一种用于电阻式传感器的信号优化系统的制作方法

本发明涉及电气控制领域，尤其涉及一种用于电阻式传感器的信号优化系统。

背景技术：

1、当代社会，经济飞速发展，工业化水平日益提高，电气控制技术也在工业生产中广泛应用起来。电气控制技术一种用来实现生产自动化的控制技术。传统的电气控制技术是由接触器和继电器等电器元件组成，结构简单易于实现，经济成本低。随着工业化的不断发展，电气控制技术必将在工业生产中发挥越来越重要的作用，随着科学的进步，更为先进的控制理念控制技术以及控制算法的应用必将促进电气技术的发展。

2、下面是检索到的相关用于电阻式传感器的信号优化系统的文献：

3、专利1：固体声敏感式加速度传感器的校准方法和系统及其测量信号的校正方法；申请号：202210112226.5；申请日：2022-01-29；申请人：罗伯特·博世有限公司；摘要：本发明涉及一种用于借助至少一个麦克风来校准固体声敏感式加速度传感器的方法。为此，将所述加速度传感器布置在用户身体上的符合规定的位置中。此外还检测至少一个加速度传感器信号和至少一个麦克风信号，其中，所述至少一个加速度传感器信号和所述至少一个麦克风信号同步并且是通过用户发声所引起的。对加速度传感器信号执行频率分析并对麦克风信号执行频率分析。基于对加速度传感器信号和对麦克风信号的频率分析来求取与频率相关的用于校正加速度传感器的传递功能的校正函数。

4、专利2：一种电阻式传感器信号的处理方法和装置；申请号：201610412283.x；申请日：2016-06-13；申请人：潍柴动力股份有限公司；摘要：本发明涉及电阻式传感器信号的处理方法和装置，包括：电源模块、上拉电阻模块、传感器模块、恒流源模块和控制模块；传感器模块的一端接地，另一端分别连接上拉电阻模块的第一端、恒流源模块和控制模块；上拉电阻模块的第二端连接电源模块；控制模块控制恒流源模块为传感器模块提供恒定电流；根据传感器模块两端的第一电压值和恒定电流得到传感器模块的估计电阻值；根据传感器模块的估计电阻值，调整上拉电阻模块的电阻值；根据传感器模块两端的第二电压值、上拉电阻模块的电阻值和电源模块的电源值，得到传感器模块的当前电阻值。本发明提供的技术方案提高了电阻式传感器不同范围电阻值的测量精度。

5、专利3：用于电阻式无线无源应变传感器测量电路的优化设计方法；申请号：201910813693.9；申请日：2019-08-30；申请人：西安电子科技大学；摘要：本发明涉及用于电阻式无线无源应变传感器测量电路的优化设计方法，包括：(1)根据基尔霍夫定律分析电阻式无线无源应变传感器测量电路特性，建立应变传感器电阻值与该电路总输入阻抗的关联关系式；(2)采用多目标优化模型来优化各参量来获得更显著的系统输入阻抗相位信息；(3)采用matlab软件中自带的多目标优化函数gamultiobj来求解步骤(2)中的优化模型，解得设计变量a；(4)根据步骤(3)求得的设计变量a和matlab软件生成的pareto前端图，可得优化过后的不同应变电阻值时系统输入阻抗相位随频率变化关系，并与未优化之前的系统输入阻抗相位随频率变化关系进行对比，且说明采用优化后的参量对系统输入阻抗相位随频率变化关系的改善效果。

6、专利4：中央空调的温度采集装置和冷热量控制系统；申请号：201820977213.3；申请日：2018-06-22；申请人：饶澍、李雪；摘要：本实用新型属于中央空调技术领域，公开了一种中央空调的温度采集装置和冷热量控制系统，温度采集装置包括第一温度探头和第二温度探头，第一温度探头电性连接采集单元和第一通讯单元，第二温度探头电性连接控制单元，控制单元分别电性连接中央空调主机组、电阻模拟器和第二通讯单元，电阻模拟器与第二温度探头相连，第一通讯单元和第二通讯单元通讯连接。冷热量控制系统包括中央空调主机组、循环管路以及温度采集装置，循环管路上设有末端送风装置，每个温区内设有温区探头，温区探头与温度采集装置的控制单元电性连接。控制单元通过电阻模拟器和第二温度探头可形成一个等于第一温度探头实时温度信号的模拟温度信号，用于冷热量控制。

7、由上述文献可以看出，目前市面上的大多数电气控制装置中的上位机在接收到传感器的信号后向原设备输入端发出控制信号这一过程中存在着滞后性，这会导致上位机无法精准的控制设备的运行状态，而一些电气控制装置通过设置串并联，一定程度上实现了上位机对传感器读取信号的主动优化，从而进一步优化对原设备工况的优化，但是，这种结构存在着较大的系统误差，同时，运行稳定性无法得到保证，上述参考文献专利4是我公司上一代的技术，因为采用的是串并联的连接方式，再加上所使用的电阻并非是精密电阻，使得整个系统虽然具备一定的电阻式传感器信号优化功能，但是系统误差较大，结构不够简单，稳定性和实用性都有所欠缺。

技术实现思路

1、本发明的目的是为解决上述问题，提供一种用于电阻式传感器的信号优化系统。

2、所述用于电阻式传感器的信号优化系统，包括：一号传感器、二号传感器、一号联动继电器组、二号联动继电器组、三号联动继电器组、四号联动继电器组、一号转换继电器、一号上位机、二号上位机、精密电阻阵列、稳定电阻、二号转换继电器、一号基准电阻、二号基准电阻、一号原设备输入端和二号原设备输入端；

3、所述一号传感器的“+”与一号联动继电器组的第一中心触点连接，一号传感器的“-”与一号联动继电器组的第二中心触点连接，一号联动继电器组的第一常闭触点与二号联动继电器组的第一常闭触点连接，一号联动继电器组的第二常闭触点与二号联动继电器组的第二常闭触点连接，二号联动继电器组的第一中心触点与一号原设备输入端的“+”连接，二号联动继电器组的第二中心触点与一号原设备输入端的“-”连接，一号联动继电器组的第一常开触点与上位机的"+"连接，一号联动继电器组的第二常开触点与上位机的"-"连接，二号联动继电器组第一常开触点与一号转换继电器第一常闭触点连接，二号联动继电器组第二常开触点与一号转换继电器第二常闭触点连接，二号传感器的“+”与三号联动继电器组的第一中心触点连接，二号传感器的“-”与三号联动继电器组的第二中心触点连接，三号联动继电器组的第一常闭触点与四号联动继电器组的第一常闭触点连接，三号联动继电器组的第二常闭触点与四号联动继电器组的第二常闭触点连接，四号联动继电器组的第一中心触点与二号原设备输入端的“+”连接，四号联动继电器组的第二中心触点与二号原设备输入端的“-”连接，三号联动继电器组的第一常开触点与上位机的"+"连接，三号联动继电器组的第二常开触点与上位机的"-"连接，四号联动继电器组第一常开触点与一号转换继电器第一常开触点连接，四号联动继电器组第二常开触点与一号转换继电器第二常开触点连接，精密电阻阵列由若干不同阻值精密电阻串联组成，且每个精密电阻都并联有一个继电器，一号上位机和二号上位机需要分别管理精密电阻阵列时，精密电阻阵列中的每一个继电器驱动端口与一号上位机或二号上位机电性连接控制每一个继电器释放或吸合，精密电阻阵列的一端与一号转换继电器的第一中心触点连接，精密电阻阵列的另一端与稳定电阻的一端连接，稳定电阻的另一端与二号转换继电器的中心触点连接，二号转换继电器的常闭触点与一号基准电阻的一端连接，二号转换继电器的常闭开触点与二号基准电阻的一端连接，一号基准电阻的另一端分别与二号基准电阻的另一端、一号转换继电器的第二中心触点连接；

4、进一步地，所述稳定电阻、一号基准电阻串联的阻值之和对应一号传感器的最小阻值；

5、进一步地，所述精密电阻阵列、稳定电阻、一号基准电阻串联的阻值之和对应一号传感器的最大阻值；

6、进一步地，所述稳定电阻、二号基准电阻串联的阻值之和对应二号传感器的最小阻值；

7、进一步地，所述精密电阻阵列、稳定电阻、二号基准电阻串联的阻值之和对应二号传感器的最大阻值；

8、进一步地，所述精密电阻阵列中的每一个精密电阻还设有一个反馈单元，反馈单元由电阻阵列继电器第二组常闭、常开、中心触点，高位端、接地端和i/o接口组成，其中高位端和接地端分别与电阻阵列继电器第二组常闭、常开触点触点相接，i/o接口与电阻阵列继电器的第二中心触点相接，i/o接口接入一号上位机或二号上位机，例如：精密电阻阵列中的继电器动作，第二中心触点所接i/o由高电位转为低电位，从而确认继电器动作完成。

9、工作原理：

10、当只有一号传感器工作，二号传感器作为备用传感器时，一号传感器安装在设备上，读取相应的物理量，如果不需要对该模拟信号进行优化修正，则一号传感器直接将模拟信号发送给原设备输入端，如果需要对该模拟信号进行优化修正，则一号传感器会将读取到的模拟信号发送给一号上位机，一号上位机会对接收到的一号传感器模拟信号进行修正优化，然后会根据修正优化后的模拟信号的具体阻值大小向精密电阻阵列发出指令，因为精密电阻阵列中的电阻以串联的形式进行连接，并且每个电阻并联有一个继电器，使得精密电阻阵列中的各继电器进行相应的断开或闭合，即可形成相应的阻值大小，此时，精密电阻阵列的阻值加上稳定电阻的阻值以及一号基准电阻的阻值即为优化修正后的模拟信号，新的模拟信号会通过一号转换继电器发送给原设备输入端，实现主动优化修正，因为精密电阻阵列当中的所有电阻、稳定电阻以及一号基准电阻均采用精密电阻，使得优化修正后的电阻值不会出现误差，实现了精准控制，同时精密电阻阵列通过简单的继电器开合动作，即可实现整个电路的阻值变大或变小，相较于现有的串并联控制电路，结构更加简单可靠，同时由于有备用传感器以及备用电路的存在，进一步保障了整套装置的稳定运行，特别的，精密电阻阵列中每一个电阻的阻值、稳定电阻的阻值以及一号基准电阻的阻值，都需要根据一号传感器所采用的具体型号来通过算法来确定；

11、当一号传感器和二号传感器都工作时，两个传感器可以同时监测设备的同一物理量，进一步提高控制精度，也可以监测不同零部件的不同物理量，实现全方面的动态监测，此时一号传感器和二号传感器的工作原理与单独一个传感器进行工作时的工作原理一致。

12、本发明的显著有益效果是：

13、(1)通过本发明，能够实现对运行中的设备实现动态优化调整，能根据传感器读取到的模拟信号提前进行动作，并向原设备输入端发送优化后的信号，降低了能源损耗，延长了设备的使用寿命。

14、(2)本发明通过采用精密电阻阵列，使得整个电路虽然为串联形式，但是能实现串并联电路的功能，即能增大或减小电路中的电阻值，从而实现了对设备运行状态的优化控制。

15、(3)本发明的电路部分采用串联电路，相较于传统的串并联电路而言，整体结构更加简单稳定，不容易失效，同时精密电阻阵列中的继电器也能发送反馈信号，使得上位机能够检测每个继电器是否正常工作，实现了设备的自检。

16、(4)本发明设置有两组传感器及上位机，使得本发明能够同时检测两个物理量，也可以一个工作一个备用，必要时甚至可以继续加装更多的传感器和上位机，整体使用形式灵活多变，跟符合不同工况的实际需求。

17、(5)本发明的精密电阻阵列中的精密电阻、稳定电阻、基准电阻只需要通过算法替换为不同阻值的电阻，再更换相应的控制逻辑，即可匹配世面上不同类型的传感器，实现对不同物理量的监测，相较于现有的设备，本发明具有更加广阔的市场。