CN103822720A - 传感器的类型识别电路及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种传感器的类型识别电路及方法。其中所述电路通过对多个开关以及多路采样回路的连接状态的改变，形成的数模转换模块的采样电压值的改变来确定接入电路的传感器的类型。由此，本发明实施例可通过自动识别的方式完成电路中的传感器的类型的识别，提高了传感器识别的效率。并且其同时包括NTC电阻型传感器的采样回路及电流型传感器的采样回路，因此，其既可接入NTC电阻型传感器，又可接入电流型传感器，使得整个电路同时兼容上述两种传感器。另外，本发明实施例包括两个以上的电源，其可支持电流型传感器正负接反后的正常工作。

Description

传感器的类型识别电路及方法

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种传感器的类型识别电路及方法。

背景技术

温度采样主流配置为4～20MA电流型传感器，此传感器成本较高，市场应用失效率偏高，为了规避以上风险，可以通过应用低成本高可靠性的负温度系数（Negative Temperature Coefficient，NTC）电阻型传感器来替代4～20M A电流型传感器。

但是，不可否认，4～20MA电流型传感器目前仍存有很大的市场需要，因此，目前设计出一种可兼容上述两种传感器的电路，该电路包括NTC电阻型传感器的采样回路4～20M A电流型传感器采样回路，另外，该电路还包括一个手动的拨码开关，该现有技术通过人工识别传感器类型，并通过拨码开关手动选择与所述传感器类型匹配的NTC电阻型传感器的采样回路或4～20M A电流型传感器采样回路。

该现有技术通过人工识别传感器类型，其效率低下，智能性低。

发明内容

本发明实施例提供一种传感器类型识别电路及方法，能自动识别接入电路的传感器的类型，提高了传感器识别的效率。

本发明第一方面提供一种传感器的类型识别电路，其可包括：电阻型采样回路、第一电流型采样回路、第二电流型采样回路、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第一电源、第二电源、第三电源以及模数转换模块，其中：

所述第一开关的动端与待识别的传感器的一端相连，所述第一开关的两个不动端分别与所述第一电源及所述第二开关的动端相连；

所述第二开关的两个不动端分别与所述电阻型采样回路的输入端以及所述第一电流型采样回路的输入端相连；

所述第三开关的动端与所述待识别的传感器另一端相连，所述第三开关的两个不动端分别与所述第二电流型采样回路的输入端以及所述第四开关的动端相连；

所述第四开关的一个不动端与第二电源相连，所述第四开关的另一个不动端通过一电阻与所述第三电源相连；

所述模数转换模块分别与所述电阻型采样回路的输出端、所述第一电流型采样回路的输出端以及所述第二电流型采样回路的输出端相连，用于输出采样电压值；

当所述第一开关、所述第二开关以及所述第三开关的动端与它们各自的不动端之一闭合时，所述模数转换模块输出不同的采样电压值，用于确定所述待识别的传感器的类型。

结合第一方面，在第一种可行的实施方式中，所述电阻型采样回路包括至少两个电阻组成的分压电路，所述模数转换模块连接在所述分压电路的分压输出端。

结合第一方面的第一种可行的实施方式，在第二种可行的实施方式中，所述电阻型采样回路包括三个电阻串联组成的分压电路，所述分压电路的分压输出端在第二个电阻与第三个电阻的公共端。

结合第一方面，在第三种可行的实施方式中，所述第一电流型采样回路或所述第二电流型采样回路包括至少两个电阻组成的分压电路，所述模数转换模块连接在所述分压电路的分压输出端。

结合第一方面的第三种可行的实施方式，在第四种可行的实施方式中，所述第一电流型采样回路或所述第二电流型采样回路包括三个电阻串联组成的分压电路，所述分压电路的分压输出端在第二个电阻与第三个电阻的公共端。

结合第一方面至第一方面的第三种可行的实施方式中任一种，在第五四种可行的实施方式中，所述待识别的传感器包括NTC负温度系数电阻型传感器或电流型传感器中任一种。

本发明第二方面提高一种传感器类型的识别方法，其应用本发明实施例所述的电路，其可包括：

改变所述第一开关、所述第二开关以及所述第三开关的动端与它们各自的不动端之间的闭合关系，并通过所述模数转换模块输出不同的采样电压值，确定所述待识别的传感器的类型。

结合第二方面，在第一种可行的实施方式中，通过改变所述第一开关、所述第二开关以及所述第三开关的动端与它们各自的不动端之间的闭合关系，并通过所述模数转换模块输出不同的采样电压值，确定所述待识别的传感器的类型，包括：

将所述第一开关的动端与连接在所述第一电源上的不动端闭合、将所述第三开关的动端与连接在第二电流型采样回路上的不动端闭合；

第一次获取所述模数转换模块输出的采样电压值，若所述采样电压值落入【0，A】的区间，确定所述待识别的传感器为NTC负温度系数电阻型传感器或者电流型传感器接反或者电流型传感器失效；

将所述第一开关的动端切换为与连接在所述第二开关的动端上的不动端闭合，将所述第二开关的动端与连接在所述第一电流型采样回路上的不动端闭合，将所述第三开关的动端切换为与连接在所述第四开关的动端上的不动端闭合，将所述第四开关的动端与连接在所述第三电源上的不动端闭合；

重新获取所述模数转换模块输出的采样电压值，若所述采样电压值落入【A，C】的区间，确定所述待识别的传感器为电流型传感器接反，结束；若所述采样电压值落入【0，A】的区间，将所述第二开关的动端切换为与所述电阻型采样回路上的不动端闭合；

重新获取所述模数转换模块输出的采样电压值，若所述采样电压值落入NTC电阻型传感器的电压范围时，确定所述待识别的传感器为NTC电阻型传感器。

结合第二方面的第一种可行的实施方式，在第二种可行的实施方式中，重新获取所述模数转换模块输出的采样电压值时，若所述采样电压值未落入NTC电阻型传感器的电压范围时，确定所述待识别的传感器故障。

结合第二方面的第一种可行的实施方式，在第三种可行的实施方式中，还包括：

第一次获取所述模数转换模块输出的采样电压值时，若所述采样电压值落入【A，B】的区间，将所述第二开关的动端切换为与连接在第一电流型采样回路上的不动端闭合，所述第一开关的动端切换为与所述第四开关的动端上的不动端闭合；

重新获取所述模数转换模块输出的采样电压值，若所述采样电压值落入【A，B】的区间，确定所述待识别的传感器为NTC电阻型传感器，若所述采样电压值为0，确定所述待识别的传感器为电流型传感器。

结合第二方面的第一种可行的实施方式，在第四种可行的实施方式中，还包括：

第一次获取所述模数转换模块输出的采样电压值时，若所述采样电压值落入【B，C】的区间，确定所述待识别的传感器为电流型传感器。

结合第二方面的第一种可行的实施方式，在第五种可行的实施方式中，还包括：

第一次获取所述模数转换模块输出的采样电压值时，若所述采样电压值大于C，确定所述待识别的传感器故障。

结合第二方面至第二方面的第五种可行的实施方式，在第六种可行的实施方式中，所述A的取值小于或者等于所述NTC电阻型传感器的电压范围的最小值；

所述B的取值大于所述A值，并且为所述NTC电阻型传感器及所述电流型传感器的电压范围内的交叉值；

所述C的取值大于所述B的取值，并且大于或者等于所述电流型传感器的电压范围的最大值。

结合第二方面至第二方面的第五种可行的实施方式，在第七种可行的实施方式中，所述电流型传感器包括4～20M A电流型传感器。

由上可见，本发明实施例提高一种传感器的类型识别电路，其通过对多个开关以及多路采样回路的连接状态的改变，形成的数模转换模块的采样电压值的改变来确定接入电路的传感器的类型。由此，本发明实施例可通过自动识别的方式完成电路中的传感器的类型的识别，提高了传感器识别的效率。并且其同时包括NTC电阻型传感器的采样回路及电流型传感器的采样回路，因此，其既可接入NTC电阻型传感器，又可接入电流型传感器，使得整个电路同时兼容上述两种传感器。另外，本发明实施例包括两个以上的电源，其可支持电流型传感器正负接反后的正常工作。

附图说明

图1为本发明实施例的传感器的类型识别电路的一实施例的结构组成示意图；

图2为本发明实施例的电阻型采样回路的一实施例的结构组成示意图；

图3为本发明实施例的电阻型采样回路的一实施例的结构组成示意图；

图4为本发明实施例的第一电流型采样回路的一实施例的结构组成示意图；

图5为本发明实施例的第一电流型采样回路的一实施例的结构组成示意图；

图6为本发明实施例的传感器类型的识别方法的一实施例的流程示意图；

图7为本发明实施例的传感器类型的识别方法的另一实施例的流程示意图；

图8为本发明实施例的传感器类型的识别方法的另一实施例的流程示意图；

图9为本发明实施例的传感器类型的识别方法的另一实施例的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

图1为本发明实施例的传感器的类型识别电路的一实施例的结构组成示意图。如图1所述，其可包括：电阻型采样回路11、第一电流型采样回路12、第二电流型采样回路13、第一开关14、第二开关15、第三开关16、第四开关17、第一电源18、第二电源19、第三电源20以及模数转换模块21，其中：

所述第一开关14的动端141与待识别的传感器Q的一端相连，所述第一开关14的两个不动端142\143分别与所述第一电源18及所述第二开关15的动端151相连；

所述第二开关15的两个不动端152\153分别与所述电阻型采样回路11的输入端以及所述第一电流型采样回路12的输入端相连；

所述第三开关16的动端161与所述待识别的传感器Q的另一端相连，所述第三开关16的两个不动端162\163分别与所述第二电流型采样回路13的输入端以及所述第四开关17的动端171相连；

所述第四开关17的一个不动端172与第二电源19相连，所述第四开关17的另一个不动端173通过一电阻R1与所述第三电源20相连；

所述模数转换模块21分别与所述电阻型采样回路11的输出端、所述第一电流型采样回路12的输出端以及所述第二电流型采样回路13的输出端相连，用于输出采样电压值；

当所述第一开关14、所述第二开关15以及所述第三开关16的动端与它们各自的不动端之一闭合时，所述模数转换模块21输出不同的采样电压值，用于确定所述待识别的传感器的类型。

具体实现中，本发明的所述电阻型采样回路11包括至少两个部分组成的分压电路，所述模数转换模块21连接在所述分压电路的分压输出端。具体的，参考图2，其给出了电阻型采样回路11的结构示意图，在图2中分压电路包括111和112两部分，其中111部门可包括至少一个电阻，112部分也可包括至少一个电阻，分压输出端113位于111和112两部分的公共端，111部分的另一端连接第二开关15的不动端152，112部分的另一端接地，分压输出端113上接模数转换模块21。进一步，作为图2结构的一种可行的实施例，如图3，电阻型采样回路11可包括三个电阻，其中111部分包括两个电阻R2和R3串联，112部分包括另一个电阻R4，分压输出端113位于R3和R4的公共端。

具体实现中，本发明的所述第一电流型采样回路12或所述第二电流型采样回路13包括至少两个电阻组成的分压电路，所述模数转换模块21连接在所述分压电路的分压输出端。具体的，参考图4，其给出了第一电流型采样回路12的结构示意图，在图4中分压电路包括211和212两部分，其中211部门可包括至少一个电阻，212部分也可包括至少一个电阻，分压输出端213位于211和212两部分的公共端，211部分的另一端连接第二开关15的不动端153，212部分的另一端接地，分压输出端213上接模数转换模块21。进一步，作为图4结构的一种可行的实施例，如图5，第一电流型采样回路12可包括三个电阻，其中211部分包括两个电阻R5和R6串联，212部分包括另一个电阻R7，分压输出端213位于R6和R7的公共端。具体实现中，第二电流型采样回路13的结构组成可以第一电流型采样回路12类似，在此不对其结构进行赘述。

具体实现中，本发明实施例的待识别的传感器可包括NTC电阻型传感器或电流型传感器中任一种。且，其中的所述电流型传感器包括4～20M A电流型传感器。

具体实现中，本发明实施例的电阻型采样回路的总体阻抗可为几十K欧姆，而本发明实施例的第一电流型采样回路或第二电流型采样回路的阻抗可为几百欧姆。

相应的，本发明实施例还提供了传感器类型的识别方法，其可应用本发明实施例前述的传感器类型的识别电路，下面结合传感器类型的识别方法的实施例，对本发明的传感器类型的识别电路的工作原理进行说明。

具体的，本发明实施例的传感器类型的识别方法包括：改变所述第一开关、所述第二开关以及所述第三开关的动端与它们各自的不动端之间的闭合关系，并通过所述模数转换模块输出不同的采样电压值，确定所述待识别的传感器的类型。

下面结合具体的方法实施例，对本发明实施例的传感器类型的识别方法展开说明。

图6为本发明的传感器类型的识别方法的一实施例的流程示意图。如图6所示，其可包括：

步骤S610，将所述第一开关的动端与连接在所述第一电源上的不动端闭合、将所述第三开关的动端与连接在第二电流型采样回路上的不动端闭合；

步骤S611，第一次获取所述模数转换模块输出的采样电压值，所述采样电压值落入【0，A】的区间，执行步骤S612；

步骤S612，确定所述待识别的传感器为NTC负温度系数电阻型传感器或者电流型传感器接反或者电流型传感器失效；

步骤S613，将所述第一开关的动端切换为与连接在所述第二开关的动端上的不动端闭合，将所述第二开关的动端与连接在所述第一电流型采样回路上的不动端闭合，将所述第三开关的动端切换为与连接在所述第四开关的动端上的不动端闭合，将所述第四开关的动端与连接在所述第三电源上的不动端闭合；

步骤S614，重新获取所述模数转换模块输出的采样电压值；

步骤S615，若所述采样电压值落入【A，C】的区间，确定所述待识别的传感器为电流型传感器接反，结束；

步骤S616，若所述采样电压值落入【0，A】的区间，将所述第二开关的动端切换为与所述电阻型采样回路上的不动端闭合；

步骤S617，重新获取所述模数转换模块输出的采样电压值；

步骤S618，所述采样电压值落入NTC电阻型传感器的电压范围，确定所述待识别的传感器为NTC电阻型传感器，结束。

具体实现中，本发明传感器类型的识别方法的另一实施例与图6所示实施例的区别在于，在步骤S617，若所述采样电压值未落入NTC电阻型传感器的电压范围时，可确定所述待识别的传感器故障。

图7为本发明的传感器类型的识别方法的另一实施例的流程示意图。如图7所示，其可包括：

步骤S710，将所述第一开关的动端与连接在所述第一电源上的不动端闭合、将所述第三开关的动端与连接在第二电流型采样回路上的不动端闭合；

步骤S711，第一次获取所述模数转换模块输出的采样电压值，所述采样电压值落入【A，B】的区间，执行步骤S712；

步骤S712，将所述第二开关的动端切换为与连接在第一电流型采样回路上的不动端闭合，所述第一开关的动端切换为与所述第四开关的动端上的不动端闭合；

步骤S713，重新获取所述模数转换模块输出的采样电压值；

步骤S714，所述采样电压值落入【A，B】的区间，确定所述待识别的传感器为NTC电阻型传感器，结束；

步骤S715，所述采样电压值为0，确定所述待识别的传感器为电流型传感器。

图8为本发明的传感器类型的识别方法的另一实施例的流程示意图。如图8所示，其可包括：

步骤S810，将所述第一开关的动端与连接在所述第一电源上的不动端闭合、将所述第三开关的动端与连接在第二电流型采样回路上的不动端闭合；

步骤S811，第一次获取所述模数转换模块输出的采样电压值，所述采样电压值落入【B，C】的区间，执行步骤S812；

步骤S812，确定所述待识别的传感器为电流型传感器。

图9为本发明的传感器类型的识别方法的另一实施例的流程示意图。如图9所示，其可包括：

步骤S910，将所述第一开关的动端与连接在所述第一电源上的不动端闭合、将所述第三开关的动端与连接在第二电流型采样回路上的不动端闭合；

步骤S911，第一次获取所述模数转换模块输出的采样电压值，所述采样电压值大于C，执行步骤S912；

步骤S912，确定所述待识别的传感器故障。

具体实现中，本发明上述各方法实施例中的所述A的取值小于或者等于所述NTC电阻型传感器的电压范围的最小值；所述B的取值大于所述A值，并且为所述NTC电阻型传感器及所述电流型传感器的电压范围内的交叉值；所述C的取值大于所述B的取值，并且大于或者等于所述电流型传感器的电压范围的最大值。比如，假设4～20M A电流型传感器其的一种电压范围可为0.22伏～1.9伏，NTC电阻型传感器的一种电压范围可为0.3伏～1.5伏，那么本发明实施例的A可取值为0.3伏，B可能取值为1.5伏，C可能取值为2.0伏。

综合上面的传感器的类型识别电路及识别方法可知，本发明实施例通过对多个开关以及多路采样回路的连接状态的改变，形成的数模转换模块的采样电压值的改变来确定接入电路的传感器的类型。由此，本发明实施例可通过自动识别的方式完成电路中的传感器的类型的识别，提高了传感器识别的效率。并且其同时包括NTC电阻型传感器的采样回路及电流型传感器的采样回路，因此，其既可接入NTC电阻型传感器，又可接入电流型传感器，使得整个电路同时兼容上述两种传感器。另外，本发明实施例包括两个以上的电源，其可支持电流型传感器正负接反后的正常工作。

以上所列举的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (14)

1.一种传感器的类型识别电路，其特征在于，包括：电阻型采样回路、第一电流型采样回路、第二电流型采样回路、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第一电源、第二电源、第三电源以及模数转换模块，其中：

所述第一开关的动端与待识别的传感器的一端相连，所述第一开关的两个不动端分别与所述第一电源及所述第二开关的动端相连；

所述第二开关的两个不动端分别与所述电阻型采样回路的输入端以及所述第一电流型采样回路的输入端相连；

所述第三开关的动端与所述待识别的传感器另一端相连，所述第三开关的两个不动端分别与所述第二电流型采样回路的输入端以及所述第四开关的动端相连；

所述第四开关的一个不动端与第二电源相连，所述第四开关的另一个不动端通过一电阻与所述第三电源相连；

所述模数转换模块分别与所述电阻型采样回路的输出端、所述第一电流型采样回路的输出端以及所述第二电流型采样回路的输出端相连，用于输出采样电压值；

当所述第一开关、所述第二开关以及所述第三开关的动端与它们各自的不动端之一闭合时，所述模数转换模块输出不同的采样电压值，用于确定所述待识别的传感器的类型。

2.如权利要求1所述的传感器的类型识别电路，其特征在于，所述电阻型采样回路包括至少两个电阻组成的分压电路，所述模数转换模块连接在所述分压电路的分压输出端。

3.如权利要求2所述的传感器的类型识别电路，其特征在于，所述电阻型采样回路包括三个电阻串联组成的分压电路，所述分压电路的分压输出端在第二个电阻与第三个电阻的公共端。

4.如权利要求1所述的传感器的类型识别电路，其特征在于，所述第一电流型采样回路或所述第二电流型采样回路包括至少两个电阻组成的分压电路，所述模数转换模块连接在所述分压电路的分压输出端。

5.如权利要求4所述的传感器的类型识别电路，其特征在于，所述第一电流型采样回路或所述第二电流型采样回路包括三个电阻串联组成的分压电路，所述分压电路的分压输出端在第二个电阻与第三个电阻的公共端。

6.如权利要求1-5中任一项所述的传感器的类型识别电路，其特征在于，所述待识别的传感器包括NTC负温度系数电阻型传感器或电流型传感器中任一种。

7.一种传感器类型的识别方法，其特征在于，其应用如权利要求1-5中任一项所述的电路，其可包括：

改变所述第一开关、所述第二开关以及所述第三开关的动端与它们各自的不动端之间的闭合关系，并通过所述模数转换模块输出不同的采样电压值，确定所述待识别的传感器的类型。

8.如权利要求7所述的传感器类型的识别方法，其特征在于，通过改变所述第一开关、所述第二开关以及所述第三开关的动端与它们各自的不动端之间的闭合关系，并通过所述模数转换模块输出不同的采样电压值，确定所述待识别的传感器的类型，包括：

将所述第一开关的动端与连接在所述第一电源上的不动端闭合、将所述第三开关的动端与连接在第二电流型采样回路上的不动端闭合；

第一次获取所述模数转换模块输出的采样电压值，若所述采样电压值落入【0，A】的区间，确定所述待识别的传感器为NTC负温度系数电阻型传感器或者电流型传感器接反或者电流型传感器失效；

将所述第一开关的动端切换为与连接在所述第二开关的动端上的不动端闭合，将所述第二开关的动端与连接在所述第一电流型采样回路上的不动端闭合，将所述第三开关的动端切换为与连接在所述第四开关的动端上的不动端闭合，将所述第四开关的动端与连接在所述第三电源上的不动端闭合；

重新获取所述模数转换模块输出的采样电压值，若所述采样电压值落入【A，C】的区间，确定所述待识别的传感器为电流型传感器接反，结束；若所述采样电压值落入【0，A】的区间，将所述第二开关的动端切换为与所述电阻型采样回路上的不动端闭合；

重新获取所述模数转换模块输出的采样电压值，若所述采样电压值落入NTC电阻型传感器的电压范围时，确定所述待识别的传感器为NTC电阻型传感器。

9.如权利要求8所述的传感器类型的识别方法，其特征在于，重新获取所述模数转换模块输出的采样电压值时，若所述采样电压值未落入NTC电阻型传感器的电压范围时，确定所述待识别的传感器故障。

10.如权利要求8所述的传感器类型的识别方法，其特征在于，还包括：

第一次获取所述模数转换模块输出的采样电压值时，若所述采样电压值落入【A，B】的区间，将所述第二开关的动端切换为与连接在第一电流型采样回路上的不动端闭合，所述第一开关的动端切换为与所述第四开关的动端上的不动端闭合；

重新获取所述模数转换模块输出的采样电压值，若所述采样电压值落入【A，B】的区间，确定所述待识别的传感器为NTC电阻型传感器，若所述采样电压值为0，确定所述待识别的传感器为电流型传感器。

11.如权利要求8所述的传感器类型的识别方法，其特征在于，还包括：

第一次获取所述模数转换模块输出的采样电压值时，若所述采样电压值落入【B，C】的区间，确定所述待识别的传感器为电流型传感器。

12.如权利要求8所述的传感器类型的识别方法，其特征在于，还包括：

第一次获取所述模数转换模块输出的采样电压值时，若所述采样电压值大于C，确定所述待识别的传感器故障。

13.如权利要求7-12中任一项所述的传感器类型的识别方法，其特征在于，

所述A的取值小于或者等于所述NTC电阻型传感器的电压范围的最小值；

所述B的取值大于所述A值，并且为所述NTC电阻型传感器及所述电流型传感器的电压范围内的交叉值；

所述C的取值大于所述B的取值，并且大于或者等于所述电流型传感器的电压范围的最大值。

14.如权利要求7-12中任一项所述的传感器类型的识别方法，其特征在于，所述电流型传感器包括4～20M A电流型传感器。

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