一種求變送器電流平均值的電路的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種變送器信號處理技術，尤其是一種求變送器電流平均值的電 路。
【背景技術】
[0002] 在很多情況下，同一參數測量的結果需要使用多點測量值電流的平均值。當測量 系統的傳感器輸入通道數量不夠，特別是測量系統在設計之初是使用單個參數測量變送器 進行參數測量與變送，需要增加參數測量變送器的數量，改成使用多點測量值的平均值方 案時，測量系統將面臨需要重新設計的情況。
【發(fā)明內容】
[0003] 本實用新型的目的是為多點測量電流值的平均值計算提供一種解決方案，即能夠 自動判斷計算多個變送器電流的平均值并輸出的電路。
[0004] 為了實現上述目的，本實用新型提供了一種求變送器電流平均值的電路，由多路 開關電流平均值單元、比較信號單元、開關控制信號單元、電流平均值放大變送單元組成。
[0005] 所述多路開關電流平均值單元包括/7條結構相同的多路開關分流支路1 一 /7，/7為 大于等于2的整數；每條多路開關分流支路設有1個電流輸入端，每個電流輸入端都可以接 入1個變送器電流環(huán)路。所述多路開關電流平均值單元還設有分流輸出端。
[0006] 設i為大于等于1、小于等于的整數，多路開關分流支路i設有電流輸入端I i和 取樣電壓輸出端Vi。
[0007] 所述多路開關分流支路i由取樣電阻R i、開關KiU多路開關Ki2以及分流電阻 Ril - Ri/?組成。
[0008] 所述取樣電阻Ri串聯在輸入電流I i回路中，其輸入電流I i流出端連接至公共 地；取樣電阻Ri的輸入電流I i流入端設為取樣電壓輸出端V i。
[0009] 所述多路開關Ki2有1個公共端和/7個開關端，/7個開關端為開關端il 一 i/7;所 述分流電阻Ril - Ri/?的一端分別連接至開關端il 一 i/?，另外一端并聯至分流輸出端；多 路開關Ki2由多路開關控制信號Sm - Sl控制。
[0010] 所述開關Kil的一端連接至取樣電阻Ri的輸入電流I i流入端，另外一端連接至 多路開關Ki2的公共端；開關Kil的通斷由開關控制信號SWi控制。
[0011] 所述多路開關電流平均值單元還包括有電阻RO ;電阻RO的兩端分別連接至分流 輸出端和公共地。
[0012] 所述比較信號單元由/7個下限比較器0411 - 04/?1、/7個上限比較器0412 - 0八/?2 以及比較電壓閾值電路組成；所述比較電壓閾值電路設有下限比較電壓閾值端和上限比較 電壓閾值端。
[0013] 所述取樣電壓Vl - V/7分別連接至/7個下限比較器CAll - CA M的正輸入端；所 述取樣電壓Vl - V/7分別連接至/7個上限比較器CA12 - CA /72的負輸入端；所述/7個下限 比較器CAll - CAM的負輸入端連接至下限比較電壓閾值端；所述/7個上限比較器CA12 - CA/?的正輸入端連接至上限比較電壓閾值端；所述/7個下限比較器CAll - CAM分別輸 出下限比較信號SWll - SWM ;所述/7個上限比較器CA12 - CA/?分別輸出上限比較信號 SW12 - SW/?2。
[0014] 所述開關控制信號單元為組合邏輯電路；開關控制信號單元的輸入信號是下限比 較信號SWll - SW/71、上限比較信號SW12 - SW/?，輸出是開關控制信號SWl - SW/7、多路開 關控制信號SSl。
[0015] 所述電流平均值放大變送單元設有變送電流輸入端、變送電流返回端和平均值電 流變送輸出端；所述變送電流返回端連接至公共地；所述變送電流輸入端連接至多路開關 電流平均值單元的分流輸出端；所述變送電流輸入端為虛地端。
[0016] 所述開關控制信號單元的邏輯功能由CPLD實現。
[0017] 所述多路開關Ki2和開關Kil的功能由8選1模擬開關器件⑶4051實現，最多有 8個電流輸入端。
[0018] 所述電流平均值放大變送單元由電流變送器和三極管VOl、電容COl組成。
[0019] 本實用新型與現有技術相比，其有益效果是：需要計算平均值的變送器電流數量， 可以是所述電路最大輸入端子數量之內的任意值；需要計算平均值的多個變送器電流，可 以任意選擇輸入端接入；比較電路直接判別有效工作的變送器電流的支路與數量，采用多 路開關控制各多路開關分流支路的分流比例，再將分流電流相加的方法實現電流平均值計 算，方便、靈活、響應快；當有輸入變送器電流環(huán)路開路時，所述電路能夠自動計算剩余有效 工作的變送器電流的平均值并輸出。
【附圖說明】
[0020] 圖1為結構框圖。
[0021] 圖2為多路開關電流平均值單元。
[0022] 圖3為比較信號單元。
[0023] 圖4為開關控制信號單元。
[0024] 圖5為電流平均值放大變送單元。
[0025] 圖6為4路電流輸入多路開關電流平均值單元實施例。
【具體實施方式】
[0026] 下面結合實施例及附圖對本實用新型作進一步詳細的描述，但本實用新型的實施 方式不限于此。
[0027] 本實用新型的結構框圖如圖1所示，一種求變送器電流平均值的電路，由多路開 關電流平均值單元、比較信號單元、開關控制信號單元、電流平均值放大變送單元組成。
[0028] 多路開關電流平均值單元如圖2所示。
[0029] 圖2中僅畫出了多路開關分流支路1、多路開關分流支路2和多路開關分流支路 /?。開關1(11一1(1/7的通斷分別由開關控制信號511 - 51/7控制，多路開關1(21-1(2/7的通 斷位置都由多路開關控制信號Sm - Sl控制。
[0030] 比較信號單元如圖3所示。
[0031] 電位器RW1、RW2組成的串聯分壓電路提供下限比較電壓閾值VREFl和上限比較 電壓閾值VREF2。圖3中，下限比較電壓閾值VREFl連接至了所有個下限比較器CAll - CAM的負輸入端，上限比較電壓閾值VREF2連接至了所有個上限比較器CA12 - CA /?2的 正輸入端。下限比較器CAll - CAM的正輸入端分別連接至取樣電壓Vl - V/?，輸出端輸 出下限比較信號SWll - SWM ;上限比較器CA12 - CA/?的負輸入端分別連接至取樣電壓 Vl - V/?，輸出端輸出上限比較信號SW12 - SW/?2。
[0032] VREFl也可以連接至下限比較器CAll - CA/?1的正輸入端，VREF2也可以連接至上 限比較器CA12 - CA/?的負輸入端；相應地，取樣電壓Vl - V/?的連接方式也應該發(fā)生變化， 即下限比較器CAll - CAM的負輸入端分別連接至取樣電壓Vl -V/?，上限比較器CA12 - CA/?的正輸入端分別連接至取樣電壓Vl - V/?。
[0033] 開關控制信號單元示意圖如圖4所示。
[0034] 開關控制信號單元為組合邏輯電路，輸入信號是SWll - SW/?1和SW12 - SW/?，輸 出開關控制信號SWl - SW/7和多路開關控制信號S - S1。圖4的邏輯功能采用CPLD實 現。
[0035] 電流平均值放大變送單元如圖5所示，由電流變送器UOl和三極管VOl、電容COl 組成。電流變送器UOl選擇XTR115。三極管VOl的集電極、基極、發(fā)射極分別連接至電流變 送器UOl的電源端U+、基極端B、發(fā)射極端E ;電容COl的一端連接至電流變送器UOl的電 源端U+，另外一端連接至電流變送器UOl的變送電流輸出端lout。
[0036] 電流變送器UOl的電流輸入端Iin為變送電流輸入端，IRET為變送電流返回端； 電流變送器UOl的變送電流輸出端Iout和電源端U+共同組成平均值電流變送輸出端 I0UT。電流變送器UOl的變送電流返回端IRET連接至公共地，變送電流輸入端Iin為虛地 端。
[0037] 4路電流輸入多路開關電流平均值單元實施例如圖6所示。
[0038] 圖6中，多路開關K12 - K42功能分別由Ul - U4實現，開關Kll - K41的通斷控 制功能也由Ul - U4實現。Ul - U4均為多路模擬開關器件⑶4051。
[0039] 以多路開關分流支路1為例對圖6加以說明。
[0040] Ul是8選1模擬開關器件⑶4051，包括有公共端COM和8個通道端CHO - CH7,本 實施例只使用了其中的4個通道端CHO - CH3,通道端CHO - CH3分別為圖2中的開關端 11-14。
[0041] 多路開關控制信號S2、S1分別連接至Ul的通道選擇控制輸入端B、A ;由于只使用 了 4個通道端CHO - CH3, Ul的通道選擇控制輸入端C連接至低電平。⑶4051有8個通道 端CHO - CH7,所以，圖6所