一种建筑构件预应力张拉自动检测多路模拟开关电路的制作方法

本实用新型涉及模拟开关电路，具体涉及一种建筑构件预应力张拉自动检测多路模拟开关电路。

背景技术：

预应力张拉施工是预应力工程的关键控制环节，在役结构的有效预应力事关工程的安全性和耐久性。为了记录准确的预应力值，判断正常场合下的张拉施工情况，同时便于早期发现异常现象，需要对张拉过程进行监控。

现有技术中的系统常常需要测量建筑构件预应力张拉过程中油泵的液压压力及钢索伸长量的位移模拟量检测，国内目前没有配套的电路，且无法排除数字信号对模拟量的干扰，另外，现有技术中在同一系统中为了使电路满足对两种不同模拟量检测的需求，因此常常采用多个模拟开关作为输入采集，然而该种解决方案造成电路的复杂程度高、提高了成本。

技术实现要素：

为解决以上问题，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种建筑构件预应力张拉自动检测多路模拟开关电路，包括采集校正电路，所述采集校正电路包括：液压传感器、位移传感器、和运算放大器，在对输入信号进行采集的同时，对通道进行实时校正，以抑制输入信号处理电路漂移对信号处理的影响，还包括多路模拟开关、信号转换器和光耦隔离器件，所述信号转换器与运算放大器的输出连接，所述信号转换器与多路模拟开关通道选择端口A、B、C之间通过三个光耦隔离器件连接，该光耦隔离器件通过单片机IO口控制通断。

所述信号转换器为电阻。

所述多路模拟开关的型号为CD4051。

所述运算放大器的型号为ICL7650。

有益效果：

本实用新型提供一种建筑构件预应力张拉自动检测多路模拟开关电路，需要测量建筑构件预应力张拉过程中油泵的液压压力及钢索伸长量的位移两路模拟信号，为了防止数字信号对模拟量的干扰，信号输入模块采用了模拟信号与数字信号完全隔离的设计；为了减少电路的复杂程度，降低成本，故此处使用多路模拟开关CD4051作为多路信号选通电路对液压和位移信号作分时输入采集；为了降低成本，减小布局、布线难度，选择了TLP521-4进行光耦隔离；为实现输入信号的精确测量，本系统在实现对传感器输入信号采集的基础上加入校正电路构成信号采集校正电路，在对输入信号进行采集的同时，对通道进行实时校正，以抑制输入信号处理电路漂移对信号处理的影响。

附图说明

图1为多路模拟开关某一路电路图；

图2为多路模拟开关另一路电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明，应当理解，本实用新型并不仅限于以下实施例：

测量系统需要测量液压和位移(张拉伸长量)两路模拟信号，因此为了减少电路的复杂程度，降低成本，故此处使用多路模拟开关CD4051作为多路信号选通电路对液压和位移信号作分时输入采集。

如附图1-2所示，方案中多路模拟开关CD4051为+15V供电，其通道选择端口A、B、C由单片机IO口控制，给A、B、C不同的高低电平可控制不同的输入通道的导通，此处多路模拟开关转换的是采集到的模拟量，为了使模拟量和数字量完全隔离，得到不受干扰的模拟信号，故使用了TLP521光耦隔离器件对控制信号进行隔离，使控制信号不会干扰到CD4051转换的模拟信号，TLP521可分为-1，-2，-4三种类型，其中-1代表仅有一个独立的光耦模块，-2(-4)代表有2(4)个独立的光耦隔离模块集成在一块芯片上。TLP521的作用是使电路前端与后端隔离开来，减少电路干扰，增加电路稳定性。此处因需控制A、B、C三路信号。具体电路如图1-2所示。

因本系统的液压和位移传感器输出量均为电流量(输出范围4-20mA),而CD4051只能对电压进行选通，所以需将传感器输出电流量转换成适当范围的电压量。此外为实现输入信号的精确测量，本系统在实现对传感器输入信号采集的基础上加入校正电路构成信号采集校正电路(如图1-2中ICL7650及外围电路所示)，在对输入信号进行采集的同时，对通道进行实时校正，以抑制输入信号处理电路漂移对信号处理的影响，该信号采集校正电路具体描述如下：

假设信号采集与处理电路为线性电路，其输出(最终的VF转换输出频率)与输入(电流量)间的关系为：F_o＝k×I_i+b，式中：V_o为输出电压；V_i为输入电压；k为电压放大倍数；b为电压偏置量。因此若要确定输出与输入的关系，须求得k和b。k和b求解方法如下：

JK1、JK2断开。流过信号转换器电阻AR3*的电流I_AR3*作为输入信号，由电路可知为已知值；且其对应输出F_o1最终由处理器获取。

b)JK1断开，JK2合上。则此时输入信号为流过信号转换器电阻AR3*的电流I_AR3*与流过信号转换器电阻AR4*的电流之和，即：I_AR3*+I_AR4*＝1.2uA；且其对应输出F_o2最终由处理器获取。

c)由联立，即可求得k、b值。

(2)JK1合上，JK2断开。此时输入信号为传感器测量输出的电流信号I_s和流过信号转换器电阻AR3*的电流I_AR3*之和。又由F_o＝k×I_i+b，此时该式中k、b、F_o均为已知量，所以可求得传感器测量输出电流I_s＝I_i-I_AR3*。

本实用新型提供一种建筑构件预应力张拉自动检测多路模拟开关电路，需要测量建筑构件预应力张拉过程中油泵的液压压力及钢索伸长量的位移两路模拟信号，为了防止数字信号对模拟量的干扰，信号输入模块采用了模拟信号与数字信号完全隔离的设计；为了减少电路的复杂程度，降低成本，故此处使用多路模拟开关CD4051作为多路信号选通电路对液压和位移信号作分时输入采集；为了降低成本，减小布局、布线难度，选择了TLP521-4进行光耦隔离；为实现输入信号的精确测量，本系统在实现对传感器输入信号采集的基础上加入校正电路构成信号采集校正电路，在对输入信号进行采集的同时，对通道进行实时校正，以抑制输入信号处理电路漂移对信号处理的影响。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本领域的技术人应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。