专利名称：多功能电动伺服放大器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及伺服放大器领域，具体说明是能和微机控制系统相适配的，以电动操作器和电动伺服放大器融为一体的伺服放大器。
目前所用的电动单元组合仪表，其电动操作器和电动伺服放大器，是两个独立的单元，电动操作器的结构为盘装式，直接装在仪表盘的盘面上，而电动伺服放大器结构为墙挂式，安装在仪表盘的盘后，因此该类产品在微机控制系统中显得不适配，同时仪表体积更显得过大，更为主要缺少的是和微机连接的功能。
本实用新型的目的是提供一种电动操作器与电动伺服放大器一体化，具有阀位信号和控制信号数字显示，且可判别控制信号和阀位信号正、负极性接线是否正确，同时具有能与微机单回路调节器及计算机连接的功能，也实现手动和自动之间的无平衡、无扰动切换，以及具备输入信号和阀位信号限幅保护，有较好可靠性的多功能小型电动伺服放大器。
为完成上述目的所采取的技术方案整机由中央控制部分和功率驱动部分组成，中央控制部分由输入信号转换器、阀位信号转换器、显示切换开关、电平转换、A／D转换、3 1/2 位LED数字显示、比较器、三位开关、联锁开关、驱动转换电路及各种状态指示部件组成。其中精密线绕电阻R1～R2和R3～R4、电容C1、C2、四运放U7－1、U7－2LM324组成输入信号和阀位信号转换器；转换后的信号送入由四运放U7－3LM324、电阻R5～R14、电容C11～C14、C3～C4、可变电阻WX1～WX3及稳压管DW1组成的电平转换部件，转换后的电压信号送入A／D转换器；A／D转换器由规模集成U8ICL7107、电阻R15～R57、电容C26～C29组成，大规模集成电路U8ICL7107直接完成A／D转换译码和LED1～LED4组成的3 1/2 位数字显示；输入信号和阀位信号公用一组数字显示电路，通过三刀双都掷模拟开关U4CM4053B来选择；比较器由四运放U1－1LM324、电阻R15～R18、电容C15～C16组成，去比较输入信号UA和UF的大小；三位开关由四运放U1－2～U1－4LM324和电阻R19R35、电容C17～C20及三极管D1和D2组成，其中U1－2为上限开关、U1－3为反相器、U1－4为下限开关；手动／自动状态控制部分由D型触发器U2MC4013、U3－1～U3－4MC4071和操作键盘以及电阻R36～R46、电容C21～C24、外控强制手动开关K组成；联锁开关由CMOS电路U5MC4053组成，还包括电阻R51～R52；驱动转换部分由集成块U6MC1413和状态输出继电器J1组成。整机所用的直流稳压电源由PW1和PW2、电容C5～C10、电阻R54组成。
本实用新型实施例结合附图加以详细描述。
图1为本实用新型原理框图；图2为本实用新型电路结构图。
根据
图1和图2所示，输入信号和阀位信号转换器分别为精密线绕电阻R1和R2，它的任务是将4～20mA输入和阀位信号分别转换为1～5V电压信号。电平转换电路是将1～5V输入或阀位信号转换为0～1V电压信号送给A／D转换器。A／D转换器U8ICL7107直接完成A／D转换译码和功率驱动的功能，其输出可直接驱动LED整码管，将0－1V直流电压信号转换为0～100％，由LED数码管显示出来。同时输入信号和阀位信号公用一组A／D转换和数字显示，由模拟开关U4MC4053B完成切换选择。MC4053B的一把刀用于显示切换，其A端受操作按钮V／A控制，若按下操作键盘中的V／A开关，U4中的1端将U7－2输出和U7－3输入接通则数字显示电路显示输入信号的大小；若V／A键松开，则U4中的1端将U7－1输出和U7－3输入接道，数字显示电路显示阀位信号的大小。输入信号和阀门信号经显示切换开关送入电平转换之前，先经U7－1、U7－2进行阻抗转换，这样可使电路各部分更加适配。
四运放U1－1、R15～R18、C15～C16构成的比较器，可比较出输入信号UA和阀位信号UF的大小。四运放U1－2、U1－3、U1－4和相应的R19～R35、C17～C20、D1～D2组成三位开关其中U1－2输出为“1”时，U1－4输出为“0”；反之，U1－4输出为“1”时，U1－2输出为“0”。当UA＞UF时，U1－1输出为正，U1－2输出为“1”，U1－4输出为“0”；当UF＞UA时，U1－1输出负，U1－3输出为正，U1－4输出为“1”，U1－2输出为“0”；当UA＝UF时，U1－1输出为“0”，U1－2和U1－4输出均为“0”。
CMOSU2和U3、R36～R44、C21～C24组成手动／自动状态控制电路，结合操作键盘来完成各种状态控制。操作键盘中“手动”按钮M，经U3－2、U3－1和U2的R端相连，当按下“M”钮，则U2的Q端为“0”，“
”为“1”；操作键盘中“自动”按钮A和U2的S端相连，当按下“A”，则U2的Q端为“1”“
”为“0”。外控强制手动信号开关K，经U3－1和U2的R端相连，若K接通，则U2的Q端输出立即变“0”，而使
端输出立即变为“1”，这时无论按下“M”或“A”，都不能改变U2输出状态。C24和R36～R37用于实现开机置位功能，即当电源通时，通过C24和R36～R37，使U2输出有一固定状态，其Q端输出为“0”，Q端输出为“1”。
CMOS三刀双掷模拟开关U4的J1和J2两把刀用于手动／自动状态切换，其控制端B和C受手动／自动状态控制电路U2和U3－3输出控制，若U2的Q端输出为“1”，U3－3输出也为“1”，则为“自动”状态，U4的J1和J2开关使三位开关U1－2和U1－4输出通过；若U2的Q端输出为“0”，U3－3输出也为“0”，则为“手动”状态，U4的J1和J2开关将自动信号关断，而使手动操作信号通过，即为操作键盘中的“手动▲”和手动
信号通过。
由CMOS电路U5MC4053组成的联锁开关，主要防止开和关信号同时为“1”。
驱动转换电路U6用于驱动手动状态显示、自动状态显示、V／A状态显示、手动／自动状态输出和电动执行器的开、关信号的驱动转换，即功率驱动。对于状态输出继电器J1，“自动”时，其常开触点接通，“手动”时，其常开触点断开。
本实用新型由PW1和PW2、电容C5～C10、电阻R54组成±5V，直流稳压电源，即其输入为±12V直流电源，经PW1和PW2转换为±5V直流稳压电源。
根据上述驱动转换部分，在手动状态下，若按下“手动▲”，经手动／自动切换开关U4和联锁开关U5，并经U6功率放大后，则K为“1”，功率驱动器使阀门逐步开大；反之，若按下“手动
”，则经U4、U5并经U6放大后，使G为“1”，功率驱动器使阀门逐步关小。阀位开度信号经U7－1、U4的开关1和U7－3、U8后，由LED数码管用数字方式显示出来。
权利要求1.一种由信号转换电路、比较器、三位开关、电源所组成的多功能电动伺服放大器，其特征在于整机由中央控制部分和功率驱动部分组成，其中中央控制部分a、由精密线绕电阻R1～R4、电容C1、C2和四运放U7-1、U7-2LK324组成的输入信号和阀位信号转换器；b、信号转换后送入由四运放U7-3LK324、电阻R5～R14、电容C11～C14、C3～C4、可变电阻WX1～WX3及稳压管DW1组成的电平转换部件，转换后的电压信号送入A/D转换器；c、A/D转换器由大规模集成块U8ICL7107直接完成A/D转换，其输出直接驱动LED1～LED4组成的31/2位数字显示器；d、输入信号和阀位信号公用一组数字显示电路，则显示切换开关来选择，显示切换开关由三刀双掷模拟开关U4CK40538组成；e、比较器由四运放U1-1LK324、电阻R15～R18、电容C15～C16组成，比较出输入信号UA和UF的大小；f、三位开关由四运放U1-2～U1-4LK324分别为上限、反相器、下限开关，电阻R19～R35、电容C17～C20及二极管D1和D2组成；g、手动/自动状态控制部分由D型触发器U2KC4013、U3-1～U3-4KC4071和操作键盘以及电阻R36～R46、电容C21～C24、外控强制手动开关K组成；h、联锁开关由CKOS电路U5KC4053组成，还包括电阻R51和R52；i、驱动转换部分由集成块U6KC1413和状态输出继电器J1组成。
专利摘要一种能和微机控制系统相适配的并以电动操作器和由电动伺服放大器融为一体的小型伺服放大器，由中央控制和功率驱动两大部分组成，中央控制由输入和阀位信号转换器与显示切换开关、电平转换、A/D转换和数字显示连接，另一路与比较器、三位开关、手动/自动切换和显示切换操作键盘、状态控制电路、联锁开关、驱动转换组成，从而完成阀位信号和控制信号的数字显示和对电动调节阀的控制，且可判别控制信号和阀位信号正、负极性，同时具有与微机连接的功能。
文档编号F16K31/02GK2169009SQ9322567
公开日1994年6月15日 申请日期1993年5月7日 优先权日1993年5月7日
发明者李振建, 陈汉民, 蔡秀良, 于世奇, 陆政华 申请人:福建省福鼎自动化仪表厂