一種帶自校準功能的模擬量輸出電路制造技術

本實用新型專利技術公開了一種帶自校準功能的模擬量輸出電路，包括主控制芯片模塊，用于各模塊之間的協調工作；人機接口模塊，與主控制芯片模塊連接，用于校準狀態指示以及觸發啟動自校準功能；數據存儲單元模塊，與主控制芯片模塊連接，用于關鍵參數存儲；零位/滿度校準模塊，與主控制芯片模塊連接，進行弱信號校準；模擬信號輸出調理電路模塊，與零度/滿度校準模塊連接，將校準后的弱信號變換為標準工業模擬量；ADC反饋模塊，與零度/滿度校準模塊連接，并連接至主控制芯片模塊。本實用新型專利技術可以實現各種模擬量輸出的自校準，替代傳統機械電位差計，在現場快速方便地進行零位和滿度的校準，具有廣泛的應用前景。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種工業生產中的標準模擬量信號的輸出電路，特別涉及一種帶自校準功能的模擬量輸出電路，屬于電學

技術介紹
在工業領域檢測系統中，很多儀器儀表采用標準模擬量（比如0-10V,0-20mA,4-20mA）進行信息傳輸，如熱電阻、熱電偶傳感器的輸出信號，電磁閥的控制信號等。為了保證輸出信號的準確性，儀表上面常有兩個電位器，以對模擬量進行校準，其中一個電位器用于校準輸出信號的零位，另一個則用來校準輸出信號的滿度。但是，在實際應用中，業界傳統普遍采用機械電位差計，但是傳統機械電位差計在使用過程中，隨著產品所在應用環境的溫度變化，或振動，又或人為誤操作等其他外界因素帶來的影響而改變，會導致電位器的阻值發生變化，最終會造成模擬量輸出發生漂移，從而影響傳輸信號的準確性。然而目前，業界又尚無法在現場快速方便將發生模擬量漂移的儀器儀表進行零位和滿度的校準，因此，這成為了業界研發人員亟待解決的難題。
技術實現思路
針對上述現有技術中存在的不足，本技術的目的在于提供一種帶自校準功能的模擬量輸出電路，其電路結構清晰明了，電路原理簡單易懂，可以在現場快速方便地進行零位和滿度的校準，保證儀器儀表的模擬量輸出值不隨外在環境因素的改變而變化。為實現上述技術目的，本技術采用的技術方案包括：一種帶自校準功能的模擬量輸出電路，它包括：主控制芯片模塊，用于各模塊之間的協調工作，具有指示功能及測量功能；人機接口模塊，與所述主控制芯片模塊連接，用于校準狀態指示以及觸發啟動自校準功能；數據存儲單元模塊，與所述主控制芯片模塊連接，用于關鍵參數的存儲；零位/滿度校準模塊，與所述主控制芯片模塊連接，用于進行弱信號校準，并且通過所述主控制芯片模塊的操作對該零位/滿度校準模塊進行零位/滿度自校準；模擬信號輸出調理電路模塊，與所述零度/滿度校準模塊連接，用于將校準后的弱信號變換為標準的工業模擬量；以及，ADC反饋模塊，與所述零度/滿度校準模塊連接，并且連接至所述主控制芯片模塊，用于對所述零位/滿度校準模塊的輸出信號進行采樣并且反饋至所述主控制芯片模塊。進一步的，所述零位/滿度校準模塊包括第一和第二運算放大器，以及第一～第九電阻，所述第一運算放大器反相輸入端與所述第一電阻一端、所述第二電阻一端連接，所述第一運算放大器同相輸入端與所述第三電阻一端、所述第九電阻一端連接，所述第二電阻另一端與所述第一運算放大器輸出端連接，所述第二運算放大器反相輸入端與所述第四電阻一端連接，所述第二運算放大器同相輸入端與所述第五電阻一端連接，所述第二運算放大器輸出端與所述第九電阻另一端、所述第四電阻另一端連接，所述第五電阻另一端與所述第七電阻一端、第八電阻一端連接，所述第七電阻另一端與所述第六電阻一端連接，所述第六電阻另一端接正電壓，所述第八電阻另一端接負電壓，所述第一電阻另一端接等電位，所述第三電阻另一端作為所述零位/滿度校準模塊輸入端與所述主控制芯片模塊連接，所述第一運算放大器輸出端作為所述零位/滿度校準模塊輸出端與所述模擬信號輸出調理電路模塊、所述ADC反饋模塊連接。更進一步的，所述第二電阻和第七電阻采用可調數字電位器，且其數據輸入端均與所述主控制芯片模塊連接。本技術中第六電阻、第七電阻、第八電阻組成一個分壓電路，其中第六電阻、第八電阻是固定阻值的電阻，第七電阻為可調數字電位器，第七電阻一端的分壓值隨第七電阻的輸入數據的變化而改變。第七電阻一端的分壓值通過第五電阻、第四電阻和第二運算放大器組成的跟隨電路后，再與零位/滿度校準模塊的輸入信號經過其他剩余器件（第一電阻、第二電阻、第三電阻、第九電阻和第一運算放大器）構成一個加法電路；最終零位/滿度校準模塊的輸出信號會通過ADC反饋模塊反饋到主控制芯片模塊中，除此之外，零位/滿度校準模塊的輸出信號還會作為下一級模塊（模擬信號輸出調理電路模塊）的輸入。與現有技術相比，本技術的優點包括：本技術電路結構清晰明了，電路原理簡單易懂，實現各種模擬量輸出的自校準，替代了傳統機械電位差計，避免了機械電位差計在使用過程中受溫度、振動、人為誤操作等外界因素帶來的影響，可以在現場快速方便地進行零位和滿度的校準，保證儀器儀表的模擬量輸出值不隨外在環境因素的改變而變化，具有廣泛的應用前景。附圖說明圖1是本技術一較佳實施例中帶自校準功能的模擬量輸出電路的結構框圖；圖2是圖1實施例中所述零位/滿度校準模塊的電路圖。具體實施方式鑒于現有技術中的不足，本案技術人經長期研究和大量實踐，得以提出本技術的技術方案。如下將對該技術方案、其實施過程及原理等作進一步的解釋說明。實施例參閱圖1-2所示，該帶自校準功能的模擬量輸出電路包括：主控制芯片模塊，用于各模塊之間的協調工作，具有指示功能及測量功能；人機接口模塊，與所述主控制芯片模塊連接，用于校準狀態指示以及觸發啟動自校準功能；數據存儲單元模塊，與所述主控制芯片模塊連接，用于關鍵參數的存儲；零位/滿度校準模塊，與所述主控制芯片模塊連接，用于進行弱信號校準，并且通過所述主控制芯片模塊的操作對該零位/滿度校準模塊進行零位/滿度自校準；模擬信號輸出調理電路模塊，與所述零度/滿度校準模塊連接，用于將校準后的弱信號變換（放大）為標準的工業模擬量；以及，ADC反饋模塊，與所述零度/滿度校準模塊連接，并且連接至所述主控制芯片模塊，用于對所述零位/滿度校準模塊的輸出信號進行采樣并且反饋至所述主控制芯片模塊。人機接口模塊包括狀態指示模塊和觸發按鈕。零位/滿度校準模塊包括第一和第二運算放大器，以及第一～第九電阻，第一運算放大器A1反相輸入端與第一電阻R1一端、第二電阻R2一端連接，第一運算放大器A1同相輸入端與第三電阻R3一端、第九電阻R9一端連接，第二電阻R2另一端與第一運算放大器A1輸出端連接，第二運算放大器A2反相輸入端與第四電阻R4一端連接，第二運算放大器A2同相輸入端與第五電阻R5一端連接，第二運算放大器A2輸出端與第九電阻R9另一端、第四電阻R4另一端連接，第五電阻R5另一端與第七電阻R7一端、第八電阻R8一端連接，第七電阻R7另一端與第六電阻R6一端連接，第六電阻R6另一端接正電壓Vcc，第八電阻R8另一端接負電壓Vss，第一電阻R1另一端接等電位，第三電阻R3另一端作為零位/滿度校準模塊輸入端V_in與主控制芯片模塊連接，第一運算放大器A1輸出端作為零位/滿度校準模塊輸出端V_out與模擬信號輸出調理電路模塊以及ADC反饋模塊連接。其中，第二電阻R2和第七電阻R7采用可調數字電位器，且其數據輸入端均與所述主控制芯片模塊連接。本實施例中，人機接口模塊中的觸發按鈕啟動自校準，在校準的整個過程中狀態指示模塊會給出相應的提示，標明校準的開始、結束、成功和失敗；校準成功后，第二電阻R2和第七電阻R7為可調數字電位器，并且其對應的值會被保存到數據本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種帶自校準功能的模擬量輸出電路，其特征在于，該模擬量輸出電路包括：主控制芯片模塊，用于各模塊之間的協調工作；人機接口模塊，與所述主控制芯片模塊連接，用于校準狀態指示以及觸發啟動自校準功能；數據存儲單元模塊，與所述主控制芯片模塊連接，用于關鍵參數的存儲；零位/滿度校準模塊，與所述主控制芯片模塊連接，用于進行弱信號校準，并且通過所述主控制芯片模塊的操作對該零位/滿度校準模塊進行零位/滿度自校準；模擬信號輸出調理電路模塊，與所述零位/滿度校準模塊連接，用于將校準后的弱信號變換為標準的工業模擬量；以及，ADC反饋模塊，與所述零度/滿度校準模塊連接，并且連接至所述主控制芯片模塊，用于對所述零位/滿度校準模塊的輸出信號進行采樣并且反饋至所述主控制芯片模塊。

【技術特征摘要】
1.一種帶自校準功能的模擬量輸出電路，其特征在于，該模擬量輸出電路包括：
主控制芯片模塊，用于各模塊之間的協調工作；
人機接口模塊，與所述主控制芯片模塊連接，用于校準狀態指示以及觸發啟動自校準功能；
數據存儲單元模塊，與所述主控制芯片模塊連接，用于關鍵參數的存儲；
零位/滿度校準模塊，與所述主控制芯片模塊連接，用于進行弱信號校準，并且通過所述主控制芯片模塊的操作對該零位/滿度校準模塊進行零位/滿度自校準；
模擬信號輸出調理電路模塊，與所述零位/滿度校準模塊連接，用于將校準后的弱信號變換為標準的工業模擬量；
以及，ADC反饋模塊，與所述零度/滿度校準模塊連接，并且連接至所述主控制芯片模塊，用于對所述零位/滿度校準模塊的輸出信號進行采樣并且反饋至所述主控制芯片模塊。
2.根據權利要求1所述的帶自校準功能的模擬量輸出電路，其特征在于，所述零位/滿度校準模塊包括第一和第二運算放大器，以及第一～第九電阻，所述第一運算放大器反相輸...

【專利技術屬性】
技術研發人員：凡冬青，劉中，錢誠，
申請(專利權)人：魏德米勒電聯接上海有限公司，
類型：新型
國別省市：江蘇;32