專利名稱：電流傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種測(cè)量氣壓的電流傳感器。
背景技術(shù)：
傳感器是人類探知自然界信息的觸角，它可將人們需要探知的各種非電量 信息轉(zhuǎn)化成可測(cè)的電量信息，是信息系統(tǒng)的第一道門檻，為人們認(rèn)識(shí)和控制相 應(yīng)的對(duì)象提供條件和依據(jù)。傳感器技術(shù)在現(xiàn)代社會(huì)中有著越來(lái)越重要的作用， 現(xiàn)在己經(jīng)演變成現(xiàn)代信息技術(shù)三大核心技術(shù)之一。
傳統(tǒng)的傳感器(或稱普通傳感器)是模擬儀器儀表或模擬計(jì)算機(jī)時(shí)代的產(chǎn) 物。它的設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想是把外部信息變換成模擬電壓或電流信號(hào)。它存在的問(wèn) 題是輸出幅值較小，靈敏度較低，而且功能單一，因而被人們稱為"聾啞傳感
祖，，裕 。
構(gòu)成信息獲取源頭的傳感器(普通傳感器)種類繁多，具體包括光敏、熱敏、 力敏、電壓敏、磁敏、氣敏、濕敏、聲敏、射線敏、離子敏、生物敏等，其原 理各不相同，但無(wú)論是采用哪種原理的傳感器，最后都需要將被測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為
電阻、電感、電容等電量信號(hào)，由于R、 L、 C的變化，引起了檢測(cè)電流或檢測(cè) 電壓的變化，這些模擬電信號(hào)經(jīng)采樣和A/D變換后，變成了計(jì)算機(jī)能接受的數(shù)
字信號(hào)。
隨著時(shí)代的進(jìn)步，傳統(tǒng)的傳感器已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)甚至戰(zhàn)爭(zhēng)的 需求。需要提高其測(cè)量精度。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種具備數(shù)據(jù)處理、自檢、自校、自補(bǔ)償能力的 能夠提高測(cè)量精度的智能電流傳感器。
2.本實(shí)用新型所采取的技術(shù)措施是使它包括信號(hào)輸入檢測(cè)單元，顯示 屏，分別與信號(hào)輸入檢測(cè)單元和顯示屏相連接的數(shù)據(jù)處理單元；
所述的伯'號(hào)輸入檢測(cè)單元內(nèi)包括帶有多腳接口的檢測(cè)控制器，電流電壓 變換電路，與電流電壓變換電路輸出端相連接的信號(hào)調(diào)理電路，分別與信號(hào)調(diào) 理電路和檢測(cè)控制器相連接的多芯端子；
所述的數(shù)據(jù)處理單元內(nèi)包括數(shù)據(jù)處理控制器，分別與數(shù)據(jù)處理控制器相 連接的模擬光電耦合器、存儲(chǔ)器、12C總線和USB接口，置于數(shù)據(jù)處理單元上供 應(yīng)傳感器電源的電源模塊。
所述的電流電壓變換電路是將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)的常用的(普通的) 電流傳感器。
如上述本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)，當(dāng)傳感器起動(dòng)后，電流電壓變換電路從被測(cè)電 流源獲取電流信號(hào)，并將其電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)輸入到信號(hào)調(diào)理電路中； 信號(hào)調(diào)理電路將其電壓值轉(zhuǎn)換為所能處理的電壓值并按照所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值轉(zhuǎn)換 為統(tǒng)一的電壓信號(hào)，即歸一化，通常將一25V 25V歸一化為0 5V;經(jīng)歸一化 后的電壓信號(hào)通過(guò)多芯端子和在數(shù)據(jù)處理單元上的It總線，進(jìn)入到數(shù)據(jù)處理 控制器內(nèi)；數(shù)據(jù)處理控制器首先將接收到的電壓模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然 后進(jìn)行比對(duì)和計(jì)算出所對(duì)應(yīng)的測(cè)量值，再將其對(duì)應(yīng)的測(cè)量值通過(guò)顯示屏顯示出， 并存入存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)起來(lái)以及通過(guò)USB接口輸出。置于信號(hào)輸入檢測(cè)單元內(nèi)的 檢測(cè)控制器帶有多腳接口 (如JTAG接口)，內(nèi)部存儲(chǔ)有傳感器的各種信息，如 傳感器的身份標(biāo)識(shí)、標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)值、識(shí)別碼等，當(dāng)傳感器起動(dòng)后，它通過(guò)多腳接 口能夠在線檢測(cè)和在線調(diào)試，它負(fù)責(zé)與在數(shù)據(jù)處理單元上的數(shù)據(jù)處理控制器進(jìn) 行數(shù)據(jù)通訊和指令的交換；它完成傳感器熱插拔的檢測(cè)，傳感器身份的識(shí)別和 自檢功能，檢測(cè)傳感器的運(yùn)行狀況以及調(diào)整傳感器在最佳運(yùn)行狀態(tài)。它相當(dāng)于 整體傳感器的控制中心，可比喻是在一個(gè)傳統(tǒng)(普通)的傳感器上安裝了一個(gè) "大腦"。連接于數(shù)據(jù)處理控制器上的模擬光電耦合器能夠隔離掉來(lái)自電源模塊 上的模擬信號(hào)的干擾。如上述結(jié)構(gòu)的本實(shí)用新型電流傳感器的測(cè)量精度能夠比 上述傳統(tǒng)傳感器的測(cè)量精度提高至少10 % (通常情況下是IO %以上)。


圖1為本實(shí)用新型電流傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)特征。
如圖1所示，本實(shí)用新型電流傳感器包括信號(hào)輸入檢測(cè)單元1，顯示屏2， 分別與信號(hào)輸入檢測(cè)單元1和顯示屏2相連接的數(shù)據(jù)處理單元3;
所述的信號(hào)輸入檢測(cè)單元1內(nèi)包括帶有多腳接口 12的檢測(cè)控制器11， 輸入端連接到被測(cè)電流源4上的電流電壓變換電路15，與電流電壓變換電路15
輸出端相連接的信號(hào)調(diào)理電路14，分別與信號(hào)調(diào)理電路14和檢測(cè)控制器11相
連接的多芯端子13;
所述的數(shù)據(jù)處理單元3內(nèi)包括數(shù)據(jù)處理控制器31，分別與數(shù)據(jù)處理控制
器31相連接的模擬光電耦合器34、存儲(chǔ)器35、 12C總線36和USB接口 37，置 于數(shù)據(jù)處理單元3上供應(yīng)傳感器電源的電源模塊32、 33。
在本實(shí)施例中，如圖1所示，供應(yīng)傳感器的電源有兩個(gè)電源模塊32、 33。 其中一個(gè)電源模塊33為專供數(shù)據(jù)處理控制器31使用。
在本實(shí)施例中，所述的置于信號(hào)輸入檢測(cè)單元1內(nèi)的檢測(cè)控制器11和置于 數(shù)據(jù)處理單元3內(nèi)的數(shù)據(jù)處理控制器31都是帶有多種端口，如12C、SPI、UART、 PCA等端口以及如JTAG接口的多腳接口，內(nèi)嵌A/D轉(zhuǎn)換器(數(shù)/模傳感器)和 D/A轉(zhuǎn)換器(數(shù)/模轉(zhuǎn)換器)，含有混合信號(hào)S0C， Silicon Laboratories的 C8051F系列的單片機(jī)芯片。該芯片功耗比較小，通過(guò)多腳的JTAG接口，使傳 感器能實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)和在線調(diào)試；該芯片具有高速時(shí)鐘，能有效提高系統(tǒng)的反 應(yīng)速度。在該芯片內(nèi)存儲(chǔ)有傳感器的身份信息，自檢信息，以及校驗(yàn)碼等。
在本實(shí)施例中，所述的多芯端子13采用10芯S端子，它是連接信號(hào)輸入 檢測(cè)單元1和數(shù)據(jù)處理單元3的連接插頭，與之連接的是10芯屏蔽電纜，它將 信號(hào)輸入檢測(cè)單元1的各種信號(hào)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理單元3中。
在本實(shí)施例中，所述的電流電壓變換電路是通過(guò)小阻值(0.1Q)的電阻
串接至被測(cè)電流源4的電路中，將被測(cè)電流分流并按照所要求的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換為統(tǒng)
一的電壓信號(hào)輸入到信號(hào)調(diào)理電路中，信號(hào)調(diào)理電路是將從電流電壓變換電路
上得到的電壓值歸一化成0V 5V;在本實(shí)施例中，本實(shí)用新型的電流傳感器是
將在電流-2. 5A所對(duì)應(yīng)的電壓值轉(zhuǎn)換為OV電壓輸出，將電流2. 5A所對(duì)應(yīng)的電
壓值轉(zhuǎn)換為5V電壓輸出。
所述的模擬光電耦合器34采用HCNR200模擬光電耦合器，能夠完全隔離 模擬信號(hào)的千擾，防止電源模塊的模擬信號(hào)對(duì)控制器的沖擊。
權(quán)利要求1.一種電流傳感器，其特征在于包括信號(hào)輸入檢測(cè)單元，顯示屏，分別與信號(hào)輸入檢測(cè)單元和顯示屏相連接的數(shù)據(jù)處理單元；所述的信號(hào)輸入檢測(cè)單元內(nèi)包括帶有多腳接口的檢測(cè)控制器，電流電壓變換電路，與電流電壓變換電路輸出端相連接的信號(hào)調(diào)理電路，分別與信號(hào)調(diào)理電路和檢測(cè)控制器相連接的多芯端子；所述的數(shù)據(jù)處理單元內(nèi)包括數(shù)據(jù)處理控制器，分別與數(shù)據(jù)處理控制器相連接的模擬光電耦合器、存儲(chǔ)器、I2C總線和USB接口，置于數(shù)據(jù)處理單元上供應(yīng)傳感器電源的電源模塊。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流傳感器，其特征在于置于信號(hào)輸入檢測(cè)單元內(nèi)的檢測(cè)控制器是帶有多種端口的內(nèi)嵌模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的含有混合信號(hào)的單片機(jī)心片。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流傳感器，其特征在于置于數(shù)據(jù)處理單元內(nèi)的 數(shù)據(jù)處理控制器是帶有多種端口的內(nèi)嵌模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的含有混合信號(hào)的單片機(jī) 心片。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流傳感器，其特征在于置于數(shù)據(jù)處理單元上有 兩個(gè)電源模塊。
專利摘要一種電流傳感器，包括信號(hào)輸入檢測(cè)單元，顯示屏，分別與信號(hào)輸入檢測(cè)單元和顯示屏相連接的數(shù)據(jù)處理單元；其中信號(hào)輸入檢測(cè)單元內(nèi)包括帶有多腳接口的檢測(cè)控制器，電流電壓變換電路，信號(hào)調(diào)理電路，多芯端子；數(shù)據(jù)處理單元內(nèi)包括數(shù)據(jù)處理控制器，分別與數(shù)據(jù)處理控制器相連接的模擬光電耦合器、存儲(chǔ)器、I²C總線和USB接口，供應(yīng)傳感器電源的電源模塊。檢測(cè)控制器完成傳感器熱插拔的檢測(cè)、對(duì)傳感器身份的識(shí)別、對(duì)傳感器的自檢、與數(shù)據(jù)處理控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊和指令的交換。檢測(cè)控制器能夠控制傳感器在線檢測(cè)和在線調(diào)試。
文檔編號(hào)G01R19/00GK201011504SQ20062004822
公開(kāi)日2008年1月23日 申請(qǐng)日期2006年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月28日
發(fā)明者李彩珍 申請(qǐng)人:李彩珍