專利名稱：一種ao信號調(diào)理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及自動化控制領(lǐng)域，具體涉及數(shù)字化儀控系統(tǒng)與虛擬測試儀器之間的信號調(diào)理裝置。
背景技術(shù)：
目前數(shù)字化儀控系統(tǒng)因其具有處理眾多的信號類型、控制龐大的信號通道數(shù)量、 組態(tài)復(fù)雜的邏輯關(guān)系等能力而使得系統(tǒng)的測試工作變得龐大且極為復(fù)雜，通常借助于虛擬測試儀器進(jìn)行自動化測試以提高測試效率和可靠性，但是數(shù)字儀控系統(tǒng)的信號與虛擬測試儀器的信號之間不兼容，因此就需要進(jìn)行接口信號的調(diào)理。數(shù)字化儀控系統(tǒng)可以采集的AO信號一般分為電流信號和電壓信號，電流范圍為 4 20mA，電壓范圍為0 10V，并且可以在同一個單元模塊上實現(xiàn)，目前虛擬測試儀器及信號調(diào)理產(chǎn)品一般能夠提供的有效AO信號最大值不能超出上述范圍，對于超出信號范圍的輸出要求無法實現(xiàn)，因此無法進(jìn)行信號的超限測試?，F(xiàn)有AO信號調(diào)理產(chǎn)品多為單種類信號的調(diào)理，單個板卡只能完成一類信號的轉(zhuǎn)換，不能同時實現(xiàn)電流或電壓的信號調(diào)理，這樣的結(jié)構(gòu)不利于設(shè)備的集成設(shè)計，使得最終設(shè)備體積龐大。還有一些AO信號調(diào)整板卡上通道數(shù)量較多，但不能根據(jù)實際情況實現(xiàn)使用上的靈活裁剪和擴(kuò)展，容易造成通道浪費。多數(shù)AO信號調(diào)理產(chǎn)品是采用板卡形式安裝于機箱之內(nèi)或者封閉的殼體內(nèi)，不便于測試時的靈活安裝和固定，尤其是在對空間和接線有限制的機柜內(nèi)進(jìn)行測試更是不理想。另外在誤接線或其他意外情況下會導(dǎo)致高電壓、高電流燒毀硬件設(shè)備，現(xiàn)有的AO信號調(diào)理裝置上也沒有采取信號隔離措施，以保證AO信號調(diào)理裝置安全可靠的運行。
實用新型內(nèi)容為解決AO信號調(diào)理板存在的上述本身功能單一、通道不能靈活裁剪和擴(kuò)展、測試范圍狹窄及本身安全性低下的問題，本實用新型提供一種具有通道保護(hù)功能、信號超限測試功能、可以將電壓信號調(diào)整為電流或電壓信號輸出、通道能夠靈活擴(kuò)展裁剪、結(jié)構(gòu)便于安裝固定的AO信號調(diào)理裝置。具體方案如下一種AO信號調(diào)理裝置，其特征在于，包括連接在一起的分線板和信號調(diào)理板。本實用新型的另一優(yōu)選方案所述分線板上安裝有信號輸入接口和信號輸出接口，所述信號調(diào)整板上安裝有調(diào)理信號輸入接口、信號調(diào)理電路和調(diào)理信號輸出接口，所述分線板的信號輸出接口和信號調(diào)理板的調(diào)理信號輸入接口通過連接器連接。本實用新型的另一優(yōu)選方案所述分線板上的信號輸入接口為一個，信號輸出接口為四個，信號輸入接口以8個信號通道為一組將接收的測試信號分給各信號輸出接口， 分線板上安裝有外接輸入電壓的電壓轉(zhuǎn)換電路，每個信號調(diào)理板負(fù)責(zé)調(diào)理8個信號通道的測試信號。本實用新型的另一優(yōu)選方案所述外接電壓為24V，經(jīng)過電壓轉(zhuǎn)換電路輸出的系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)電壓為士 15V和+5V電壓，本實用新型的另一優(yōu)選方案所述分線板與信號調(diào)理板之間的連接器采用DB37連接器。本實用新型的另一優(yōu)選方案所述DB37連接器的線長> 0. 5米且< 6米。本實用新型的另一優(yōu)選方案所述信號調(diào)理電路上安裝有防止輸入信號正壓或負(fù)壓意外超出安全范圍后對前向及后面元件產(chǎn)生危害的通道過壓保護(hù)電路；對輸入信號進(jìn)行信號增益調(diào)節(jié)輸出的電壓調(diào)理電路；對增益電路輸出的電壓進(jìn)行增加偏置電壓的偏置調(diào)理電路；用于將輸出的電壓信號改變成電流信號輸出的電壓/電流轉(zhuǎn)換電路；將電壓/電流變換電路轉(zhuǎn)換的電流進(jìn)行增益的電流調(diào)理電路。其中通道過壓保護(hù)電路與電壓調(diào)理電路連接，電壓調(diào)理電路分別與調(diào)理信號輸出接口和電壓/電流轉(zhuǎn)換電路連接，電壓/電流轉(zhuǎn)換電路通過電流調(diào)理電路與調(diào)理信號輸出接口連接。本實用新型的另一優(yōu)選方案所述通道過壓保護(hù)電路包括安裝在調(diào)理信號輸入接口處的具有正負(fù)板性保護(hù)能力的過壓保護(hù)電路和安裝在調(diào)理信號輸出接口處的防止電壓過高損壞電路的雙向TVS 二極管電路。本方案將AO信號調(diào)理調(diào)理的外接線路部分與信號調(diào)理部分分開設(shè)置，使每個信號調(diào)理板只負(fù)責(zé)8個信號通道的測試信號，這樣就可以根據(jù)實際測試信號的多少，合理安排信號調(diào)理板的數(shù)量，避免信號調(diào)理板的浪費，同時節(jié)省了安裝時間和安裝空間。電壓信號經(jīng)過進(jìn)行增益和偏置調(diào)理后可得到理想精度的電壓值并進(jìn)行輸出，并且該電壓信號經(jīng)過電壓/電流轉(zhuǎn)換電路后利用放大調(diào)理電路可得到相應(yīng)精度的電流輸出，實現(xiàn)在同一功能模塊內(nèi)將電壓信號調(diào)理為具有超限測試范圍的電壓和電流信號。AO信號調(diào)理裝置的前端輸入信號經(jīng)過D4 二極管的保護(hù)，防止線上信號電壓超限。輸出端的接口處設(shè)置了 T3雙向TVS 二極管的保護(hù)防止電壓過高損壞電路。利用電壓調(diào)理電路可以實現(xiàn)對運放A進(jìn)行調(diào)“零點”和增加偏置電壓的功能，從而實現(xiàn)對輸入電壓信號的超限調(diào)理功能，并保證電壓信號的輸出精度。信號調(diào)理板內(nèi)的通道間信號可以根據(jù)需要進(jìn)行跳線設(shè)置，既可輸出電流信號也可輸出電壓信號。電流型輸出信號既可由AO調(diào)理裝置供電也可以由外部提供電源。更好的保護(hù)數(shù)字化儀控系統(tǒng)硬件設(shè)備和虛擬測試儀器。

圖1本實用新型AO信號調(diào)理裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2本實用新型AO信號調(diào)理裝置中信號調(diào)理板功能模塊連接示意圖。圖3本實用新型AO信號調(diào)理裝置中信號調(diào)理板的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，為了便于裁剪和擴(kuò)展使用，本方案將AO信號調(diào)理裝置采取了分線板和信號調(diào)理板分離的結(jié)構(gòu)設(shè)計，其中分線板上有1個信號輸入接口和四個信號輸出接口， 每個信號輸出接口有8個信號通道，這樣分線板就將輸入的測試信號進(jìn)行分開處理，一塊分線板可以處理32個信號通道，根據(jù)測試信號的多少安裝相應(yīng)數(shù)量的分線板即可，分線板通過DB37連接器將電壓模擬信號輸出分配給信號調(diào)理板，分線板上每個信號輸出接口對
4應(yīng)塊信號調(diào)理板，每個信號調(diào)理板負(fù)責(zé)8個信號通道的信號調(diào)理工作，每塊分線板通過4個 DB37連接器連接四個信號調(diào)理板，這樣就將輸入的測試信號以8個信號通道為調(diào)理單位， 分到每個信號調(diào)理板上，此時就可以根據(jù)實際測試信號的多少，對信號調(diào)理板進(jìn)行合理擴(kuò)展和裁剪，節(jié)省了硬件投資，同時也為設(shè)備安裝帶來了方便。分線板的硬件接口如下表所
不表一、分線板接口備注表
權(quán)利要求1.一種AO信號調(diào)理裝置，其特征在于，包括連接在一起的分線板和信號調(diào)理板。
2.如權(quán)利要求1所述的AO信號調(diào)理裝置，其特征在于，所述分線板上安裝有信號輸入接口和信號輸出接口，所述信號調(diào)理板上安裝有調(diào)理信號輸入接口、信號調(diào)理電路和調(diào)理信號輸出接口，所述分線板的信號輸出接口和信號調(diào)理板的調(diào)理信號輸入接口通過連接器連接。
3.如權(quán)利要求2所述的一種AO信號調(diào)理裝置，其特征在于，所述分線板上的信號輸入接口為一個，信號輸出接口為四個，信號輸入接口以8個信號通道為一組將接收的測試信號分給各信號輸出接口，分線板上安裝有外接輸入電壓的電壓轉(zhuǎn)換電路，每個信號調(diào)理板負(fù)責(zé)調(diào)理8個信號通道的測試信號。
4.如權(quán)利要求3所述的一種AO信號調(diào)理裝置，其特征在于，所述外接電壓為24V，經(jīng)過電壓轉(zhuǎn)換電路輸出的系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)電壓為士 15V和+5V電壓。
5.如權(quán)利要求4所述的一種AO信號調(diào)理裝置，其特征在于，所述分線板與信號調(diào)理板之間的連接器采用DB37連接器。
6.如權(quán)利要求5所述的一種AO信號調(diào)理裝置，其特征在于，所述DB37連接器的線長> 0. 5米且< 6米。
7.如權(quán)利要求6所述的一種AO信號調(diào)理裝置，其特征在于，所述信號調(diào)理電路上包括防止輸入信號正壓或負(fù)壓意外超出安全范圍后對前向及后面元件產(chǎn)生危害的通道過壓保護(hù)電路；對輸入信號進(jìn)行信號增益調(diào)節(jié)輸出的電壓調(diào)理電路； 對增益電路輸出的電壓進(jìn)行增加偏置電壓的偏置調(diào)理電路；用于將調(diào)理信號輸入接口接入的電壓信號改變成電流信號輸出的電壓/電流轉(zhuǎn)換電路；將電壓/電流轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換的電流進(jìn)行增益的電流調(diào)理電路。 其中通道過壓保護(hù)電路與電壓調(diào)理電路連接，電壓調(diào)理電路分別與調(diào)理信號輸出接口和電壓/電流轉(zhuǎn)換電路連接，電壓/電流轉(zhuǎn)換電路通過電流調(diào)理電路與調(diào)理信號輸出接口連接。
8.如權(quán)利要求7所述的一種AO信號調(diào)理裝置，其特征在于，所述通道過壓保護(hù)電路包括安裝在調(diào)理信號輸入接口處的具有正負(fù)極性保護(hù)能力的過壓保護(hù)電路和安裝在調(diào)理信號輸出接口處的防止電壓過高損壞電路的雙向TVS 二極管電路。
專利摘要本實用新型涉及一種AO信號調(diào)理裝置，涉及自動化控制領(lǐng)域，特別是數(shù)字儀控系統(tǒng)測試，包括分線板和信號調(diào)理板。本方案將AO信號調(diào)理的外接線路部分與信號調(diào)理部分分開設(shè)置，這樣就可以根據(jù)實際測試信號的多少，合理安排信號調(diào)理板的數(shù)量，避免信號調(diào)理板的浪費，同時節(jié)省了安裝時間和安裝空間。電壓信號經(jīng)過電壓/電流轉(zhuǎn)換電路后利用放大調(diào)理電路可得到相應(yīng)精度的電流輸出和電壓輸出，實現(xiàn)在同一功能模塊內(nèi)將電壓信號調(diào)理為具有超限測試范圍的電壓和電流信號。過壓保護(hù)電路能夠防止線上信號電壓超限。信號調(diào)理板內(nèi)的通道間信號可以根據(jù)需要進(jìn)行跳線設(shè)置，既可輸出電流信號也可輸出電壓信號。
文檔編號H02H3/20GK201974463SQ20102061762
公開日2011年9月14日 申請日期2010年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月22日
發(fā)明者孟廣國, 宋立新, 曹宗生, 裴紅偉 申請人:中國廣東核電集團(tuán)有限公司, 北京廣利核系統(tǒng)工程有限公司