用于流量积算装置的前端柔性测量电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及流量积算装置测量技术，具体是用于流量积算装置的前端柔性测量电路。
【背景技术】
[0002]在流量测量中，很多场合下不仅需要测量当地状态下的瞬时流量和累积流量，而且还要测量标准状态下的瞬时流量和累积流量。传统的流量计只能计量当地状态下的流量，而要实现标准状态下的流量计量则很困难。一般是根据测得的当地状态下的流量，通过人工换算而求得标准状态下的流量，工作量大，精度低。而自动补偿流量积算控制仪，适用于各种液体、蒸汽、天然气、一般气体等的测量，实现各种状态下的流量计量。一般仪表不具有多种输入信号功能。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种用于流量积算装置的前端柔性测量电路，该电路可以采集多个不同的信号，可以根据信号选则对应的工作模式，形成一个装置测定多个不同状态下的信号采集。
[0004]本实用新型的目的主要通过以下技术方案实现:用于流量积算装置的前端柔性测量电路，包括单8通道数字控制模拟开关Ul和电压增益小外形宽带反相DC放大器U2，其中单8通道数字控制模拟开关Ul的输出端X与电压增益小外形宽带反相DC放大器U2的输入端9连接，单8通道数字控制模拟开关Ul的选通端口 X4通过电阻R7连接有信号输入端Tl，单8通道数字控制模拟开关Ul的选通端口 X5通过电阻R8连接有信号输入端T2，单8通道数字控制模拟开关Ul的选通端口 X6通过电阻R9连接有信号输入端T3，单8通道数字控制模拟开关Ul的片选输入端INH通过电阻RlI连接有信号输入端T5，单8通道数字控制模拟开关Ul的片选输入端INH还连接有信号输入端T4，单8通道数字控制模拟开关Ul的片选输入端INH同时还接地；电阻R9与选通端口 X6之间的连接点还连接有接地的电阻R10，选通端口 X6还连接有极性电容C6，极性电容C6的正极与选通端口 X6连接，极性电容C6的负极接地；选通端口 X5还连接有极性电容C5，极性电容C5的正极与选通端口 X5连接，极性电容C5的负极接地；电阻R8与信号输入端T2之间的连接点还连接有串联的电阻R6、电阻Rl，电阻Rl连接有信号电压端VCC，电阻R6与电阻Rl之间的连接点还连接有基准信号端REF，信号输入端Tl与电阻R7之间的连接点还连接有二极管D1，二极管Dl的阴极接地，选通端口 X4连接有极性电容C4，极性电容C4的正极与选通端口 X4连接，极性电容C4的负极接地，其中电阻R7与二极管DI之间的连接点还连接有电阻R4和电阻R5，电阻R4和电阻R5都与基准信号端REF连接。
[0005]电阻Rl与基准信号端REF之间的连线上还连接有可调节精密并联稳压器TL431，即稳压二极管TL431。
[0006]单8通道数字控制模拟开关Ul的端口 C连接有电源VCC，电压增益小外形宽带反相DC放大器U2的端口 8与电源VCC连接，电压增益小外形宽带反相DC放大器U2的端口4通过电容C7与电源VCC连接，电压增益小外形宽带反相DC放大器U2的端口 2通过电容C8接地。
[0007]电压增益小外形宽带反相DC放大器U2的型号为LTC6910。
[0008]所述单8通道数字控制模拟开关Ul的型号为SN74LV4051A。
[0009]上述电路的工作原理为:
[0010]前端柔性测量电路主要是由前端信号调理电路、选通电路、电压增益电路三部分组成。选通电路为单8通道数字控制模拟开关Ul，电压增益电路为电压增益小外形宽带反相DC放大器U2，单8通道数字控制模拟开关Ul前设置的信号输入端Tl、信号输入端T2、信号输入端T3、信号输入端T4、信号输入端T5以及与上述信号输入端匹配的电阻和极性电容构成前端信号调理电路。
[0011]电路仅通过五个信号接线端(信号输入端Tl、信号输入端T2、信号输入端T3、信号输入端T4、信号输入端T5)就可以测量各种常用信号，其中信号输入端T4为模拟地。实际使用时用户根据输入信号类型设定输入选择参数。
[0012]为了方便叙述，信号输入端Tl简写为Tl、信号输入端T2简写为T2、信号输入端T3简写为T3、信号输入端T4简写为T4、信号输入端T5简写为T5。选通端口 X4简称为X4、选通端口 X5简称为X5、选通端口 X6简称为X6、选通端口 X7简称为X7。
[0013]本文从以下介绍的输入端输入被测信号。当采集电阻信号时，电阻信号从Tl、T2与T4输入；当采集热电偶信号或mV信号，热电偶信号或mV信号从T2与T4输入；当采集大电压信号，大电压信号从T3与T4输入。当采集标准电流信号，标准电流信号从T5与T4端输入，先通过T5的接地电阻Rll采样电阻把电流信号转化为电压信号，再将T3、T5短路，转化的电压信号最终从T3输入。
[0014]选通电路采用单8通道数字控制模拟开关Ul作模拟信号选择，单8通道数字控制模拟开关Ul有三个二进制通道选择输入端A、B、C和片选输入端INH。电路只用了四路选通，C端接高电平；B端和A端由其他设备的I/O 口控制，可以给其高电平或低电平。其他设备的I/O输出不同控制选通信号(一般为00、01、10、11)分别选择X4、X5、X6及X7不同的选通端口电压信号送到U2的输入端。X4、X5、X6及X7分别对应信号输入端的T1、T2、T3及Τ4。电阻R4、电阻R6完成热电阻热电偶测量的断线检测。
[0015]Ul是一种电压增益小外形宽带反相DC放大器。该PGA通过在G (G2 (ΡΙΝ7)、Gl(ΡΙΝ6)和GO (ΡΙΝ5))脚上的3位数字输入来控制8种电压增益选择(0、1、2、5、10、20、50和100)。当3位二进制数字增加时，电压增益也相应增加，通过MOS模拟开关切换闭环运算放大器的输入电阻器阵列和反馈电阻器阵列中的电阻来实现增益控制。本设计中采用2、20、50、100这四个增益档位，其G脚电平由其他设备的I/O控制。
[0016]所有输入信号转化成电压信号后经单8通道数字控制模拟开关Ul到达电压增益小外形宽带反相DC放大器U2的输入端，其最大值经放大后应小于2.5V，各放大倍数可适应的输入信号范围为:1、放大2倍的信号有:输入信号最大值10mV到0.7V的电压信号；2、放大20倍的信号有:输入信号最大值50mV到10mvV的电压信号；3、放大50倍的信号有:输入信号最大值20mV到50mV的电压信号。4、放大100倍的信号有:输入信号最大值< 20mV的电压信号。对于不同的输入类型信号，转换为电压信号后，就可以按上述的放大倍数进行处理。实际应用本电路时，可以根据A/D模拟输入的要求调换具有合适增益的电压增益小外形宽带反相DC放大器U2。
[0017]本实用新型的优点在于:可以完成多个信号的采集，以一个电路结构就可以采集各种不同类型的信号，以这些信号通过不同的通道选择后，输入到对应的放大增益，最后输出一个稳定的信号，解决了不同信号需要不同采集装置的问题。
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型的电路原理示意图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
[0020]实施例1:
[0021]如图1所示。
[0022]用于流量积算装置的前端柔性测量电路，包括单8通道数字控制模拟开关Ul和电压增益小外形宽带反相DC放大器U2，其中单8通道数字控制模拟开关Ul的输出端X与电压增益小外形宽带反相DC放大器U2的输入端9连接，单8通道数字控制模拟开关Ul的选通端口 X4通过电阻R7连接有信号输入端Tl，单8通道数字控制模拟开关Ul的选通端口X5通过电阻R8连接有信号输入端T2，单8通道数字控制模拟开关Ul的选通端口 X6通过电阻R9连接有信号输入端T3，单8通道数字控制模拟开关Ul的片选输入端INH通过电阻Rll连接有信号输入端T5，单8通道数字控制模拟开关Ul的片选输入端INH还连接有信号输入端T4，单8通道数字控制模拟开关Ul的片选输入端INH同时还接地；电阻R9与选通端口 X6之间的连接点还连接有接地的电阻R10，选通端口 X6还连接有极性电容C6，极性电容C6的正极与选通端口 X6连接，极性电容C6的负极接地；选通端口 X5还连接有极性电容C5