CN106501655B - 一种开尔文接地报警电路 - Google Patents

一种开尔文接地报警电路 Download PDF

Info

Publication number
CN106501655B
CN106501655B CN201610862837.6A CN201610862837A CN106501655B CN 106501655 B CN106501655 B CN 106501655B CN 201610862837 A CN201610862837 A CN 201610862837A CN 106501655 B CN106501655 B CN 106501655B
Authority
CN
China
Prior art keywords
comparator
resistor
voltage
alarm circuit
kelvin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610862837.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106501655A (zh
Inventor
高爽
王浩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Acetec Semiconductor Co ltd
Original Assignee
Jiangsu Acetec Semiconductor Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Acetec Semiconductor Co ltd filed Critical Jiangsu Acetec Semiconductor Co ltd
Priority to CN201610862837.6A priority Critical patent/CN106501655B/zh
Publication of CN106501655A publication Critical patent/CN106501655A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106501655B publication Critical patent/CN106501655B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Abstract

本发明公开了一种开尔文接地报警电路，包括限压电路，运算放大器，比较器和报警电路；所述的限压电路，运算放大器，比较器和报警电路依次串联，其中，比较器为双比较器并联入电路。本发明的开尔文接地报警电路，利用运算放大器输入悬空则会满偏的特性，将满偏的电压送至比较器做比较，比较器则可通过该电压得出一个确定的比较结果，非常符合接地开尔文检测的需要。当由于误操作使得地sense线没有连接时，本电路可即使产生报警，可及时避免系统工作在不正常状态下，进而避免了时间的浪费和设备的损坏。

Description

一种开尔文接地报警电路
技术领域
本发明属于报警电路技术领域，尤其涉及一种开尔文接地报警电路。
背景技术
在精密测量系统中通常采用开尔文连接即四线连接，四线指的是信号线和地线各两根，即信号force线、信号sense线、地force线、地sense线，这样做的目的是分开电流路径和测量路径，以免路径上的电阻影响测量准确性。当信号线或地sense线没有连接恰当时，系统轻则精度下降但仍可以工作，重则系统无法工作。所以对信号线和地线的开尔文连接的检测非常重要。当前的开尔文报警传统方式通常是通过比较电路来实现的，通过比较sense线与force线上的电压差，如果差别大则判断这时他们并没有相连，或者连接上有较大电阻。但这种方法只适用于信号线的检测，并不适用于地线的检测。当操作员忘记连接sense线时，信号线的force线和sense线在电路中是有一些连接关系的，所以比较器仍然可以做出正确的判断，但地线的force线和sense线在内部几乎是无任何关系的，所以会被认为完全悬空，此时比较器的比较结果是不受控的，对于开尔文连接检测的结果也就没有意义。
发明内容
发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种开尔文接地报警电路，可即时产生报警，可及时避免系统工作在不正常状态下，进而避免了时间的浪费和设备的损坏。
技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种开尔文接地报警电路，包括限压电路，运算放大器，比较器和报警电路；所述的限压电路，运算放大器，比较器和报警电路依次串联，其中，比较器为双比较器并联入电路。
所述的限压电路由2个二极管和1个串联电阻组成，二极管其中一个正向接+15V电源，另一个反向接-15V电源。
所述的二极管型号均为1N4148，电阻为10KΩ串在信号输入路径上。
所述的运算放大器的型号为LF356，以跟随器的形式连接，当3脚输入端悬空时，6脚输出正满偏或者负满偏两者之中的一个电压。
所述的比较器采用双比较器，分别为上限比较器和下限比较器，型号均为LM393，由正负15V供电，前级过来的信号同时接入上限比较器的负端和下限比较器的正端；上限比较器的正端接上限电压，下限比较器的负端接下限电压。
所述的报警电路包括三极管和发光二极管，前级输入通过20KΩ电阻连接三极管的基极，三极管的发射极与二极管和500Ω电阻均相连；在3.3V的输出端与前级输入之前串联有20KΩ电阻和5.5KΩ电阻，3.3V的输出端通过200Ω电阻连接二极管，3.3V的输出端通过4.7KΩ电阻连接500Ω电阻；前级输入通过20KΩ电阻、5.5KΩ电阻、4.7KΩ电阻连接500Ω电阻；500Ω电阻连接至处理器。
有益效果：与现有的技术相比，本发明的开尔文接地报警电路，利用运算放大器输入悬空则会满偏的特性，将满偏的电压送至比较器做比较，比较器则可通过该电压得出一个确定的比较结果，非常符合接地开尔文检测的需要。当由于误操作使得地sense线没有连接时，本电路可即使产生报警，可及时避免系统工作在不正常状态下，进而避免了时间的浪费和设备的损坏。
附图说明
图1是开尔文接地报警电路的结构示意图；
图2是存储器深度扩展示意图；
图3是三级管实现的转换电路图。
具体实施方式
下面结合具体附图对本发明做进一步的说明。
如图1所示，开尔文接地报警电路，包括限压电路，运算放大器，比较器和报警电路；限压电路，运算放大器，比较器和报警电路依次串联。
限压电路由两个二极管和一个串联电阻来实现，二极管型号均为1N4148，电阻在此选择10KΩ串在信号输入路径上，二极管其中一个正向接+15V电源，另一个反向接-15V电源(如图2)。该电路的作用是当输入信号过大时保护后级电路不受损坏。1N4148的管压降约为0.4V，如果输入电压超过+14.6V则上面二极管导通，超过-14.6V则下面二极管导通，电阻上会产生压降，最终到达后级的电压被限制在正负15V范围内。
运算放大器选用LF356，该放大器优点是速度较快。放大器由正负15V供电，所以输入必须被限制在正负15V范围内，这就是限压电路的意义所在。该放大器以跟随器的形式连接，即2脚和6脚短路，当3脚输入端悬空时，6脚将输出正满偏或者负满偏两者之中的一个电压。
比较器选用LM393，该芯片为双比较器，本实施例需要上下限两种状态比较，所以使用双比较器比较合适，用于上限比较的称为上限比较器，用于下限比较的称为下限比较器。比较器由正负15V供电，前级过来的信号同时接入上限比较器的负端和下限比较器的正端。上限比较器的正端接上限电压，下限比较器的负端接下限电压。上限电压和下限电压由实际应用需求决定，本例中报警的上下限设置为+1V/-1V，所以上限电压为+1V，下限电压为-1V。两个电压由正负15V电源经过电阻分压分别得到，电阻选用140K和10K。比较器当正端电压大于负端电压时输出正逻辑，当正端电压小于负端电压时输出负逻辑，当前选用的比较器为集电极开路输出，正逻辑以高阻态形式给出，负逻辑即为地脚上的电平(本例中比较器的地脚接-15V电源)，所以将两个比较器的输出短路在一起使用，目的是当两个比较器有任意一个出现负逻辑时，输出即为负逻辑。当前级输入悬空时，本级输入电压约为+13V或-13V，无论是哪种情况都超过本例设置的上限电压和下限电压，所以此时本级输出必定是负逻辑。
报警电路包括三极管和发光二极管，前级输入通过20KΩ电阻连接三极管的基极，三极管的发射极与二极管和500Ω电阻均相连；在3.3V的输出端与前级输入之前串联有20KΩ电阻和5.5KΩ电阻，3.3V的输出端通过200Ω电阻连接二极管，3.3V的输出端通过4.7KΩ电阻连接500Ω电阻；前级输入通过20KΩ电阻、5.5KΩ电阻、4.7KΩ电阻连接500Ω电阻；500Ω电阻连接至处理器。该报警电路由三极管和发光二极管实现，使用发光二极管可以直观的发现报警的产生，但为避免操作人员忽略报警灯被点亮，本方案同时产生报警信号送至处理器，通过处理器返回到电脑界面上提示给操作员，或做一些硬件上的保护动作，如断电、复位等。由于通常情况处理器的输入信号格式为LVTTL即3.3V电平标准，所以需要将前级的正负逻辑状态转换为3.3V和0V再送至处理器。在此转换电路以三级管实现，本例选用2N2907，该三极管为PNP管(如图3)。当前级信号为高阻态时，三极管基极约为3.3V，三极管为截止状态，发光二极管没有电流流过即不会被点亮，200Ω电阻没有压降所以输出至处理器的信号约为3.3V，即为高电平。当前级信号为负逻辑即-15V时，基极电压Vb＝3.3-(3.3+15)*5.5/25.5约为-0.65V，发射极电压Ve＝Vb+0.7约为0.05V，送至处理器即为低电平，二极管电流约7mA，被点亮。所以送至处理器的报警信号为低电平有效。处理器可以由诸如FPGA等可编程功能芯片承担。
本发明的开尔文接地报警电路，利用运算放大器输入悬空则会满偏的特性，将满偏的电压送至比较器做比较，比较器则可通过该电压得出一个确定的比较结果，非常符合接地开尔文检测的需要。当由于误操作使得地sense线没有连接时，本电路可即使产生报警，可及时避免系统工作在不正常状态下，进而避免了时间的浪费和设备的损坏。

Claims (3)

1.一种开尔文接地报警电路，其特征在于，包括限压电路、运算放大器、比较器和报警电路；所述的限压电路、运算放大器、比较器和报警电路依次串联；所述的限压电路由2个二极管和1个串联电阻组成，二极管其中一个正向接+15V电源，另一个反向接-15V电源；所述的比较器采用双比较器，分别为上限比较器和下限比较器，型号均为LM393，由正负15V供电，前级过来的信号同时接入上限比较器的负端和下限比较器的正端；上限比较器的正端接上限电压，下限比较器的负端接下限电压；所述的报警电路包括三极管和发光二极管，前级输入通过20KΩ电阻连接三极管的基极，三极管的发射极与发光二极管的阴极和500Ω电阻均相连；在3.3V的输出端与前级输入之前串联有5.5KΩ电阻和20KΩ电阻，3.3V的输出端通过200Ω电阻连接发光二极管的阳极，3.3V的输出端通过4.7KΩ电阻连接500Ω电阻；前级输入通过20KΩ电阻、5.5KΩ电阻、4.7KΩ电阻连接500Ω电阻的一端；500Ω电阻的另一端连接至处理器；所述的运算放大器以跟随器的形式连接，当运算放大器3脚输入端悬空时，6脚输出正满偏或者负满偏两者之中的一个电压。
2.根据权利要求1所述的开尔文接地报警电路，其特征在于，所述的二极管型号均为1N4148，串联电阻为10KΩ并串在信号输入路径上。
3.根据权利要求1所述的开尔文接地报警电路，其特征在于，所述的运算放大器的型号为LF356。
CN201610862837.6A 2016-09-29 2016-09-29 一种开尔文接地报警电路 Active CN106501655B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610862837.6A CN106501655B (zh) 2016-09-29 2016-09-29 一种开尔文接地报警电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610862837.6A CN106501655B (zh) 2016-09-29 2016-09-29 一种开尔文接地报警电路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106501655A CN106501655A (zh) 2017-03-15
CN106501655B true CN106501655B (zh) 2023-09-12

Family

ID=58291065

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610862837.6A Active CN106501655B (zh) 2016-09-29 2016-09-29 一种开尔文接地报警电路

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106501655B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997038492A1 (en) * 1996-04-04 1997-10-16 Analog Devices, Inc. A three state logic input
CN101109775A (zh) * 2007-07-04 2008-01-23 深圳市长运通集成电路设计有限公司 可编程电压监测电路
CN202433439U (zh) * 2011-12-23 2012-09-12 北京汉邦高科数字技术股份有限公司 一种接口信号检测告警电路
CN104901679A (zh) * 2015-06-12 2015-09-09 长沙景嘉微电子股份有限公司 一种新型输入检测电路
CN206193138U (zh) * 2016-09-29 2017-05-24 江苏艾科半导体有限公司 开尔文接地报警电路

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997038492A1 (en) * 1996-04-04 1997-10-16 Analog Devices, Inc. A three state logic input
CN101109775A (zh) * 2007-07-04 2008-01-23 深圳市长运通集成电路设计有限公司 可编程电压监测电路
CN202433439U (zh) * 2011-12-23 2012-09-12 北京汉邦高科数字技术股份有限公司 一种接口信号检测告警电路
CN104901679A (zh) * 2015-06-12 2015-09-09 长沙景嘉微电子股份有限公司 一种新型输入检测电路
CN206193138U (zh) * 2016-09-29 2017-05-24 江苏艾科半导体有限公司 开尔文接地报警电路

Also Published As

Publication number Publication date
CN106501655A (zh) 2017-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN203798939U (zh) 线序检测电路
CN102928726A (zh) 短路检测电路
CN202563046U (zh) 一种保险丝熔断报警装置
CN103298210B (zh) 过压保护电路以及具有过压保护电路的电子装置
CN104777394A (zh) 线序检测电路
CN209841987U (zh) 一种用于电解电容正负极的检测电路及检测装置
CN106501655B (zh) 一种开尔文接地报警电路
CN206193138U (zh) 开尔文接地报警电路
CN104535887A (zh) 一种开关量输出回路断线诊断系统和开关量输出模块
CN105116200B (zh) 一种兼容开关量和电平量的检测电路
CN204719122U (zh) 一种电压检测报警电路
CN204349330U (zh) 自检型开关状态指示仪
CN209132405U (zh) 电源开关状态检测电路
CN203690913U (zh) 一种带短路保护的防反接装置
CN203772299U (zh) 一种对射型传感器检测装置
CN104577961B (zh) 过压断电保护电路
CN217156768U (zh) 一种负载短路状态监测的电路
CN204720956U (zh) 一种具有缺相检测电路的三相不间断电源
CN212301774U (zh) 一种固态继电器触点的初始状态检测电路
CN213633692U (zh) Tvs管的导通性检测电路及检测装置
CN105334368A (zh) 一种麻醉机电磁阀电气自检电路
CN104122481A (zh) 多功能线缆检测装置
CN204065342U (zh) 一种igbt故障指示电路
CN203465345U (zh) 一种外部电压自动检测和报警电路
CN103446697A (zh) 一种点型火灾探测器连接故障检测装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant