热线风速仪的热线限流保护电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电子测量技术领域，尤其涉及一种热线风速仪的热线限流保护电路。
【背景技术】
[0002]热线风速仪被广泛用于流体流速的测量，其工作原理为将热线置于流体中，通过电路电流加热热线，同时热线与流体又进行热交换，通过加热量和散热量的平衡关系，将流速信号转化为电信号，实现流速的测量。因此热线为热线风速仪测量系统的关键敏感元件，为了提高流速测量的灵敏度，热线风速仪的热线一般采用电阻温度系数相对较大的细径钨丝，细钨丝的热容量小，在使用热线风速仪时若工作电流设置不当或者出现线路连接不当等误操作时，往往会使流经热线的电流超过允许值，导致热线烧断。目前对热线风速仪热线的保护一般是凭借使用者的操作经验，缺少限流保护措施。因此设计一种热线保护电路对热线风速仪热线进行主动的过流保护是非常必要的。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是针对【背景技术】中所涉及到的缺陷，提供一种热线风速仪的热线限流保护电路。
[0004]本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案:
[0005]热线风速仪的热线限流保护电路，包含电流采样电阻、差分信号放大器、比较器、D型触发器、切换及指示电路、限流保护自检切换电路、热线模拟电阻和限流保护管理模块；
[0006]所述电流采样电阻与热线风速仪热线回路串接；
[0007]所述差分信号放大器的两个输入端分别与电流采样电阻的两端相连，输出端与比较器的同相输入端相连；
[0008]所述比较器的反相输入端与限流保护管理模块相连，输出端与D型触发器的触发端相连；
[0009]所述D型触发器的复位端与限流保护管理模块相连，输出端与切换及指示电路的控制端C相连；
[0010]所述切换及指示电路的反馈端S与限流保护管理模块相连，两个切换端口分别与电流采样电阻以及限流保护自检切换电路相连；
[0011]所述限流保护自检切换电路的切换端分别与热线风速仪放大器、热线模拟电阻以及热线相连，控制端与限流保护管理模块相连；
[0012]所述电流采样电阻用于将热线工作电流转化为其两端的电压信号，便于差分信号放大器采集；
[0013]所述差分信号放大器用于对流经电流采样电阻的热线工作电流产生的电位差信号进行放大，得到反映热线工作电流的电压信号，并将其传递给所述比较器；
[0014]所述比较器用于将接收到的反映热线工作电流的电压信号与限流保护管理模块提供的门槛电压进行比较，产生保护信号，并将其传递给所述D型触发器；
[0015]所述D型触发器用于根据接收到的保护信号锁定保护状态，并进一步通过切换及指示电路控制热线回路断开；
[0016]所述切换及指示电路用于在热线工作电流过大时切断热线回路并显示保护状态，同时将热线限流保护电路工作状态反馈给限流保护管理模块；
[0017]所述限流保护自检切换电路用于热线限流保护电路的正常工作状态和自检状态的切换，正常工作状态时将热线风速仪放大器和热线接入热线回路，自检状态时将热线模拟电阻接入热线回路；
[0018]所述限流保护管理模块用于提供比较器的门槛电压、D型触发器的复位信号、限流保护自检切换电路的自检状态切换信号，同时接收切换及指示电路反馈的保护状态信号。
[0019]作为本实用新型热线风速仪的热线限流保护电路进一步的优化方案，所述电流采样电阻采用低阻值的精密电阻。
[0020]作为本实用新型热线风速仪的热线限流保护电路进一步的优化方案，所述切换及指示电路包含继电器驱动器、双刀单掷继电器和限流保护指示电路；
[0021]所述继电器驱动器用于驱动所述双刀单掷继电器的线圈；
[0022]所述双刀单掷继电器的一个触点与热线串接控制热线电流的通断，另一个触点反馈保护状态信号给限流保护管理模块；
[0023]所述限流保护指示电路通过一个带限流保护电阻的发光二极管并联在所述双刀单掷继电器线圈两端实现限流保护状态的指示。
[0024]作为本实用新型热线风速仪的热线限流保护电路进一步的优化方案，所述限流保护自检切换电路包含恒流源和双刀双掷继电器；
[0025]所述双刀双掷继电器的一个触点用于对热线模拟电阻以及热线的切换连接，另一个触点用于对恒流源以及热线风速仪放大器的切换连接:在限流保护电路非自检状态下热线风速仪放大器和热线)接入电路，在限流保护电路自检状态下恒流源和热线模拟电阻接入电路。
[0026]本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果:
[0027]1.通过直接检测热线电流的方法，在其达到一定值以后直接断开热线，电流检测准确，保护及时，能够有效防止热线烧断，实现热线的主动限流保护；
[0028]2.设置了限流保护电路的自检功能，在热线正式投入工作前能确认保护电路的有效性。
【附图说明】
[0029]图1是热线风速仪的热线限流保护电路原理图。
[0030]图中，1-电流采样电阻，2-差分信号放大器，3-比较器，4-D型触发器，5_切换及指示电路，6-限流保护自检切换电路，7-热线模拟电阻，8-和限流保护管理模块。
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明:
[0032]如图1所示，本实用新型公开了一种热线风速仪的热线限流保护电路，包括电流采样电阻1、差分信号放大器2、比较器3、D型触发器4、切换及指示电路5、限流保护自检切换电路6、热线模拟电阻7和限流保护管理模块8。
[0033]保护电路的连接方式为:电流采样电阻I与热线风速仪热线回路串接，差分信号放大器2的两个输入端与电流米样电阻I相连，差分信号放大器2的输出端与比较器3的同相输入端相连，比较器3的反相输入端与限流保护管理模块8相连，比较器3的输出端与D型触发器4的触发端相连，D型触发器4的复位端与限流保护管理模块8相连，D型触发器4的输出端与切换及指示电路5的控制端C相连，切换及指示电路5的反馈端S与限流保护管理模块8相连，切换及指示电路5的两个切换端口分别与电流采样电阻I以及限流保护自检切换电路6相连，限流保护自检切换电路6的切换端分别与热线风速仪放大器9、热线模拟电阻7以及热线10相连，限流保护自检切换电路6的控制端与限流保护管理模块8相连。
[0034]保护电路的工作方式为:电流采样电阻I对热线风速仪热线上的工作电流进行采样，并将其转化成电流采样电阻I两端的电位差，差分信号放大器2对电流采样电阻I两端的电位差进行放大并将放大的信号送到比较器3的同相输入端与限流保护管理模块8在比较器3反相输入端设置的门槛电压进行比较，判断是否过流，比较器3将比较的结果送到D型触发器4的触发端，若热线工作电流超过允许值，则比较器3输出保护信号，保护信号将使D型触发器4触发，D型触发器4将控制切换及指示电路5切断热线回路，同时显示限流保护电路的工作状态并将限流保护电路的工作状态反馈给限流保护管理模块8，D型触发器4 一旦触发将一直锁定触发状态，除非限流保护管理模块8对D型触发器4进行复位，这将保证热线过流时限流保护电路保持在保护状态，此外，限流保护电路设置自检功能，限流保护电路正常工作时热线风速仪放大器9以及热线10接入电路，在限流保护电路自检模式下，恒流源代替热线风速仪9、热线模拟电阻7代替热线10接入电路，限流保护电路自检模式用于检测保护电路是否有效，限流保护自检切换电路6的切换指令由限流保护管理模块8给定。
[0035]所述的电流采样电阻I采用低阻值的精密电阻，其阻值恒定不变，电流采样电阻I串接于热线回路，因此流经电流采样电阻I上的电流即为热线10上的工作电流，又因为电流采样电阻I的阻值恒定不变，则其两端的电位差与热线10上的工作电流成正比，使得差分信号放大器2采样的电位差信号与热线电流成正