CN108226619A - 一种电流型传感器信号调理电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电流型传感器信号调理电路，用以对多个电流型传感器输出的信号进行调理，从而简化信号调理电路的结构，减少成本。所述电流型传感器信号调理电路包括：与多个电流型传感器分别连接的多个信号处理单元，与所述多个信号处理单元连接的多路开关选择模块，以及与所述多路开关选择模块连接的输出单元；其中，所述信号处理单元用于对电流型传感器输出的电流值转换成电压值，并将电压值的模拟信号转换成数字信号；所述多路开关选择模块用于确定所述多个信号处理单元输出的数字信号输出的顺序；所述输出单元用于将所述多路开关选择模块输出的数字信号进行滤波、补偿处理后将数字信号输出。

Description

一种电流型传感器信号调理电路

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及一种电流型传感器信号调理电路。

背景技术

传感器是一种广泛应用于各个控制领域的精密传感器设置。传感器的信号调理是指把模拟信号变换为可用来进行数据采集、控制过程以及其他目的的数字信号。具体包括采用滤波器、转换器、放大器等电路改变输入信号并且输出。因为工业领域中的信号均具有高压、过流、浪涌等特征，从而不能被系统正确识别，需要进行调整以及清理，才能被系统正确识别。

一般的，模/数转换器(ADC)只能接收一定范围的模拟信号，而传感器把非电物理量变成电信号后，并不一定在模/数转换器的量程范围之内，因此，经过传感器输出的信号根据不同情况需要经过放大、滤波、补偿、隔离等保护过滤措施后，才能送入模/数转换器进行后续处理。

传统的传感器信号调理电路一般输入、输出都是模拟信号，结构简单、功能单一。当一个系统中需要通过多个传感器检测多路信号时，由于传感器的型号有很多，且当现场传感器比较多时，就需要多路信号调理电路同时使用，即现有技术中针对传感器的信号调理中只能针对一个传感器输入的信号进行调理，当有多个传感器时，则需要多个结构相同或者相似的调理电路对多个穿传感器的信号进行调理，从而造成了系统的复杂度和提高了成本。

发明内容

本发明提供一种电流型传感器信号调理电路，用以对多个电流型传感器输出的信号进行调理，从而简化信号调理电路的结构，减少成本。

本发明实施例提供的一种电流型传感器信号调理电路，用于对多个电流型传感器的信号进行调理，所述电流型传感器信号调理电路包括：

与多个电流型传感器分别连接的多个信号处理单元，与所述多个信号处理单元连接的多路开关选择模块，以及与所述多路开关选择模块连接的输出单元；其中，

所述信号处理单元用于对电流型传感器输出的电流值转换成电压值，并将电压值的模拟信号转换成数字信号；

所述多路开关选择模块用于确定所述多个信号处理单元输出的数字信号输出的顺序；

所述输出单元用于将所述多路开关选择模块输出的数字信号进行滤波、补偿处理后将数字信号输出。

在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述电流型传感器信号调理电路中，所述信号处理单元包括与电流型传感器的输出端依次连接的放大模块、电流电压转换模块、第一隔离模块、模/数转换器，所述模/数转换器的输出端作为所述信号处理单元的输出端；

其中，所述放大模块用于将与该放大模块连接的电流型传感器输出的模拟信号进行放大或衰减处理；

所述电流电压转换模块用于将放大模块输出的模拟信号的电流值转化为电压值；

所述第一隔离模块用于将接收的电压值的模拟信号进行去噪声处理；

所述模/数转换器用于将第一隔离模块输出的电压值的模拟信号转换为数字信号。

在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述电流型传感器信号调理电路中，所述电流型传感器信号调理电路还包括：

连接在所述信号处理单元输出端与所述多路开关选择模块之间的增益控制模块，所述增益控制模块还与每个信号处理单元中的放大模块连接；

所述增益控制模块用于接收多个信号处理单元中模/数转换器输出的数字信号，且当接收的每一数字信号不在该信号处理单元中的模/数转换器的预设阈值范围时，对该信号处理单元中的放大模块进行放大或衰减控制，当接收的数字信号在该信号处理单元中的模/数转换器的预设阈值范围内时，将所述数字信号输出给所述多路开关选择模块。

在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述电流型传感器信号调理电路中，所述增益控制模块包括：信号采集电路、均值计算电路和增益调整电路；

所述信号采集电路用于对每一信号处理单元输出的数字信号进行采集和存储；

所述均值计算电路用于对每一信号处理单元采集的数字信号取平均值；

所述增益调整电路用于当确定所述平均值小于该信号处理单元中模/数转换器的预设阈值的最小值，则控制该信号处理单元中的放大模块对模拟信号进行放大处理，当确定所述平均值大于该信号处理单元中模/数转换器的预设阈值的最大值，则控制该信号处理单元中的放大模块对模块信号进行衰减处理，当确定所述平均值位于该信号处理单元中模/数转换器的预设阈值的最小值和最大值之间时，将所述数字信号的平均值输出给多路开关选择模块。

在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述电流型传感器信号调理电路中，所述增益控制模块包括与所述多个信号处理单元一一对应的多个增益控制子模块，所述每一增益控制子模块包括所述信号采集电路、均值计算电路和增益调整电路。

在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述电流型传感器信号调理电路中，所述输出单元包括：与所述多路开关选择模块依次连接的滤波模块和补偿模块，所述补偿模块的输出端作为所述输出单元的第一输出端；

其中，所述滤波模块用于将所述多路开关选择模块输出的数字信号进行滤波处理；

所述补偿模块用于将所述滤波模块输出的数字信号进行非线性补偿。

在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述电流型传感器信号调理电路中，所述输出单元还包括：

连接在所述补偿模块输出端的数/模转换器，所述数/模转换器的输出端作为所述输出单元的第二输出端；

所述数/模转换器用于将补偿后的数字信号转换为模拟信号并输出。

在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述电流型传感器信号调理电路中，所述输出单元还包括：

连接在所述补偿模块和所述数/模转换器之间的第二隔离模块；

所述第二隔离模块用于将接收的数字信号进行去噪声处理。

在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述电流型传感器信号调理电路中，所述电流电压转换模块包括：第一电阻、第二电阻和第一电容；

所述第一电阻的一端作为所述电流电压转换模块的输入端，另一端连接所述第二电阻的第一端；

所述第二电阻的第一端连接所述第一电阻，另一端与所述第一电容的一端连接，所述第二电阻的两端之间的电压作为所述电流电压转换模块的输出端；

所述第一电容并联在所述第二电阻的两端。

在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述电流型传感器信号调理电路中，所述电流电压转换模块包括：第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻和第二电容，以及运算放大器；

所述运算放大器的正向输入端连接所述第三电阻，反向输入端接地，所述运算放大器的输出端连接所述第四电阻；

所述第三电阻连接在所述电流电压转换模块的输入端和运算放大器的正向输入端之间；

所述第四电阻连接在所述运算放大器的输出端与电流电压转换模块的输出端之间；

所述第五电阻的一端连接运算放大器的反向输入端，另一端连接所述第六电阻；

所述第六电阻一端连接所述第三电阻，另一端连接所述第五电阻；

所述第二电容并联在所述第六电阻的两端；

所述第七电阻连接在所述运算放大器的反相输入端与电流电压转换模块的输出端之间。

在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述电流型传感器信号调理电路中，与每一信号处理单元连接的电流型传感器的型号不同。

本发明有益效果如下：

本发明实施例提供的一种电流型传感器信号调理电路中，包括：与多个电流型传感器分别连接的多个信号处理单元，与所述多个信号处理单元连接的多路开关选择模块，以及与所述多路开关选择模块连接的输出单元；其中，所述信号处理单元用于对电流型传感器输出的电流值转换成电压值，并将电压值的模拟信号转换成数字信号；所述多路开关选择模块用于确定所述多个信号处理单元输出的数字信号输出的顺序；所述输出单元用于将所述多路开关选择模块输出的数字信号进行滤波、补偿处理后将数字信号输出。因此，本发明实施例中的电流型传感器信号调理电路中，当有多个电流型传感器的信号需要进行调理时，将多个电流型传感器中每一模拟信号通过信号处理单元的处理后转换为电压值的数字信号后发送给多路开关选择模块，经过多路开关选择模块的处理将数字信号依次输出给输出单元，相比于现有技术，针对每一电流型传感器均需要一个单独的输出单元的复杂电路，本发明实施例提供的电流型传感器信号调理电路通过将多个信号处理单元输出的信号均经过一个多路开关选择模块和输出单元，从而简化了信号调理电路，且节省了成本。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种电流型传感器信号调理电路的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的第二种电流型传感器信号调理电路的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的第三种电流型传感器信号调理电路的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的增益控制模块的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的第四种电流型传感器信号调理电路的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的第五种电流型传感器信号调理电路的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的第六种电流型传感器信号调理电路的结构示意图；

图8(a)和图8(b)分别为本发明实施例提供的电流电压转换模块的电路结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种电流型传感器信号调理电路，用以对多个电流型传感器输出的信号进行调理，从而简化信号调理电路的结构，减少成本。

本发明实施例提供的一种电流型传感器信号调理电路，用于对多个电流型传感器的信号进行调理，电流型传感器信号调理电路包括：与多个电流型传感器分别连接的多个信号处理单元01，与多个信号处理单元01连接的多路开关选择模块02，以及与多路开关选择模块02连接的输出单元03(输出单元03连接输出端子OUTPUT)；其中，信号处理单元01用于对电流型传感器输出的电流值转换成电压值，并将电压值的模拟信号转换成数字信号；多路开关选择模块02用于确定多个信号处理单元输出的数字信号输出的顺序；输出单元03用于将多路开关选择模块输出的数字信号进行滤波、补偿处理后将数字信号输出。其中，图1中仅示意了三个信号处理单元，但不限于仅包括三个信号处理单元。

本发明实施例提供的一种电流型传感器信号调理电路中，包括：与多个电流型传感器分别连接的多个信号处理单元，与多个信号处理单元连接的多路开关选择模块，以及与多路开关选择模块连接的输出单元；其中，信号处理单元用于对电流型传感器输出的电流值转换成电压值，并将电压值的模拟信号转换成数字信号；多路开关选择模块用于确定多个信号处理单元输出的数字信号输出的顺序；输出单元用于将多路开关选择模块输出的数字信号进行滤波、补偿处理后将数字信号输出。因此，本发明实施例中的电流型传感器信号调理电路中，当有多个电流型传感器的信号需要进行调理时，将多个电流型传感器中每一模拟信号通过信号处理单元的处理后转换为电压值的数字信号后发送给多路开关选择模块，经过多路开关选择模块的处理将数字信号依次输出给输出单元，相比于现有技术，针对每一电流型传感器均需要一个单独的输出单元的复杂电路，本发明实施例提供的电流型传感器信号调理电路通过将多个信号处理单元输出的信号均经过一个多路开关选择模块和输出单元，从而简化了信号调理电路，且节省了成本。

参见图2，本发明实施例提供的上述电流型传感器信号调理电路中，信号处理单元01包括与电流型传感器的输出端依次连接的放大模块011、电流电压转换模块012、第一隔离模块013、模/数转换器(ADC)014，模/数转换器的输出端作为信号处理单元的输出端；其中，放大模块011用于将与该放大模块连接的电流型传感器输出的模拟信号进行放大或衰减处理；电流电压转换模块012用于将放大模块输出的模拟信号的电流值转化为电压值；第一隔离模块013用于将接收的电压值的模拟信号进行去噪声处理；模/数转换器014用于将第一隔离模块输出的电压值的模拟信号转换为数字信号。

其中，图2所示的信号处理单元中，若电流型传感器输出的信号无需进行去噪声处理时，可以将第一隔离模块去除，因此，信号处理单元可以不包括第一隔离模块。较佳地，为了避免传感器输出的信号存在噪声等干扰信号通过第一隔离模块的去噪声处理，从而达到信号无干扰的目的。

具体地，由于模/数转换器014均有属于自己的输入量程范围以及输出量程范围，因此为了避免传感器采集的模拟信号不在后续的模/数转换器014的输入量程范围内，需要通过放大模块011进行放大或者衰减。放大模块011用于对接收到的电流型传感器输出的模拟信号进行放大或衰减。具体地，将微小型电流传感器采集的模拟信号进行放大，使得放大后的模拟信号在后续的模/数转换器的量程范围内，或者将较大的模拟信号进行衰减，使得衰减后的模拟信号在后续的模/数转换器的量程范围内。

其中，第一隔离模块可以通过变压器、光或电容性耦合技术，切断接地回路，从而隔离高电压、浪涌、脉冲以及较高的共模电压等信号，从而起到保护电路去除噪声的目的。

在具体实施例中，本发明实施例提供的上述电流型传感器信号调理电路中，参见图3，电流型传感器信号调理电路还包括：连接在信号处理单元01输出端与多路开关选择模块02之间的增益控制模块04，增益控制模块04还与每个信号处理单元中的放大模块011连接；增益控制模块用于接收多个信号处理单元中模/数转换器输出的数字信号，且当接收的每一数字信号不在该信号处理单元中的模/数转换器的预设阈值范围时，对该信号处理单元中的放大模块进行放大或衰减控制，当接收的数字信号在该信号处理单元中的模/数转换器的预设阈值范围内时，将数字信号输出给多路开关选择模块。

进一步地，为了将经过模/数转换器输出的数字信号能被后续的模块进行数据解析，较佳地，通过模/数转换器输出的数字信号需要设置预设阈值范围内，即可以设置在模/数转换器量程的一半左右。因此，为了将经过模/数转换器进行转换后的数字信号达到该模/数转换器量程的一半，增益控制模块需要对模/数转换器输出的数字信号进行识别，当确定该数字信号在量程的一半左右，则直接将数字信号输出，当确定该数字信号不在量程的一半左右时，需要反馈给放大模块，经过放大模块再次的放大或者衰减后，使得模/数转换器输出的数字信号在预设的阈值范围内。其中，预设阈值范围可以根据不同型号的模/数转换器进行设置，较佳地，可以设置在模/数转换器最大量程的一半左右，具体数值在此不做具体限定。

在具体实施例中，本发明实施例提供的上述电流型传感器信号调理电路中，参见图4，增益控制模块04包括：信号采集电路041、均值计算电路042和增益调整电路043；信号采集电路用于对每一信号处理单元输出的数字信号进行采集和存储；均值计算电路用于对每一信号处理单元采集的数字信号取平均值；增益调整电路用于当确定所述平均值小于该信号处理单元中模/数转换器的预设阈值的最小值，则控制该信号处理单元中的放大模块对模拟信号进行放大处理，当确定所述平均值大于该信号处理单元中模/数转换器的预设阈值的最大值，则控制该信号处理单元中的放大模块对模块信号进行衰减处理，当确定所述平均值位于该信号处理单元中模/数转换器的预设阈值的最小值和最大值之间时，将数字信号的平均值输出给多路开关选择模块。

具体地，由于增益控制模块接收多个信号处理单元中模/数转换器输出的数字信号，因此增益控制模块与每一信号处理单元连接的端口相互独立，且当接收一个信号处理单元中的数字信号时，有相应的输出端口将是否需要再次控制放大模块的信号输出给该信号处理单元的放大模块，因此增益控制模块有多个输入端以及多个输出端。且在将数字信号发送给后续的多路开关选择模块时采用相互独立的通道进行数据传输，避免多路选择开关不确定是哪个信号处理单元发送的数字信号，因此，增益控制模块与多个信号处理单元连接的通道相互独立，且与多路开关选择模块连接的通路相互独立。信号采集电路041在预设时间内接收到一个信号处理单元中输出的多个数字信号后，将该数据进行采集并存储；均值计算电路042针对每一信号处理单元中采集的多个数字信号计算平均值；为了使得平均值能被后续的电路进行很好的解析，避免数字信号过大导致模/数转换器输入饱和或者数字信号过小不能充分利用模/数转换器的量程，增益调整电路043针对每一信号处理单元计算的平均值与该信号处理单元中模/数转换器的预设阈值进行比较，当确定该信号处理单元中的数字信号的平均值在预设阈值范围内时，则通过该信号处理单元所对应的通道将平均值发送给多路开关选择模块，当确定该信号处理单元中的数据信号的平均值不在预设阈值范围内，则通过该信号处理单元所对应的反馈通道控制放大模块进行放大或者衰减处理。其中，较佳地，预设阈值范围可以设置为模/数转换器量程的一半左右。例如，当模/数转换器的最大输出值为3.3V，则预设阈值可以为1.5V-1.6V，即预设阈值的最小值为1.5V，预设阈值的最大值为1.6V。当平均值位于1.5V-1.6V之间时，直接将数字信号的平均值进行输出，当数字信号的平均值小于1.5V时，增益调整电路043将发送放大模拟信号的命令给放大模块，对模拟信号进行放大，使得输出的数字信号位于1.5V-1.6V之间，其中，放大倍数根据数字信号的平均值与预设阈值的大小进行计算；当数字信号的平均值大于1.6V，增益调整电路043将发送衰减模拟信号的命令给放大模块，对模拟信号进行衰减，使得输出的数字信号位于1.5V-1.6V之间，衰减倍数根据数字信号的平均值与预设阈值的大小进行计算。可见，经过增益控制模块的调整使得输出的数字信号位于预设阈值范围内，放大模块将不再进行放大或者衰减。

在具体实施例中，参见图5，本发明实施例提供的上述电流型传感器信号调理电路中，增益控制模块04包括与多个信号处理单元一一对应的多个增益控制子模块040(图5中仅示意了三个，但不限于三个增益控制子模块)，每一增益控制子模块包括信号采集电路、均值计算电路和增益调整电路。具体地，每一增益控制子模块040用于接收与该信号处理单元对应的模/数转换器输出的数字信号，且当接收的数字信号不在该信号处理单元中的模/数转换器的预设阈值范围时，对该信号处理单元中的放大模块进行放大或衰减控制，当接收的数字信号在该信号处理单元中的模/数转换器的预设阈值范围内时，将所述数字信号输出给所述多路开关选择模块。具体地，每一增益控制子模块仅用于控制一个信号处理单元中的放大模块，使得每一增益控制子模块单独与该信号处理单元中的模块进行信息交互。例如，参见图5，支路m1中的增益控制子模块仅控制m1中的放大模块011；支路m2中的增益控制子模块040仅控制m2中的放大模块011；支路m3中的增益控制子模块040仅控制m3中的放大模块011。其中，每一增益控制子模块包括信号采集电路、均值计算电路和增益调整电路三个电路，具体地，信号采集电路、均值计算电路和增益调整电路三个电路的功能和上述介绍相同，在此不再赘述。

在具体实施例中，本发明实施例提供的多路开关选择模块具体用于：确定待接收的信号处理单元的个数，根据待接收的信号处理单元的个数确定各个信号处理单元依次输出数字信号的时间和顺序。具体地，由于现场可编程门阵列(Field－Programmable GateArray，FPGA)具有灵活的控制功能，所以基于FPGA的电流型传感器信号调理电路可以同时调理多个信号处理单元的数字信号。但是当每个信号处理单元中的传感器的种类或者类型不同导致差异很大，因此需要单独进行增益控制以及单独进行信号的传输。多路开关选择模块则需要将多个数字信号依次进行传输。具体地，多路开关选择模块首先检测多个信号处理单元中的是否有数字信号输出，当确定信号处理单元中有数字信号输出，且确定数字信号大于预设阈值时，则确定该信号处理单元中数字信号有效，需要进行数据的传输；当检测完所有信号处理单元后确定需要传输的信号处理单元个数，并根据信号处理单元个数选择每一信号处理单元传输的时间和顺序。例如，当与多路开关选择模块连接有四个信号处理单元，但通过检测确定有三个信号处理单元输出有效数据，则在预设时间内按照一定的顺序依次将三个信号处理单元中的数据输出给滤波模块。其中，针对每一信号处理单元输出的顺序和时间可以根据实际情况进行设定。例如，当信号处理单元一传输的数据较多时，可以给信号处理单元较多的时间进行传输；或者，选择将信号处理单元一中的数据传输完后，再将信号处理单元二中的数据进行传输。具体传输时间和顺序在此不做限定。

在具体实施例中，本发明实施例提供的上述电流型传感器信号调理电路中，参见图6，输出单元03包括：与多路开关选择模块依次连接的滤波模块031和补偿模块032，补偿模块032的输出端作为输出单元的第一输出端；其中，滤波模块031用于将多路开关选择模块输出的数字信号进行滤波处理；补偿模块032用于将滤波模块031输出的数字信号进行非线性补偿。

具体地，本发明实施例中的滤波模块可以根据实际需要选择合适的滤波器。如采用简单的低通滤波器，提高信号的信噪比，降低对信号的输出的干扰。其中，基于FPGA实现滤波的电路较为灵活，且实现方式种类较多。可以根据滤波速率、参数、以及输入信号的速率和差异性选择不同类型的滤波器。从而拓宽信号调理电路的使用范围。具体地，补偿电路主要是实现非线性校正，实现非线性校正是对传感器调理的一个重要功能。许多传感器的物理效应具有非线性，可以通过补偿模块实现非线性校正。例如，传感器通常情况下都对温度敏感，同时也具有非线性误差，因此在很多应用场合下必须对其误差进行补偿。其中，进行误差补偿的方法有很多，如直线补偿法、直线端基补偿法和查表法等。

较佳地，在对滤波模块输出的数字信号进行补偿的方式可以采用拟合函数实现非线性补偿。选择适当的拟合函数，利用能实现拟合函数的电路作为补偿模块的一部分，使得在补偿范围内，传感器的非线性可基本线性化，误差可减小到要求的范围以内。拟合函数的选择能将剩余的误差限制在有限范围内，且对输入信号的要求均是单值性的。采用连续函数作为拟合函数虽然要进行较多的数学运算，但误差函数是平滑、连续的，故结果易于观测分析。常用的拟合函数有:1/x，x^m，lgx，Ax+Bx³等。另外，还可以利用与电流型传感器已知的传输函数互补的电路实现该传感器的非线性补偿。如用对数函数补偿所测得的指数函数等。

在具体实施例中，本发明实施例提供的上述电流型传感器信号调理电路中，参见图7，输出单元还包括：连接在补偿模块032输出端的数/模转换器(DAC)033，数/模转换器033的输出端作为输出单元的第二输出端；数/模转换器用于将补偿后的数字信号转换为模拟信号并输出。具体地，当输出端子连接的器件只能接收模拟信号时，需要通过数/模转换器将经过补偿后的数字信号转换为模拟信号进行输出。可见，本发明实施例提供的电流型传感器信号调理电路即可以通过第一输出端输出数字信号，又可以通过第二输出端输出模拟信号，从而使得信号的输出更加灵活，对后续接收的器件不用进行限定。其中，数/模转换器的型号有很多中，可以根据实际需要进行选择，在此不做具体限定。

在具体实施例中，本发明实施例提供的上述电流型传感器信号调理电路中，参见图7，输出单元还包括：连接在补偿模块032和数/模转换器033之间的第二隔离模块034；第二隔离模块用于将接收的数字信号进行去噪声处理。第二隔离模块可以通过变压器、光或电容性耦合技术，切断接地回路，从而隔离高电压、浪涌、脉冲以及较高的共模电压等信号，从而起到保护电路去除噪声的目的。因此，本发明实施例提供的信号调理电路，不仅可以输出数字信号，而且能输出模拟信号，从而降低了对输出端子输出设备的限定。

在具体实施例中，本发明实施例提供的上述电流型传感器信号调理电路中，参见图8(a)，电流电压转换模块包括：第一电阻R1、第二电阻R2和第一电容C1；第一电阻R1的一端作为电流电压转换模块02的输入端，另一端连接第二电阻R2的第一端；第二电阻R2的第一端连接第一电阻R1，另一端与第一电容C1的一端连接，第二电阻R2的两端之间的电压作为电流电压转换模块的输出端；第一电容C1并联在第二电阻R2的两端。

具体地，输入的电流通过第二电阻R2的分压作用，实现将电流转化为电压的作用，同时，第一电阻R1和第一电容C1的组合实现低通滤波的作用，抑制高频的干扰。例如，当输入电流为Iin时，输出的电压值为Vout＝R2*Iin。

需要说明的是，图8(a)所示的电流电压转换电路结构简单，易于实现。其中，图8(a)所示的结构仅为较佳的实施例，但不限于图8(a)所示的结构。

在具体实施例中，本发明实施例提供的上述电流型传感器信号调理电路中，参见图8(b)，电流电压转换模块包括：第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7和第二电容C2，以及运算放大器OP1；运算放大器OP1的正向输入端(+)连接第三电阻R3，反向输入端(-)接地GND，运算放大器OP1的输出端连接第四电阻R4；第三电阻R3连接在电流电压转换模块的输入端和运算放大器的正向输入端(+)之间；第四电阻R4连接在运算放大器OP1的输出端与电流电压转换模块的输出端之间；第五电阻R5的一端连接运算放大器的反向输入端(-)，另一端连接第六电阻R6；第六电阻R6一端连接第三电阻R3，另一端连接第五电阻R5；第二电容C2并联在第六电阻R6的两端；第七电阻R7连接在运算放大器的反相输入端(-)与电流电压转换模块的输出端之间。

具体地，输入电流经过第三电阻R3产生一个电压，然后将该电压值输入给运算放大器，将输入和输出隔离开，使得连接在电流电压转换模块上的负载不能影响输入电流在第三电阻上产生的电压，其中第二电容C2能够滤波高频信号，从而避免高频信号的干扰。如，当输入电流为Iin时，输出的电压值为Vout＝Iin*R6*(1+R7/R5)。

需要说明的是，图8(b)所示的电流电压转换电路结构可以避免高频信号的干扰，且不受连接在电流电压转换电路中负载的影响，使得转换的信号较为稳定。其中，图8(b)所示的结构仅为较佳的实施例，但不限于图8(b)所示的结构。

在具体实施例中，本发明实施例提供的上述电流型传感器信号调理电路中，与每一信号处理单元连接的电流型传感器的型号不同。具体地，针对不同信号的电流型传感器，每一信号处理单元中的放大模块、电流电压转换模块、第一隔离模块、模/数转换器也可以各不相同。

综上，本发明实施例提供的一种电流型传感器信号调理电路中，包括：与多个电流型传感器分别连接且一一对应的多个信号处理单元，每一信号处理单元包括与电流型传感器的输出端依次连接的放大模块、电流电压转换模块、第一隔离模块、模/数转换器；与各个信号处理单元中的模/数转换器的输出端连接的增益控制模块、与增益控制模块的输出端连接的多路开关选择模块、以及与多路开关选择模块的输出端连接的输出单元，输出单元包括滤波模块、补偿模块，其中，增益控制模块还与各个信号处理单元中的放大模块连接；其中，放大模块用于将与该放大模块连接的电流型传感器输出的模拟信号进行放大或衰减处理；电流电压转换模块用于将放大模块输出的模拟信号的电流值转化为电压值；模/数转换器用于将电流电压转换模块输出的的模拟信号转换为数字信号；增益控制模块用于接收多个信号处理单元中模/数转换器输出的数字信号，且当接收的每一数字信号不在该信号处理单元中的模/数转换器的预设阈值范围时，对该信号处理单元中的放大模块进行放大或衰减控制，当接收的数字信号在该信号处理单元中的模/数转换器的预设阈值范围内时，将数字信号输出给多路开关选择模块；多路开关选择模块用于将增益控制模块输出的多个数字信号进行选择性的输出给滤波模块；滤波模块用于将接收到的数字信号进行滤波处理，并输出给补偿模块，补偿模块用于将滤波后的数字信号进行非线性补偿后输出。因此，本发明实施例中的电流型传感器信号调理电路中，当有多个电流型传感器的信号需要进行调理时，将多个电流型传感器中每一模拟信号通过放大电路进行放大或者衰减后，经过电流电压转换模块将电流信号转换为电压信号后，发送给与该信号处理单元对应的模/数转换器，所有信号处理单元中的模/数转换器将模拟信号转化为数字信号后发送给增益控制模块，增益控制模块根据接收的数字信号，以及接收的数字信所对应的模数转换器的量程对该信号处理单元中放大模块的控制，使得该信号处理单元中的传感器输出的模拟信号符合模数转换器的量程，并输出数字信号。进一步地，通过将增益控制模块输出的多个数字信号发送给多路开关选择模块，多路开关选择模块选择性的将多个数字信号进行输出，并发送给滤波模块，经过滤波模块的滤波作用以及补偿模块的非线性补偿，将数字信号进行输出。因此，本发明实施中将每个信号处理单元中的模/数转换器输出的数字信号均通过增益控制模块、多路开关控制模块、滤波模块、补偿模块进行输出，从而简化了调理电路的结构，且节省了成本。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种电流型传感器信号调理电路，用于对多个电流型传感器的信号进行调理，其特征在于，所述电流型传感器信号调理电路包括：

与多个电流型传感器分别连接的多个信号处理单元，与所述多个信号处理单元连接的多路开关选择模块，以及与所述多路开关选择模块连接的输出单元；其中，

所述信号处理单元用于对电流型传感器输出的电流值转换成电压值，并将电压值的模拟信号转换成数字信号；

所述多路开关选择模块用于确定所述多个信号处理单元输出的数字信号输出的顺序；

所述输出单元用于将所述多路开关选择模块输出的数字信号进行滤波、补偿处理后将数字信号输出。

2.根据权利要求1所述的信号调理电路，其特征在于，其特征在于，所述信号处理单元包括与电流型传感器的输出端依次连接的放大模块、电流电压转换模块、第一隔离模块、模/数转换器，所述模/数转换器的输出端作为所述信号处理单元的输出端；

其中，所述放大模块用于将与该放大模块连接的电流型传感器输出的模拟信号进行放大或衰减处理；

所述电流电压转换模块用于将放大模块输出的模拟信号的电流值转化为电压值；

所述第一隔离模块用于将接收的电压值的模拟信号进行去噪声处理；

所述模/数转换器用于将第一隔离模块输出的电压值的模拟信号转换为数字信号。

3.根据权利要求2所述的信号调理电路，其特征在于，所述电流型传感器信号调理电路还包括：

连接在所述信号处理单元输出端与所述多路开关选择模块之间的增益控制模块，所述增益控制模块还与每个信号处理单元中的放大模块连接；

所述增益控制模块用于接收多个信号处理单元中模/数转换器输出的数字信号，且当接收的每一数字信号不在该信号处理单元中的模/数转换器的预设阈值范围时，对该信号处理单元中的放大模块进行放大或衰减控制，当接收的数字信号在该信号处理单元中的模/数转换器的预设阈值范围内时，将所述数字信号输出给所述多路开关选择模块。

4.根据权利要求3所述的信号调理电路，其特征在于，所述增益控制模块包括：信号采集电路、均值计算电路和增益调整电路；

所述信号采集电路用于对每一信号处理单元输出的数字信号进行采集和存储；

所述均值计算电路用于对每一信号处理单元采集的数字信号取平均值；

所述增益调整电路用于当确定所述平均值小于该信号处理单元中模/数转换器的预设阈值的最小值，则控制该信号处理单元中的放大模块对模拟信号进行放大处理，当确定所述平均值大于该信号处理单元中模/数转换器的预设阈值的最大值，则控制该信号处理单元中的放大模块对模块信号进行衰减处理，当确定所述平均值位于该信号处理单元中模/数转换器的预设阈值的最小值和最大值之间时，将所述数字信号的平均值输出给多路开关选择模块。

5.根据权利要求4所述的信号调理电路，其特征在于，所述增益控制模块包括与所述多个信号处理单元一一对应的多个增益控制子模块，所述每一增益控制子模块包括所述信号采集电路、均值计算电路和增益调整电路。

6.根据权利要求1所述的信号调理电路，其特征在于，所述输出单元包括：与所述多路开关选择模块依次连接的滤波模块和补偿模块，所述补偿模块的输出端作为所述输出单元的第一输出端；

其中，所述滤波模块用于将所述多路开关选择模块输出的数字信号进行滤波处理；

所述补偿模块用于将所述滤波模块输出的数字信号进行非线性补偿。

7.根据权利要求6所述的信号调理电路，其特征在于，所述输出单元还包括：

连接在所述补偿模块输出端的数/模转换器，所述数/模转换器的输出端作为所述输出单元的第二输出端；

所述数/模转换器用于将补偿后的数字信号转换为模拟信号并输出。

8.根据权利要求7所述的信号调理电路，其特征在于，所述输出单元还包括：

连接在所述补偿模块和所述数/模转换器之间的第二隔离模块；

所述第二隔离模块用于将接收的数字信号进行去噪声处理。

9.根据权利要求1所述的信号调理电路，其特征在于，所述电流电压转换模块包括：第一电阻、第二电阻和第一电容；

所述第一电阻的一端作为所述电流电压转换模块的输入端，另一端连接所述第二电阻的第一端；

所述第二电阻的第一端连接所述第一电阻，另一端与所述第一电容的一端连接，所述第二电阻的两端之间的电压作为所述电流电压转换模块的输出端；

所述第一电容并联在所述第二电阻的两端。

10.根据权利要求1所述的信号调理电路，其特征在于，所述电流电压转换模块包括：第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻和第二电容，以及运算放大器；

所述运算放大器的正向输入端连接所述第三电阻，反向输入端接地，所述运算放大器的输出端连接所述第四电阻；

所述第三电阻连接在所述电流电压转换模块的输入端和运算放大器的正向输入端之间；

所述第四电阻连接在所述运算放大器的输出端与电流电压转换模块的输出端之间；

所述第五电阻的一端连接运算放大器的反向输入端，另一端连接所述第六电阻；

所述第六电阻一端连接所述第三电阻，另一端连接所述第五电阻；

所述第二电容并联在所述第六电阻的两端；

所述第七电阻连接在所述运算放大器的反相输入端与电流电压转换模块的输出端之间。

11.根据权利要求1所述的信号调理电路，其特征在于，与每一信号处理单元连接的电流型传感器的型号不同。