流电阻R41、分流电阻R42、分流电阻R43、分流电阻R44组 成；多路开关分流支路2 - 4的结构与多路开关分流支路1相同；所述取样电阻R2的输入 电流12流入端设为取样电压输出端V2 ;所述取样电阻R3的输入电流13流入端设为取样 电压输出端V3 ;所述取样电阻R4的输入电流14流入端设为取样电压输出端V4 ; 所述多路开关Ul - U4均设有通断选择控制端B、A和使能控制端INH ; 所述模拟开关电流平均值单元还包括有电阻RO ;电阻RO的两端分别连接至分流输出 端和公共地； 所述输入信号比较单元由4个比较器CAl - CA4和电位器RWl组成；电位器RWl的滑 动端为比较电压阈值端VREF，比较电压阈值端VREF连接至所有4个比较器CAl - CA4的负 输入端；比较器CAl - CA4的正输入端分别连接至取样电压Vl - V4,输出端输出开关控制 信号 SWl - SW4 ; 所述开关控制信号SWl - SW4分别连接至多路开关Ul - U4的使能控制端INH ; 所述逻辑控制单元为组合逻辑电路，输入是开关控制信号SWl - SW4,输出多路开关控 制信号S2、S1 ; 开关控制信号SWl - SW4与多路开关控制信号S2、SI之间的逻辑关系是：
所述多路开关Ul - U4的通断选择控制端B并联后连接至多路开关控制信号S2,通断 选择控制端A并联后连接至多路开关控制信号Sl ; 所述电流平均值放大变送单元由电流变送器UOl和三极管VOl、电容COl组成； 所述多路开关分流支路1一 4中各电阻参数为：
所述R为取样电阻的阻值，范围在50 Ω - 200 Ω ;所述左为电流平均值放大变送单元 的电流放大倍数。
2. 如权利要求1所述的自适应变送器电流平均值电路，其特征在于：所述多路开关 Ul - U4均选择多路模拟开关器件⑶4052。
3. 如权利要求1所述的自适应变送器电流平均值电路，其特征在于：所述逻辑控制单 元的逻辑功能采用ROM实现。
4. 如权利要求1所述的自适应变送器电流平均值电路，其特征在于：所述比较器 CAl - CA4 选择 LM339。
5. 如权利要求1所述的自适应变送器电流平均值电路，其特征在于：所述电流变送器 UOl 选择 XTRl 15。
6. 如权利要求5所述的自适应变送器电流平均值电路，其特征在于：所述三极管VOl 的集电极、基极、发射极分别连接至电流变送器UOl的电源端U+、基极端B、发射极端E ;电 容COl的一端连接至电流变送器UOl的电源端U+，另外一端连接至电流变送器UOl的变送 电流输出端Iout ;电流变送器UOl的电流输入端Iin为变送电流输入端，IRET为变送电流 返回端；电流变送器UOl的变送电流输出端Iout和电源端U+共同组成平均值电流变送输 出端IOUT ;电流变送器UOl的变送电流返回端IRET连接至公共地。
【专利摘要】本发明公开的一种自适应变送器电流平均值电路，由模拟开关电流平均值单元、输入信号比较单元、逻辑控制单元、电流平均值放大变送单元组成，设有4个电流输入端，1个平均值电流变送输出端，能够自动判别各电流输入端的输入电流是否输入并有效，将有效的输入端电流平均值计算出来，并从平均值电流变送输出端输出。所述电路可以用在需要计算多个变送器电流的平均值并输出的场合。
【IPC分类】G01R19-00
【公开号】CN104749414
【申请号】CN201510001157
【发明人】凌云, 孔玲爽, 袁川来, 李勇, 罗树英
【申请人】湖南工业大学
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年1月5日