[發明專利]SR1000無紙記錄儀表采樣電路

無效

• 申請號: 201110452769.3
• 申請日: 2011-12-30
• 公開（公告）號: CN102495562A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 鄭陳
• 申請（專利權）人: 上海自動化儀表股份有限公司
• 主分類號: G05B19/04
• 分類號: G05B19/04
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

技術領域

本發明涉及一種采樣電路，特別涉及一種SR1000無紙記錄儀表采樣電路。

背景技術

隨著流程工業中自動化程度的不斷加深，用戶對過程參數的監視、控制的需求不斷加大。無紙記錄儀作為整個過程的數據記錄單元，廣泛應用于電力、冶金、石化、輕紡、食品、醫藥等行業，而無紙記錄儀中的信號采樣電路直接影響到記錄儀的性能。

傳統的信號采樣電路往往針對單獨種類的傳感器專門設計，通用性不高，并且只能實現單一通道的采樣功能。

發明內容

本發明是針對現在傳統的信號采樣電路通用性低，采樣通道單一的問題，提出了一種SR1000無紙記錄儀設計的采樣電路，可以通過單片機控制切換實現同一電路，匹配所有傳感器，并且可拓展到最多三個通道，以此使產品具有不同于同類產品的特性，增加產品競爭力。

本發明的技術方案為：一種SR1000無紙記錄儀表采樣電路，單片機控制三個多通道模擬信號開關對現場的各種信號進行采集，采集后信號送運算放大器，同時單片機控制多通道模擬信號開關調節運算放大器的放大器增益，采集信號通過運算放大器進行信號調理后，送A/D轉換電路進行模數轉換。

所述運算放大器的輸出端接多通道模擬信號開關的輸入，多通道模擬信號開關的輸出接運算放大器的輸入負，調整運算放大器的放大器增益。

所述多通道模擬信號開關選用CD4051芯片。

本發明的有益效果在于：本發明SR1000無紙記錄儀設計的采樣電路，通過價格較低的模擬開關，可方便的對不同類型采樣對像進行信號調理，減少了對價格較高的運算放大器的使用。放大器增益的可控使采樣量程變化度增大，增加了電路通用性，減小了后續電路設計和器件選型的難度。信號調理部分可重復疊加，使電路最多可實現三通道的全輸入信號采樣。

附圖說明

圖1為本發明SR1000無紙記錄儀設計的采樣電路原理框圖；

圖2為本發明SR1000無紙記錄儀設計的采樣電路中多路模擬開關電路圖；

圖3為本發明SR1000無紙記錄儀設計的采樣電路中可控放大增益電路圖；

圖4為本發明SR1000無紙記錄儀設計的采樣電路中A/D轉換電路圖。

具體實施方式

如圖1所示SR1000無紙記錄儀設計的采樣電路原理框圖，單片機5控制三個多通道模擬信號開關1、2、3對現場信號進行采集，采集后信號送運算放大器，同時單片機5控制多通道模擬信號開關4調節運算放大器的放大器增益，采集信號通過運算放大器進行信號調理后，送A/D轉換電路6進行模數轉換。如圖2所示多路模擬開關電路圖，這里選用CD4051八路模擬開關芯片，采集信號從IN1A端送入；如圖3所示可控放大增益電路圖，運算放大器的輸出6角接多通道模擬信號開關4的輸入，多通道模擬信號開關4的輸出接運算放大器的輸入負，調整運算放大器的放大器增益；如圖4所示A/D轉換電路圖。

通過單片機控制模擬開關切換采樣類型和通道，同時選擇合適得放大增益進行匹配，最后由A/D轉換芯片獲得當前電壓對應碼值。通過價格較低的模擬開關，可方便的對不同類型采樣對像進行信號調理，減少了對價格較高的運算放大器的使用。同時，放大器增益的可控使采樣量程變化度增大，增加了電路通用性，減小了后續電路設計和器件選型的難度。通過合適的濾波器參數選擇，實現較強的干擾抑制和階躍信號響應的平衡。最后通過合理的PCB布局設計使電路的穩定性和抗騷擾能力大大提高。

針對不同工業現場信號，設計了能兼容標準電壓、標準電流、熱電阻、熱電偶等多種類型信號輸入的采樣電路。電路通用性高，可方便移植到不同平臺的儀表中，最多可實現三通道的全輸入信號采樣。同時熱穩定性高，可以在0-50℃環境下正常工作，非線性誤差小于0.1%。通過電路參數地合理選擇，使電路對干擾有較強抑制的情況下（工頻大于55dB），采樣速率不小于10次/秒。