專利名稱：蓄電池組自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于測(cè)量電變量技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種蓄電池組自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀。
在通信用的電源中，一般是將24節(jié)蓄電池(每節(jié)2V)串聯(lián)形成蓄電池組以48V電壓供電。為了保證蓄電池組能正常可靠運(yùn)行，維護(hù)人員需要經(jīng)常測(cè)量蓄電池組中每一節(jié)蓄電池的電壓狀況，以便對(duì)有問題的蓄電池進(jìn)行及時(shí)維護(hù)或剔除。公知的測(cè)量裝置基本上有兩種一種是采用多路采樣預(yù)處理電路對(duì)單體蓄電池逐一取樣后送入低壓多路選通開關(guān)集成電路對(duì)多路信號(hào)進(jìn)行選通，然后再送至顯示器顯示數(shù)據(jù)；另一種是采用高壓固態(tài)多路選通電路對(duì)單體蓄電池組逐一取樣后送入高壓差分放大電路處理后檢出差模信號(hào)然后再送至驅(qū)動(dòng)顯示器顯示。前者的優(yōu)點(diǎn)速度快、選通頻率高、使用壽命長(zhǎng)，缺點(diǎn)是電路復(fù)雜，每一路都得設(shè)預(yù)處理電路，必須對(duì)每一路信號(hào)進(jìn)行校準(zhǔn)，且精度低、溫漂大、非線性失真嚴(yán)重；后者的優(yōu)點(diǎn)是速度快、壽命長(zhǎng)，無須對(duì)每一路信號(hào)進(jìn)行校準(zhǔn)，缺點(diǎn)是技術(shù)不成熟、成本高、價(jià)格貴、信號(hào)處理電路輸入端有很高的共模輸入電壓，仍存在可靠性差、溫漂大、非線性失真影響測(cè)量精度等缺陷。
本實(shí)用新型的目的是提供一種電路簡(jiǎn)單、成本低、工作穩(wěn)定可靠的蓄電池組自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀，它無須對(duì)每一路信號(hào)進(jìn)行校準(zhǔn)，能夠消除單體采樣時(shí)出現(xiàn)的高共模電壓，且測(cè)量精度高，無溫漂、無非線性失真。
為了達(dá)到上述目的， 本實(shí)用新型采取下述解決方案它包括386告警顯示器的輸入端A、B與一個(gè)串行通信接口電路的輸出端A、B對(duì)應(yīng)連接，用于監(jiān)測(cè)和顯示蓄電池組中每一節(jié)蓄電池的工況電壓數(shù)據(jù)，當(dāng)任一節(jié)蓄電池電壓出現(xiàn)異常時(shí)，該節(jié)蓄電池顯示在屏幕上的數(shù)據(jù)會(huì)發(fā)生閃爍告警；所述串行通信接口電路的輸入端RO、RI與一個(gè)微處理器CPU的數(shù)據(jù)寫出端口RX、TX相連接，用于將RX、RT送來的串行信號(hào)轉(zhuǎn)換成適應(yīng)386告警顯示器要求的RS485數(shù)據(jù)總線的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)；一個(gè)A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端D0-D7與所述CPU的數(shù)據(jù)處理端口D0-D7對(duì)應(yīng)連接，A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端與Va+、Va-相連接，用于將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；N個(gè)蓄電池組；1＜N＜50；其特征在于，它還包括一個(gè)由微型繼電器組驅(qū)動(dòng)構(gòu)成的N路采樣電路，1＜N＜50，它們的驅(qū)動(dòng)電磁線圈J一端相并聯(lián)后與VCC相連接，另一端分別與所述CPU的控制端口K1-KN順序連接，每一只繼電器設(shè)1、2、3、4兩對(duì)常開觸點(diǎn)，觸點(diǎn)的1、3端為采樣電路的輸入端，分別連接串聯(lián)蓄電池組中每節(jié)蓄電池的正極和負(fù)極，觸點(diǎn)2、4端為采樣電路的輸出端，分別并聯(lián)后2與Va+相接，4與Va-相接，當(dāng)CPU啟動(dòng)工作后，K1-KN口依次輸出低電平，循環(huán)選通J1-JN，使每節(jié)蓄電池的電壓數(shù)據(jù)依次被送入A/D轉(zhuǎn)換器的Va+和Va-端進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理。從而省去了預(yù)處理電路，消除了信號(hào)輸入端高共模電壓的影響，簡(jiǎn)化了電路，降低了成本，又由于采樣信號(hào)是直接傳送的不存在非線性失真和溫漂問題，因此整機(jī)的測(cè)量精度、穩(wěn)定性、可靠性能夠大幅度提高。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1、采樣接口使用微型繼電器組取代固高壓器件，具有多路信號(hào)直選功能，電路簡(jiǎn)單、成本降低、工作穩(wěn)定可靠；2、利用繼電器驅(qū)動(dòng)信號(hào)與控制觸點(diǎn)間的隔離特性，實(shí)現(xiàn)整機(jī)以零電位浮動(dòng)跟隨方式工作，直接消除了共模信號(hào)的影響，無須對(duì)每一路信號(hào)進(jìn)行校準(zhǔn)；3、差模信號(hào)不經(jīng)過任何非線性元器件，直接從采樣接口輸出，無溫漂、無非線性失真、精度可以做得很高。


圖1是蓄電池組自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀的電路圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)地描述。
從圖可見，該電路主要由被監(jiān)測(cè)的蓄電池組、采樣電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、微處理器、串行通信接口電路、顯示器和直流電源變換器組成。B1-BN是蓄電池組，它是由每節(jié)2V的蓄電池串聯(lián)而成(在通信用的電源中，一般24節(jié)相串聯(lián)為一組)。被監(jiān)測(cè)的蓄電池組可以是一組，也可以是多組。采樣電路由微型繼電器J1-JN構(gòu)成，它們的驅(qū)動(dòng)電磁線圈J一端相并聯(lián)后與直流5V電源VCC相接，另一端分別與集成塊IC2(微處理CPU型號(hào)可用AT89C51)的控制端口K1-KN順序連接，J的數(shù)量與前面被監(jiān)測(cè)的蓄電池組B及后面CPU的控制端口K相對(duì)應(yīng)，有N路采樣接口就有N個(gè)J，對(duì)應(yīng)的就有N路選通驅(qū)動(dòng)信號(hào)，對(duì)N的確定沒有嚴(yán)格限制，要根據(jù)選通切換頻率來定，通常為1＜N＜50，本電路設(shè)計(jì)N＝24，選通切換頻率＝1HZ，這個(gè)電路的連續(xù)使用壽命可達(dá)8萬小時(shí)以上。每只繼電器設(shè)1、2、3、4兩對(duì)常開觸點(diǎn)，觸點(diǎn)的1、3端分別連接串聯(lián)蓄電池組B中每一節(jié)蓄電池的正極和負(fù)極，觸點(diǎn)的2、4端分別并聯(lián)后2與Va+相接，4與Va-相接，由圖可見，每節(jié)蓄電池的正、負(fù)端都被繼電器的觸點(diǎn)1、2與3、4隔離著，不會(huì)在A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端出現(xiàn)高共模電壓，當(dāng)某路被選通，觸點(diǎn)1、2閉合，3、4閉合，該節(jié)蓄電池的正、負(fù)端即與Va+和Va-相連，由于Va-是和整機(jī)共地，所以被選通蓄電池的負(fù)端電位與整機(jī)的相對(duì)零電位相等，換句話說，整機(jī)電位隨共模電壓而浮動(dòng)，從而可把高共模電壓對(duì)測(cè)量的影響消除。IC1是A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器，型號(hào)為L(zhǎng)M358，它的主要作用是將采樣電路送來的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸出。IC2是微處理器CPU，型號(hào)為AT89C51，它一方面按時(shí)序從K1-KN口送出低電平有效的時(shí)序驅(qū)動(dòng)信號(hào)，另一方面把IC1送來的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，然后經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)從RX、TX寫出口送去串行通信接口RO、RI。IC3是串行通信接口電路，使用型號(hào)為RS485，它的作用是將IC2送來經(jīng)過處理的串行數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)總線要求的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，然后送去顯示器的輸入端A、B，由顯示器顯示出蓄電池組各節(jié)電池的工況電壓數(shù)值，顯示器可配低檔次的386微機(jī)和顯示器，也可配單片機(jī)LCD液晶顯示器。IC4是直流電源變換器，主要起隔離作用，使供電與整機(jī)工作電源隔離開，以適應(yīng)電位浮動(dòng)跟隨方式工作，做到在整機(jī)電位浮動(dòng)情況下仍然有正常運(yùn)行。
該蓄電池組自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀的工作過程是上電后，IC2的控制口K1-KN依次輸出低電平，循環(huán)選通J1-JN，使B1-BN的電壓數(shù)據(jù)依次送入IC1的Va+和Va-端，經(jīng)IC1進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換將模擬信號(hào)變成數(shù)字信號(hào)，然后從D0-D7口輸出送入IC2的數(shù)據(jù)寫入端D0-D7，經(jīng)IC2進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后從IC2的寫出端口RX、TX輸出串行信號(hào)送去IC3的RO、RI端，經(jīng)IC3將串行信號(hào)轉(zhuǎn)換成適應(yīng)顯示器要求的RS485數(shù)據(jù)總線的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，然后從A、B端輸出，送入顯示器，由顯示器屏幕顯示出各蓄電池組中每一節(jié)蓄電池的工況電壓數(shù)據(jù)，當(dāng)任一節(jié)蓄電池的電壓出現(xiàn)異常時(shí)，該節(jié)蓄電池顯示在屏幕的數(shù)據(jù)會(huì)發(fā)生閃爍告警。
權(quán)利要求1.一種蓄電池組自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀，它包括一個(gè)386告警顯示器的輸入端A、B與一個(gè)串行通信接口電路的輸出端A、B對(duì)應(yīng)連接，用于監(jiān)測(cè)和顯示蓄電池組中每一節(jié)蓄電池的工況電壓數(shù)據(jù)，當(dāng)任一節(jié)蓄電池電壓出現(xiàn)異常時(shí)，該節(jié)蓄電池顯示在屏幕上的數(shù)據(jù)會(huì)發(fā)生閃爍告警；所述串行通信接口電路的輸入端RO、RI與一個(gè)微處理器CPU的數(shù)據(jù)寫出端口RX、TX相連接，用于將RX、TX送來的串行信號(hào)轉(zhuǎn)換成適應(yīng)386告警顯示器要求的RS485數(shù)據(jù)總線的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)；一個(gè)A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端與D0-D7與所述CPU的數(shù)據(jù)處理端口D0-D7對(duì)應(yīng)連接，A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端與Va+、Va-相連接，用于將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；N個(gè)蓄電池組，1＜N＜50；其特征在于，它還包括一個(gè)由微型繼電器組驅(qū)動(dòng)構(gòu)成的N路采樣電路，1＜N＜50，它們的驅(qū)動(dòng)電磁線圈J一端相并聯(lián)后與VCC相接，另一端分別與所述CPU的控制端口K1-KN順序連接，每只繼電器設(shè)1、2、3、4兩對(duì)常開觸點(diǎn)，觸點(diǎn)的1、3端為采樣電路的輸入端，分別連接串聯(lián)蓄電池組中每節(jié)蓄電池的正極和負(fù)極，觸點(diǎn)2、4端采樣電路的輸出端，分別并聯(lián)后2與Va+相接，4與Va-相接，當(dāng)CPU啟動(dòng)工作后，K1-KN口依次輸出低電平，循環(huán)選通J1-JN，使每節(jié)蓄電池的電壓數(shù)據(jù)依次被送入A/D轉(zhuǎn)換器Va+和Va-端進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種蓄電池組自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀,其主要特征是采樣電路使用微型繼電器驅(qū)動(dòng),革除了預(yù)處理電路,實(shí)現(xiàn)整機(jī)以電位浮動(dòng)跟隨方式工作,消除了高共模電壓對(duì)測(cè)量的影響,從而克服了非線性失真和溫漂,使可靠性和測(cè)量精度大幅度提高,成本大為下降。該儀器可對(duì)一組以上的蓄電池組中每節(jié)蓄電池的工況電壓進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)處理、顯示、告警,非常適合通信系統(tǒng)特別是郵電部門使用。
文檔編號(hào)G01R31/36GK2278224SQ9621136
公開日1998年4月8日 申請(qǐng)日期1996年5月20日 優(yōu)先權(quán)日1996年5月20日
發(fā)明者伍繼先 申請(qǐng)人:伍繼先