蓄電池在線監(jiān)測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型設(shè)及信號測量技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種蓄電池在線監(jiān)測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會的發(fā)展，電力、交通、通信等系統(tǒng)的安全性及穩(wěn)定性變得日益重要。運些 系統(tǒng)都裝設(shè)了各種開關(guān)設(shè)備和自動保護裝置，運些裝置擔負著各類電氣設(shè)備和系統(tǒng)的運行 監(jiān)視、控制、故障保護等重任。操縱運些開關(guān)設(shè)備及各類保護、自動化裝置都離不開穩(wěn)定可 靠的操作電源系統(tǒng)。蓄電池組作為一種獨立電源，當整流系統(tǒng)交流失電或發(fā)生故障時，蓄電 池組可W繼續(xù)給各種開關(guān)設(shè)備和自動保護裝置供電，同時還可W保證事故照明用電等。可 見，直流電源兼有控制和保安兩種功能，其工作可靠性、安全性極為重要，因此有效的蓄電 池在線監(jiān)測可W保證蓄電池始終處于正常的運行狀態(tài)，從而提高系統(tǒng)的可靠性。因此，蓄電 池在線監(jiān)測對關(guān)鍵系統(tǒng)的運行安全具有十分重要的意義。
[0003] 近些年來，目前的蓄電池監(jiān)測領(lǐng)域中仍然存在著許多需要迅速解決的問題，主要 體現(xiàn)W下幾個方面:①電壓監(jiān)測回路大多仍采用繼電器組測量，運種測量方法可靠性差，故 障率高;②大部分監(jiān)測系統(tǒng)都沒有對單體蓄電池的運行溫度進行測量，或者對溫度的測量 接線較多，結(jié)構(gòu)復雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本實用新型提供一種蓄電池在線監(jiān)測裝置，用于 對蓄電池的重要參數(shù)進行有效監(jiān)測，測量精度高。
[0005] 本實用新型是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種蓄電池在線監(jiān)測裝置，包括單片機 電路，分別與單片機電路連接的蓄電池電壓采樣電路、溫度傳感器電路，單片機電路將處理 后的數(shù)據(jù)傳輸至上位機;所述的蓄電池電壓采樣電路由電阻R1、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、 尺10、3?1、1?^2，電容(：1，電壓比較器41、42、43、44，光電禪合器45和蓄電池61組成；其中電阻 Rl接在蓄電池 El正極和光電禪合器A5的1腳之間，電阻R3接在電壓比較器Al的3腳和光電禪 合器A5的4腳之間，電阻R4接在電壓比較器Al的6腳和電壓比較器A3的2腳之間，電阻R5接在 電壓比較器A3的2腳和地之間，電阻R6接在電壓比較器A2的6腳和電壓比較器A3的3腳之間， 電阻R7接在電壓比較器A3的3腳和電壓比較器A4的6腳之間，電阻R8接在電壓比較器A4的2 腳和電壓比較器A4的6腳之間，電阻R9的一端連接電壓比較器A3的6腳，另一端連接單片機 電路W及電阻RlO的一端，電阻RlO的另一端接地;電阻RPl的一端接電壓比較器Al的3腳，另 一端連接單片機電路;電阻RP2接在電壓比較器A3的6腳和電壓比較器A4的2腳之間；電容Cl 并接在電阻RlO兩端；電壓比較器Al的2腳與6腳相連；電壓比較器A2的2腳與6腳相連；電壓 比較器A4的3腳接地;光電禪合器A5的2腳接蓄電池 El負極，3腳接地，4腳接電壓比較器A2的 3腳。
[0006] 工作原理:正常監(jiān)測時，蓄電池電壓信號經(jīng)采樣電路送入單片機中，蓄電池溫度信 號經(jīng)集成溫度傳感器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后送至單片機，單片機在對接收到的數(shù)據(jù)信息進行綜 合分析和處理后，判斷各個蓄電池的各狀態(tài)參數(shù)是否正常，也即蓄電池運行狀態(tài)是否正常。 若正常，則繼續(xù)實時監(jiān)測;若有異常，就聲光報警，同時單片機會將整個蓄電池組的運行狀 態(tài)信息通過RS-232總線傳輸至上位機，從而實現(xiàn)蓄電池系統(tǒng)的自動化管理。
[0007] 本實用新型的有益效果是：該裝置利用單片機對蓄電池電壓和溫度進行實時監(jiān) ，利用單片機對整個蓄電池組的相關(guān)信息進行集中處理，保證了很高的測量精度，為正確 判斷蓄電池的當前狀態(tài)提供了實時而又準確的技術(shù)參數(shù)。
【附圖說明】
[0008] 下面結(jié)合附圖及實施例對本實用新型做進一步說明。
[0009] 圖1是本實用新型電路圖。
【具體實施方式】
[0010] 如圖1所示，一種蓄電池在線監(jiān)測裝置主要由蓄電池電壓采樣電路、單片機電路和 溫度傳感器電路組成。
[0011]蓄電池電壓采樣電路由電阻 31、33、1?4、1?5、1?6、1?7、1?8、1?9、1?10、1?^、1?^2，電容(：1，電 壓比較器41、42、43、44，光電禪合器45和蓄電池61組成;其中電阻31接在蓄電池61正極和光 電禪合器A5的1腳之間，電阻R3接在電壓比較器Al的3腳和光電禪合器A5的4腳之間，電阻R4 接在電壓比較器Al的6腳和電壓比較器A3的2腳之間，電阻R5接在電壓比較器A3的2腳和地 之間，電阻R6接在電壓比較器A2的6腳和電壓比較器A3的3腳之間，電阻R7接在電壓比較器 A3的3腳和電壓比較器A4的6腳之間，電阻R8接在電壓比較器A4的2腳和電壓比較器A4的6腳 之間，電阻R9的一端連接電壓比較器A3的6腳，另一端連接單片機電路W及電阻RlO的一端， 電阻RlO的另一端接地；電阻RPl的一端接電壓比較器Al的3腳，另一端連接單片機電路；電 阻RP2接在電壓比較器A3的6腳和電壓比較器A4的2腳之間；電容Cl并接在電阻RlO兩端；電 壓比較器Al的2腳與6腳相連；電壓比較器A2的2腳與6腳相連；電壓比較器A4的3腳接地;光 電禪合器A5的2腳接蓄電池 El負極，3腳接地，4腳接電壓比較器A2的3腳。
[0012] 單片機電路由單片機ATtinyl3,電阻R2,電容C2組成;其中單片機ATtinyl3的1腳 接電源VCC且通過電阻R2接電阻RPl，4腳接地，5腳接溫度傳感器電路，6腳接電阻R9,8腳接 電源VCC，電容C2接在單片機A6的1腳和4腳之間。
[0013] 溫度傳感器電路由溫度傳感器DS18B20,電阻Rll組成;其中溫度傳感器DS18B20的 1腳接地，2腳接單片機ATtinyl3的5腳，3腳接電源VCC，電阻Rll接在溫度傳感器DS18B20的2 腳和3腳之間。
[0014] 工作過程
[0015] 電壓比較器41、42、43、44均采用0?07忍片，根據(jù)運算放大器的特性，可分析和計算 出經(jīng)過采樣電路后的輸出電壓為：
[0016]
[0017]取Ra=Rs = Rs =化，貝賄第n節(jié)蓄電池端電壓經(jīng)采樣電路變換后的輸出電壓為：
[001 引
[0019] 電路增益的調(diào)節(jié)由電阻RP2決定，范圍很寬，而且線性很好，運就保證了差動運算 的精度。只要兩個輸入運算放大器的基本特性相同，則失調(diào)電壓的影響就很小。滿足條件 R4/R5 = Rs/R7時，電路就有良好的共模抑制特性。由于A4的輸出阻抗很低，調(diào)節(jié)RP2改變增益 時，電路的共模抑制能力不受影響。選擇適當?shù)腞4~Rs的值，可W測量標稱電壓是2V、6V和 12V的蓄電池。如果適當改變Ri的值，還可W測量蓄電池組的總電壓。
[0020] 本實用新型采用DS18B20來對蓄電池溫度進行監(jiān)測，DS18B20通過編程可實現(xiàn)9到 12位溫度讀數(shù)，能夠在93.75ms和750ms內(nèi)將溫度值轉(zhuǎn)化9位和12位的數(shù)字量，其溫度測量范 圍從-50°C~125°C，DS18B20將被測溫度直接轉(zhuǎn)換成計算機能識別的數(shù)字信號送到單片機 八1'^11713的5腳;單片機41'^11713將整個蓄電池組的運行狀態(tài)信息通過1?5-232總線傳輸至 上位機，從而實現(xiàn)蓄電池系統(tǒng)的自動化管理。
【主權(quán)項】
1. 一種蓄電池在線監(jiān)測裝置，包括單片機電路，分別與單片機電路連接的蓄電池電壓 采樣電路、溫度傳感器電路單;單片機電路將處理后的數(shù)據(jù)傳輸至上位機;其特征在于:所 述的蓄電池電壓采樣電路由電阻 Rl、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、RPl、RP2，igCl，iSK 較器A1、A2、A3、A4,光電親合器A5和蓄電池El組成;其中電阻R1接在蓄電池El正極和光電親 合器A5的1腳之間，電阻R3接在電壓比較器A1的3腳和光電耦合器A5的4腳之間，電阻R4接在 電壓比較器A1的6腳和電壓比較器A3的2腳之間，電阻R5接在電壓比較器A3的2腳和地之間， 電阻R6接在電壓比較器A2的6腳和電壓比較器A3的3腳之間，電阻R7接在電壓比較器A3的3 腳和電壓比較器A4的6腳之間，電阻R8接在電壓比較器A4的2腳和電壓比較器A4的6腳之間， 電阻R9的一端連接電壓比較器A3的6腳，另一端連接單片機電路以及電阻R10的一端，電阻 R10的另一端接地;電阻RP1的一端接電壓比較器A1的3腳，另一端連接單片機電路;電阻RP2 接在電壓比較器A3的6腳和電壓比較器A4的2腳之間；電容C1并接在電阻R10兩端；電壓比較 器A1的2腳與6腳相連；電壓比較器A2的2腳與6腳相連；電壓比較器A4的3腳接地;光電耦合 器A5的2腳接蓄電池E1負極，3腳接地，4腳接電壓比較器A2的3腳。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池在線監(jiān)測裝置，其特征在于:所述的單片機電路由單片 機ATtinyl3,電阻R2,電容C2組成;其中單片機ATtinyl3的1腳接電源VCC且通過電阻R2接電 阻RP1，4腳接地，5腳接溫度傳感器電路，6腳接電阻R9,8腳接電源VCC，電容C2接在單片機A6 的1腳和4腳之間。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的蓄電池在線監(jiān)測裝置，其特征在于:所述的溫度傳感器電路由 溫度傳感器DS18B20,電阻R11組成；其中溫度傳感器DS18B20的1腳接地，2腳接單片機 ATtinyl3的5腳，3腳接電源VCC，電阻R11接在溫度傳感器DS18B20的2腳和3腳之間。4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的蓄電池在線監(jiān)測裝置，其特征在于:所述的電壓比較 器Al、A2、A3、A4均采用0P07芯片。
【專利摘要】本實用新型公開了蓄電池在線監(jiān)測裝置，涉及信號測量技術(shù)領(lǐng)域。該裝置由蓄電池電壓采樣電路、單片機電路、溫度傳感器電路組成；蓄電池電壓信號經(jīng)采樣電路送入單片機中，蓄電池溫度信號經(jīng)集成溫度傳感器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后送至單片機，單片機在對接收到的數(shù)據(jù)信息進行綜合分析和處理后，判斷各個蓄電池的各狀態(tài)參數(shù)是否正常，也即蓄電池運行狀態(tài)是否正常。若正常，則繼續(xù)實時監(jiān)測；若有異常，就聲光報警，同時單片機會將整個蓄電池組的運行狀態(tài)信息通過RS-232總線傳輸至上位機，從而實現(xiàn)蓄電池系統(tǒng)的自動化管理。優(yōu)點：具有很高的測量精度，為正確判斷蓄電池的當前狀態(tài)提供了實時而又準確的技術(shù)參數(shù)。
【IPC分類】G01R31/36
【公開號】CN205317911
【申請?zhí)枴緾N201620056449
【發(fā)明人】周天沛, 吳天琦, 吳峰
【申請人】徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年1月20日