CN106643816A - 一种与表具计数器配合使用的采样电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种与表具计数器配合使用的采样电路，包括电路板，电路板上设置有：一磁传感器：在有磁和无磁的情况下分别通过输出引脚输出高电平和低电平，或者有磁和无磁的情况下分别输出低电平和高电平；一微处理器：用于通过输入引脚接收磁传感器信号输出引脚发出的磁信号，进行AD转换后进行计数；一隔离防护电阻：用于消除焊接时静电对微处理器的引脚的冲击；一上拉电阻：用于保证磁传感器输出为高电平时，微处理器的输入引脚检测到一个可靠的高电平信号。本发明便于生产，可贴片完成，生产效率高，次品率低，并且通过隔离防护电阻，消除焊接时静电对微处理器的引脚的冲击，生产效率至少提高10%以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种与表具计数器配合使用的采样电路。
背景技术
自智能水表问世以来，其机械读数与电子读书的不一致问题始终困扰着用户和厂商，也一定程度阻碍了这类产品的市场推广。从设计上可靠地实现双读数的长期一致，是开发商必须面临的重要课题。将智能水表、燃气表的机械读数转换为电信号，进而做数字化处理，是各类智能水表的并经之路，而读数的不一致现象，多数源于机电信号转换环节。
目前智能水表、燃气表机电转换方式方法多样，有光电直读、摄像直读、磁直读、脉冲采集等方式，其中，脉冲采集以其结构简单，成本低廉的特点，在实际应用中得到大规模应用，但目前的脉冲采集大多采用干簧管作为采样器件，干簧管由玻璃制作而成，采用机械触点，在生产过程中极易破损，造成触点无法有效吸合，传统的霍尔器件功耗较高，也不适应需要低功耗工作的场合。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种与表具计数器配合使用的采样电路，解决了干簧管易破碎/机械触点接触不良导致的误动作的问题，还解决了干簧管在生产过程中成型不易/次品较多/干簧管固有的机械寿命较短的问题，还解决了前几代霍尔传感器功耗较高，不便用在超功耗仪表上使用的弊端。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种与表具计数器配合使用的采样电路，包括电路板，所述的电路板上设置有：
一磁传感器：在有磁和无磁的情况下分别通过输出引脚输出高电平和低电平，或者有磁和无磁的情况下分别输出低电平和高电平，或者在南极磁场S通过时输出低电平在北极磁场N通过时输出高电平，或在南极磁场S通过时输出高电平在北极磁场N通过时输出低电平；磁传感器的接地引脚接地，磁传感器的电源引脚接VCC；所述的磁传感器安装于表具计数器带磁字轮下方；
一微处理器：用于通过输入引脚接收磁传感器信号输出引脚发出的磁信号，进行AD转换后进行计数，微处理器的接地引脚接地，微处理器的电源引脚接VCC；
所述的电路板上还设置有：
一隔离防护电阻：用于消除焊接时静电对微处理器的引脚的冲击，隔离防护电阻设置于磁传感器信号输出端口与微处理器采样端口之间；
一上拉电阻：用于保证磁传感器输出为高电平时，微处理器的输入引脚检测到一个可靠的高电平信号，上拉电阻的一端连接隔离防护电阻与微处理器的公共连接点，上拉电阻的另一端连接VCC。
所述的电路板上还设置有：
一第一滤波电容：用于滤除磁传感器的电源噪声，第一滤波电容的一端连接磁传感器的输出引脚，第一滤波电容的另一端连接VCC。
所述的电路板上还设置有：
一第二滤波电容：用于滤除磁传感器的信号噪声，第二滤波电容的一端连接隔离防护电阻与微处理器的公共连接点，第一滤波电容的另一端接地。
所述的磁传感器采用中断检测完成信号采集。
所述的磁传感器内部包括施密特触发器。
所述的磁传感器为超低功耗全极磁开关或单极开关，采用STO23-3封装。
所述的磁传感器、微处理器、隔离防护电阻和上拉电阻设置于同一个电路板。
所述的磁传感器设置于采样电路板，所述的微处理器、隔离防护电阻和上拉电阻设置于主电路板；采样电路板通过线缆连接到主电路板的接线端子。
本发明的有益效果是：
1、便于生产。可贴片完成，生产效率高，次品率低，原干簧管只能手动焊接，且成型、搬运时容易破碎，次品率高；并且通过隔离防护电阻，消除焊接时静电对微处理器的引脚的冲击，生产效率至少提高10%以上。
2、磁传感器功耗低，可以用在智能水表、智能气表的机电转换电路和内采样电路，且可以持续供电，采用中断检测完成信号采集，相对于霍尔元器件，电路上不用对电源进行控制，简化了电路和处理程序。
3、磁传感仅对有效角度磁场敏感，安装在仪表内后，抗外部干扰能力强。
4、磁传感器内部带施密特触发器，可以避免在磁场临界点干簧管、霍尔传感器的误动作，提高了计数器计数的稳定性。
附图说明
图1为本发明实施例1电路连接图；
图2为本发明实施例2电路连接图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案：
如图1所示，实施例1为磁传感器、微处理器、隔离防护电阻和上拉电阻设置于同一个电路板。
一种与表具计数器配合使用的采样电路，包括电路板，所述的电路板上设置有：
一磁传感器：在有磁和无磁的情况下分别通过输出引脚输出高电平和低电平，或者有磁和无磁的情况下分别输出低电平和高电平，或者在南极磁场S通过时输出低电平在北极磁场N通过时输出高电平，或在南极磁场S通过时输出高电平在北极磁场N通过时输出低电平；磁传感器的接地引脚接地，磁传感器的电源引脚接VCC；所述的磁传感器安装于表具计数器带磁字轮下方；
其中，在本实施例中，磁传感器为超低功耗全极磁开关或单极开关，响应频率可到1KH，工作电流仅需1.5uA的特点，采用STO23-3封装，体积小，便于安装在计数器任何位置。
同时，在本实施例中，由于磁传感器功耗低，可以用在智能水表、智能气表的机电转换电路和内采样电路，且可以持续供电；采用中断检测完成信号采集，相对于霍尔元器件，电路上不用对电源进行控制，简化了电路和处理程序所述的磁传感器采用中断检测完成信号采集。进一步的，磁传感器内部带施密特触发器，可以避免在磁场临界点干簧管、霍尔传感器的误动作，提高了计数器计数的稳定性。磁传感器的型号可以为MMS2X1HS或MMS2X1HT。
一微处理器：用于通过输入引脚接收磁传感器信号输出引脚发出的磁信号，进行AD转换后进行计数，微处理器的接地引脚接地，微处理器的电源引脚接VCC；具体地，微处理器采用超低功耗8位或16位、32位MCU，用于处理采样信号，将脉冲信号转化为用量信息。
一隔离防护电阻：用于消除焊接时静电对微处理器的引脚的冲击，隔离防护电阻设置于磁传感器信号输出端口与微处理器采样端口之间。
一上拉电阻：用于保证磁传感器输出为高电平时，微处理器的输入引脚检测到一个可靠的高电平信号，上拉电阻的一端连接隔离防护电阻与微处理器的公共连接点，上拉电阻的另一端连接VCC。
在工作时，磁传感器安装于计数器带磁字轮下方，信号通过隔离防护电阻进入微处理器MCU。无磁时，传感器输出高电平，有磁时，传感器输出低电平。
进一步地，所述的电路板上还设置有：
一第一滤波电容：用于滤除磁传感器的电源噪声，避免电源噪声干扰，第一滤波电容的一端连接磁传感器的输出引脚，第一滤波电容的另一端连接VCC。
进一步地，所述的电路板上还设置有：
一第二滤波电容：用于滤除磁传感器的信号噪声，第二滤波电容的一端连接隔离防护电阻与微处理器的公共连接点，第一滤波电容的另一端接地。
如图2所示，实施例2为两块电路板，所述的磁传感器设置于采样电路板，所述的微处理器、隔离防护电阻和上拉电阻设置于主电路板；采样电路板通过线缆连接到主电路板的接线端子。
一种与表具计数器配合使用的采样电路，包括采样电路板和主电路板，采样电路板通过线缆接到主电路板的接线端子，所述的采样电路板包括：
一磁传感器：在有磁和无磁的情况下分别通过输出引脚输出高电平和低电平，或者有磁和无磁的情况下分别输出低电平和高电平，磁传感器的接地引脚接地，磁传感器的电源引脚接VCC；所述的磁传感器安装于表具计数器带磁字轮下方；
其中，在本实施例中，磁传感器为超低功耗全极磁开关或单极开关，响应频率可到1KH，工作电流仅需1.5uA的特点，采用STO23-3封装，体积小，便于安装在计数器任何位置。
同时，在本实施例中，由于磁传感器功耗低，可以用在智能水表、智能气表的机电转换电路和内采样电路，且可以持续供电；采用中断检测完成信号采集，相对于霍尔元器件，电路上不用对电源进行控制，简化了电路和处理程序所述的磁传感器采用中断检测完成信号采集。进一步的，磁传感器内部带施密特触发器，可以避免在磁场临界点干簧管、霍尔传感器的误动作，提高了计数器计数的稳定性。磁传感器的型号可以为MMS2X1HS或MMS2X1HT。
所述的主电路板包括：
一微处理器：用于通过输入引脚接收磁传感器信号输出引脚发出的磁信号，进行AD转换后进行计数，微处理器的接地引脚接地，微处理器的电源引脚接VCC；具体地，微处理器采用超低功耗8位或16位、32位MCU，用于处理采样信号，将脉冲信号转化为用量信息。
一隔离防护电阻：用于消除焊接时静电对微处理器的引脚的冲击，隔离防护电阻设置于磁传感器信号输出端口与微处理器采样端口之间。
一上拉电阻：用于保证磁传感器输出为高电平时，微处理器的输入引脚检测到一个可靠的高电平信号，上拉电阻的一端连接隔离防护电阻与微处理器的公共连接点，上拉电阻的另一端连接VCC。
在工作时，磁开关安装于计数器带磁字轮下方，通过线缆接到主板接线端子，信号通过R1隔离防护电阻进入MCU。无磁时，传感器输出高电平，有磁时，传感器输出低电平。
进一步地，所述的采样电路板还设置有：
一第一滤波电容：用于滤除磁传感器的电源噪声，避免电源噪声干扰，第一滤波电容的一端连接磁传感器的输出引脚，第一滤波电容的另一端连接VCC。
进一步地，所述的主电路板上还设置有：
一第二滤波电容：用于滤除磁传感器的信号噪声，第二滤波电容的一端连接隔离防护电阻与微处理器的公共连接点，第一滤波电容的另一端接地。
Claims (8)
1.一种与表具计数器配合使用的采样电路，包括电路板，所述的电路板上设置有：
一磁传感器：在有磁和无磁的情况下分别通过输出引脚输出高电平和低电平，或者有磁和无磁的情况下分别输出低电平和高电平，或者在南极磁场S通过时输出低电平在北极磁场N通过时输出高电平，或在南极磁场S通过时输出高电平在北极磁场N通过时输出低电平；磁传感器的接地引脚接地，磁传感器的电源引脚接VCC；所述的磁传感器安装于表具计数器带磁字轮下方；
一微处理器：用于通过输入引脚接收磁传感器信号输出引脚发出的磁信号，进行AD转换后进行计数，微处理器的接地引脚接地，微处理器的电源引脚接VCC；
其特征在于：所述的电路板上还设置有：
一隔离防护电阻：用于消除焊接时静电对微处理器的引脚的冲击，隔离防护电阻设置于磁传感器信号输出端口与微处理器采样端口之间；
一上拉电阻：用于保证磁传感器输出为高电平时，微处理器的输入引脚检测到一个可靠的高电平信号，上拉电阻的一端连接隔离防护电阻与微处理器的公共连接点，上拉电阻的另一端连接VCC。
2.根据权利要求1所述的一种与表具计数器配合使用的采样电路，其特征在于：所述的电路板上还设置有：
一第一滤波电容：用于滤除磁传感器的电源噪声，第一滤波电容的一端连接磁传感器的输出引脚，第一滤波电容的另一端连接VCC。
3.根据权利要求1所述的一种与表具计数器配合使用的采样电路，其特征在于：所述的电路板上还设置有：
一第二滤波电容：用于滤除磁传感器的信号噪声，第二滤波电容的一端连接隔离防护电阻与微处理器的公共连接点，第一滤波电容的另一端接地。
4.根据权利要求1所述的一种与表具计数器配合使用的采样电路，其特征在于：所述的磁传感器采用中断检测完成信号采集。
5.根据权利要求4所述的一种与表具计数器配合使用的采样电路，其特征在于：所述的磁传感器内部包括施密特触发器。
6.根据权利要求1所述的一种与表具计数器配合使用的采样电路，其特征在于：所述的磁传感器为超低功耗全极磁开关或单极开关，采用STO23-3封装。
7.根据权利要求1所述的一种与表具计数器配合使用的采样电路，其特征在于：所述的磁传感器、微处理器、隔离防护电阻和上拉电阻设置于同一个电路板。
8.根据权利要求1所述的一种与表具计数器配合使用的采样电路，其特征在于：所述的磁传感器设置于采样电路板，所述的微处理器、隔离防护电阻和上拉电阻设置于主电路板；采样电路板通过线缆连接到主电路板的接线端子。
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