[實用新型]開爾文接地報警電路

有效

• 申請號: 201621091643.2
• 申請日: 2016-09-29
• 公開（公告）號: CN206193138U
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 高爽;王浩
• 申請（專利權）人: 江蘇艾科半導體有限公司
• 主分類號: G01R31/02
• 分類號: G01R31/02
• 代理公司: 南京申云知識產權代理事務所(普通合伙)32274
• 代理人: 邱興天

技術領域

本實用新型屬于報警電路技術領域，尤其涉及一種開爾文接地報警電路。

背景技術

在精密測量系統中通常采用開爾文連接即四線連接，四線指的是信號線和地線各兩根，即信號force線、信號sense線、地force線、地sense線，這樣做的目的是分開電流路徑和測量路徑，以免路徑上的電阻影響測量準確性。當信號線或地sense線沒有連接恰當時，系統輕則精度下降但仍可以工作，重則系統無法工作。所以對信號線和地線的開爾文連接的檢測非常重要。當前的開爾文報警傳統方式通常是通過比較電路來實現的，通過比較sense線與force線上的電壓差，如果差別大則判斷這時他們并沒有相連，或者連接上有較大電阻。但這種方法只適用于信號線的檢測，并不適用于地線的檢測。當操作員忘記連接sense線時，信號線的force線和sense線在電路中是有一些連接關系的，所以比較器仍然可以做出正確的判斷，但地線的force線和sense線在內部幾乎是無任何關系的，所以會被認為完全懸空，此時比較器的比較結果是不受控的，對于開爾文連接檢測的結果也就沒有意義。

實用新型內容

實用新型目的：針對現有技術中存在的不足，本實用新型的目的是提供一種開爾文接地報警電路，可即時產生報警，可及時避免系統工作在不正常狀態下，進而避免了時間的浪費和設備的損壞。

技術方案：為了實現上述實用新型目的，本實用新型采用的技術方案如下：

一種開爾文接地報警電路，包括限壓電路，運算放大器，比較器和報警電路；所述的限壓電路，運算放大器，比較器和報警電路依次串聯，其中，比較器為雙比較器并聯入電路。

所述的限壓電路由2個二極管和1個串聯電阻組成，二極管其中一個正向接+15V電源，另一個反向接-15V電源。

所述的二極管型號均為1N4148，電阻為10KΩ串在信號輸入路徑上。

所述的運算放大器的型號為LF356，以跟隨器的形式連接，當3腳輸入端懸空時，6腳輸出正滿偏或者負滿偏兩者之中的一個電壓。

所述的比較器采用雙比較器，分別為上限比較器和下限比較器，型號均為LM393，由正負15V供電，前級過來的信號同時接入上限比較器的負端和下限比較器的正端；上限比較器的正端接上限電壓，下限比較器的負端接下限電壓。

所述的報警電路包括三極管和發光二極管，前級輸入通過20KΩ電阻連接三極管的基極，三極管的發射極與二極管和500Ω電阻均相連；在3.3V的輸出端與前級輸入之前串聯有20KΩ電阻和5.5KΩ電阻，3.3V的輸出端通過200Ω電阻連接二極管，3.3V的輸出端通過4.7KΩ電阻連接500Ω電阻；前級輸入通過20KΩ電阻、5.5KΩ電阻、4.7KΩ電阻連接500Ω電阻；500Ω電阻連接至處理器。

有益效果：與現有的技術相比，本實用新型的開爾文接地報警電路，利用運算放大器輸入懸空則會滿偏的特性，將滿偏的電壓送至比較器做比較，比較器則可通過該電壓得出一個確定的比較結果，非常符合接地開爾文檢測的需要。當由于誤操作使得地sense線沒有連接時，本電路可即使產生報警，可及時避免系統工作在不正常狀態下，進而避免了時間的浪費和設備的損壞。

附圖說明

圖1是開爾文接地報警電路的結構示意圖；

圖2是存儲器深度擴展示意圖；

圖3是轉換電路的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合具體附圖對本實用新型做進一步的說明。

如圖1所示，開爾文接地報警電路，包括限壓電路，運算放大器，比較器和報警電路；限壓電路，運算放大器，比較器和報警電路依次串聯。

限壓電路由兩個二極管和一個串聯電阻來實現，二極管型號均為1N4148，電阻在此選擇10KΩ串在信號輸入路徑上，二極管其中一個正向接+15V電源，另一個反向接-15V電源(如圖2)。該電路的作用是當輸入信號過大時保護后級電路不受損壞。1N4148的管壓降約為0.4V，如果輸入電壓超過+14.6V則上面二極管導通，超過-14.6V則下面二極管導通，電阻上會產生壓降，最終到達后級的電壓被限制在正負15V范圍內。

運算放大器選用LF356，該放大器優點是速度較快。放大器由正負15V供電，所以輸入必須被限制在正負15V范圍內，這就是限壓電路的意義所在。該放大器以跟隨器的形式連接，即2腳和6腳短路，當3腳輸入端懸空時，6腳將輸出正滿偏或者負滿偏兩者之中的一個電壓。