[發明專利]一種自定義增量信號發生器及校驗儀

在審

• 申請號: 201410790545.7
• 申請日: 2014-12-17
• 公開（公告）號: CN104483520A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 盧化;黃勃;何銀鋒;周佑
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網浙江省電力公司電力科學研究院;余姚市勁儀儀表廠
• 主分類號: G01R1/28
• 分類號: G01R1/28
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

技術領域

本發明涉及信號發生領域，特別是涉及一種自定義增量信號發生器，本發明還涉及一種包括上述自定義增量信號發生器的校驗儀。

背景技術

在工業生產過程中，因為要防止由于檢測信號回路的故障導致系統誤操作情況的發生，所以常常需要對特定的關鍵模擬量信號進行檢測。例如在DCS(Distributed?Control?System，即集散控制系統)系統中，熱電阻、熱電偶信號在斷線的瞬間，可能會導致顯示溫度的虛假升高，有時甚至會超過設備的報警值，從而引起設備的誤動作。為了解決這類問題，DCS系統設置了信號速率保護邏輯，對關鍵模擬量信號進行檢測，當關鍵模擬量信號的變化速率超過設定值時，就判斷為信號斷線引起，不再執行保護動作。但是，若設定值設置的過低，可能會導致實際信號快速升高，可信號保護邏輯卻誤判為信號斷線，例如，溫度速率保護邏輯的目的是為了防止因溫度信號突然斷線而引起的設備誤跳閘，但如果溫度速率保護的動作值過低，溫度速率保護邏輯會將溫度實際快速升高誤判為溫度信號斷線，這將導致設備溫度保護拒動，從而造成嚴重后果。因此，有必要對信號速率保護邏輯進行測試，然而，這種信號速率保護邏輯因為缺乏測試手段而一直無法得到可靠性驗證，對于系統而言也就存在不確定的隱患。

為了對這種信號速率保護邏輯進行測試，首先需要提供能夠模擬這種具有增量變化的關鍵模擬量信號，即需要能夠產生自定義增量(即自定義變化速率)信號的信號發生器，而現有的信號發生器并不具備輸出自定義增量信號的功能；現有的函數發生器雖然能夠輸出有增量的三角波信號，但是三角波信號的增量是不可變的，不能輸出具有多段不同增量的信號，即增量也是不可自定義的。

因此，如何有效提供一種能夠產生并輸出自定義增量信號的信號發生器是本領域技術人員目前需要解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種自定義增量信號發生器，在同一信號源輸出過程中，能提供多段具有不同增量的信號，滿足了對工業系統設置的信號速率保護邏輯的性能進行測試和驗證的需求。本發明的另一目的是提供一種包括上述自定義增量信號發生器的校驗儀。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種自定義增量信號發生器，包括：

數據輸入模塊，用于向微控制器輸入自定義增量信號的起始點、第一折點、第二折點直至第N折點、終點以及各相鄰兩點之間的運行時間，其中，所述N為不小于1的正整數；

微控制器，用于通過所述起始點或所述折點以及各所述相鄰兩點之間的運行時間，計算各相鄰兩點之間單位時間內的增量，再根據所述單位時間內的增量、所述起始點或所述折點計算出各單位時間輸出值，并將所述單位時間輸出值輸出；

D/A數模轉換器，用于接收所述單位時間輸出值,將其由數字量轉化為模擬量；

信號輸出端口，用于將所述模擬量輸出。

優選的，所述信號發生器還包括信號調理電路，用于對所述D/A數模轉換器向所述信號輸出端口輸出的所述模擬量進行放大。

優選的，所述信號發生器還包括信號切換電路，用于將經過所述信號調理電路放大后的所述模擬量按照信號類別和大小輸送到對應的所述信號輸出端口。

優選的，所述信號發生器還包括環境溫度傳感器，用于采集所述信號發生器內的環境溫度，并將采集到的溫度信號傳遞至所述微控制器。

優選的，所述微控制器還用于依據所述環境溫度傳感器傳送的所述溫度信號對所述單位時間輸出值進行矯正。

優選的，所述矯正過程具體為：

將所述單位時間輸出值換算成20℃時對應的單位時間輸出值，得到矯正后的單位時間輸出值。

優選的，所述信號發生器還包括供電控制電路，用于當所述信號發生器外接電源時，控制所述外接電源向充電電池充電。

優選的，所述信號發生器還包括電量檢測芯片，用于實時采集所述充電電池的電壓、充放電電流以及溫度信息，并將所述充電電池的電壓、充放電電流以及溫度信息傳送至所述微控制器。

優選的，所述微控制器還用于依據所述充電電池的電壓、充放電電流以及溫度信息計算出電池容量并傳送至液晶顯示屏上顯示，并控制所述供電電路的開關的閉合。

為解決上述技術問題，本發明還提供了一種自定義增量信號校驗儀，包括上述任一種的自定義增量信號發生器。