CN110954158B - 一种温度传感器和剩余电流互感器检测的自适应电路 - Google Patents
一种温度传感器和剩余电流互感器检测的自适应电路 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种温度传感器和剩余电流互感器检测的自适应电路，包括有信号输入端口CH+和信号输入端口CH‑，所述信号输入端口CH+和信号输入端口CH‑用于连接温度传感器或互感器；所述信号输入端口CH‑与所述电阻R2相连后接地，所述电阻R2与所述温度传感器内阻Rt或所述互感器的内阻Rct构成分压电路；隔直通交电路接入所述信号输入端口CH+，并在所述信号输入端口CH+连接有直流电压源；运算放大器的正极输入端与分压电路和隔直通交电路相连，其负极输入端接地；所述运算放大器的输出端与信号输出端口相连。本发明可自适应识别温度传感器和剩余电流互感器，有效提高工程现场施工调试效率。
Description
技术领域
本发明涉及电气火灾监控系统领域，尤其涉及一种温度传感器和剩余电流互感器检测的自适应电路。
背景技术
目前在电气火灾监控系统领域，判断用电线路是否存在安全隐患，运行是否可靠，一般采用监测线路回路是否存在异常漏电及监测线路接点温度是否过高等手段来判断；对于目前常用的监测设备以组合式电气火灾监控探测器居多，该类型探测器可以同时检测多路温度和多路剩余电流。
但是现有的每款定型的探测器的温度监测通道和剩余电流监测的通道数量是固定不变的，而且温度通道和剩余电流通道都是单独设计，不能互用，温度通道只能识别温度传感器，剩余电流通道只能识别剩余电流互感器。因此在工程现在应用中就造成使用不便，安装需要花费更多的精力区分温度通道和剩余电流通道接入问题，特别情况下，通道接入错误的传感器后会导致传感器损坏，或者精度变差。同时，固定温度通道和剩余电流通道的探测器在现场应用中容易出现配置过剩，导致浪费资源。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种温度传感器和剩余电流互感器检测的自适应电路，可自适应识别温度传感器和剩余电流互感器，有效提高工程现场施工调试效率。
本发明的目的采用如下技术方案实现：
一种温度传感器和剩余电流互感器检测的自适应电路，包括：
信号输入端，包括信号输入端口CH+和信号输入端口CH-，所述信号输入端口CH+和信号输入端口CH-用于连接温度传感器或互感器；
分压电路，包括电阻R2，所述信号输入端口CH-与所述电阻R2相连后接地，所述电阻R2与所述温度传感器内阻Rt或所述互感器的内阻Rct构成分压电路；
隔直通交电路，接入所述信号输入端口CH+，并在所述信号输入端口CH+连接有直流电压源；
运算放大器，运算放大器的正极输入端与分压电路和隔直通交电路相连，其负极输入端接地；
信号输出端口，与所述运算放大器的输出端相连。
进一步地，所述隔直通交电路包括串联的电阻R1和电容C1。
进一步地，所述运算放大器的型号为MCP6004。
进一步地，所述信号输入端口CH+和信号输入端口CH-接入温度传感器时，温度传感器的内阻Rt与电阻R2构成分压电路，使所述运算放大器的正极输入端处的电压为R2*VREF/(R2+Rt)。
进一步地，所述信号输入端口CH+和信号输入端口CH-接入温度传感器时，所述信号输出端口输出平稳的直流电压信号，其波形趋向于平滑的直线。
进一步地，所述信号输入端口CH+和信号输入端口CH-接入互感器后，互感器内的线圈有固定的内阻Rct，接入到所述信号输入端口CH+和信号输入端口CH-后会在CH+和CH-之间获得一个直流电压信号；当互感器没有剩余电流流经时，隔直通交电路不导通，使得运算放大器的正极输入端获得电压值大小为VREF*R2/(Rct+R2)的直流电压值；当互感器有剩余电流经过时，互感器输出固定比例的交流电流，交流电流经过隔直通交电路形成闭合回路，使得隔直通交电路产生一个变化的电压信号，在运算放大器的正极输入端处会产生一个同步的电压信号，该电压信号与流经互感器的电流大小成正比例变化。
进一步地，所述信号输入端口CH+和信号输入端口CH-接入互感器时，所述信号输出端口输出的信号为周期性的电压信号，波形为正弦波信号，频率固定。
进一步地，所述运算放大器的负极输入端串联电阻R3后接地。
进一步地，所述运算放大器的负极输入端通过电阻R4连接到运算放大器的输出端构成反馈电路。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明由电阻器、电容器、运算放大器构成一个自适应识别温度传感器和剩余电流互感器电路，当温度传感器或者剩余电流互感器接入到信号输入端口时，经过自适应电路可识别出接入的传感器类型，有效解决了现场需要温度监测通道和剩余电流监测通道数量多变的情景应用，从而提高工程现场施工调试效率。
附图说明
图1为本发明的电路结构示意图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
一种温度传感器和剩余电流互感器检测的自适应电路，可自适应识别接入的传感器类型，提高区分温度通道和剩余电流通道的效率，避免因通道接入错误的传感器后导致传感器损坏或精度变差的情况出现。
如图1所示，所述自适应电路包括有两个信号输入端口，分别为信号输入端口CH+和信号输入端口CH-，所述信号输入端口CH+和信号输入端口CH-用于连接温度传感器或互感器。
而在本实施例中，所述信号输入端口CH-接入电阻R2后接地，同时所述信号输入端口CH-与运算放大器的正极输入端相连；所述信号输入端口CH+直接连接到VREF基准电压源，同时信号输入端口CH+通过连接电阻R1与电容C1串联后与信号输入端口CH-和运算放大器的正极输入端口相连。而本实施例采用的运算放大器型号为MCP6004，所述运算放大器的负极输入端通过电阻R3连接到信号地GND，运算放大器的负极输入端通过电阻R4连接到运算放大器的输出端口构成反馈电路。
其中上述电路中的电阻R1、R2、R3和R4均设为高精度低温漂的电阻，其精度为0.5％，而电路中的电容C1则设为高精度低温漂的电容，其精度为1％。
本实施例的工作原理如下：
所述信号输入端口CH+和信号输入端口CH-接入剩余电流互感器CT后，由于剩余电流互感器CT内的线圈具有固定的内阻Rct，使得剩余电流互感器CT接入到输入端口后会在CH+和CH-之间获得一个较小的直流电压信号。当剩余电流互感器没有剩余电流经过时，即没有输出电流，此时互感器相当于一个小值电阻器构成分压电路，运算放大器的正极输入端处会获得一个接近于VREF的直流电压值，其电压值大小为VREF*R2/(Rct+R2)，经过运算放大器放大后输出；当剩余电流互感器有剩余电流经过时，互感器输出固定比例的交流电流，由于电容器C1对于交流信号具有导通作用，因此交流电流经过电阻R1和电容C1后形成闭合回路，其等效电阻为Rc1，此时在电阻R1和电容器C1上产生一个变化的电压信号，在运算放大器的正极输入端处会产生一个同步的电压信号，该电压信号与流经剩余电流互感器的电流大小成正比例变化，即剩余电流互感器输出的信号为周期性的电压信号，波形为正弦波信号，频率固定。
当信号输入端口CH+和信号输入端口CH-接入温度传感器后，由于温度传感器是一种温度系数的电阻器，温度传感器的电阻值随着温度的变化而变化，因此当温度传感器所在环境的温度升高时，温度传感器的阻值Rt降低，当环境温度的降低时，温度传感器的电阻值Rt增大。
当信号输入端口CH+和CH-接入温度传感器后，温度传感器的阻值Rt与电阻R2构成一个分压电路，由于电容器C1起到隔直流信号作用，因此此时电阻R1和电容器C1构成的电路不导通，运算放大器正极输入端口处电压为R2*VREF/(R2+Rt)；当温度传感器的环境温度升高时，其自身电阻值Rt变小，Rt电阻分压电压幅值减小，此时，运算放大器的正极输入端处的电压信号幅值增大；当温度传感器的环境温度降低时，温度传感器的电阻值Rt增大，Rt电阻分压电压幅值增加，此时，运算放大器的正极输入端处电压信号幅值减小，即温度传感器产生的是平稳的直流电压信号，波形趋于平滑的直线。
可见，信号输入端口接温度传感器和剩余电流互感器时，其信号输出端口所产生的信号是两种不同的电压信号类型，可通过输出的波形即可识别出接入信号输入端口的传感器是温度传感器还是剩余电流互感器，解决了工程现场对于温度通道和剩余电流通道不能灵活兼容接线的问题，避免了复杂的工程安装施工调试情况，有效的提高产品的可靠性，提高了调试效率。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (8)
1.一种温度传感器和剩余电流互感器检测的自适应电路，其特征在于，包括：
信号输入端，包括信号输入端口CH+和信号输入端口CH-，所述信号输入端口CH+和信号输入端口CH-用于连接温度传感器或互感器；
分压电路，包括电阻R2，所述信号输入端口CH-与所述电阻R2相连后接地，所述电阻R2与所述温度传感器的 内阻Rt或所述互感器的内阻Rct构成分压电路；
隔直通交电路，接入所述信号输入端口CH+，并在所述信号输入端口CH+连接有直流电压源；所述隔直通交电路包括串联的电阻R1和电容C1；
运算放大器，运算放大器的正极输入端与分压电路和隔直通交电路相连，其负极输入端接地；
信号输出端口，与所述运算放大器的输出端相连。
2.根据权利要求1所述的温度传感器和剩余电流互感器检测的自适应电路，其特征在于，所述运算放大器的型号为MCP6004。
3.根据权利要求1所述的温度传感器和剩余电流 互感器检测的自适应电路，其特征在于，所述信号输入端口CH+和信号输入端口CH-接入温度传感器时，温度传感器的内阻Rt与电阻R2构成分压电路，使所述运算放大器的正极输入端处的电压为R2*VREF/(R2+Rt)。
4.根据权利要求3所述的温度传感器和剩余电流 互感器检测的自适应电路，其特征在于，所述信号输入端口CH+和信号输入端口CH-接入温度传感器时，所述信号输出端口输出平稳的直流电压信号，其波形趋向于平滑的直线。
5.根据权利要求1所述的温度传感器和剩余电流 互感器检测的自适应电路，其特征在于，所述信号输入端口CH+和信号输入端口CH-接入互感器后，互感器内的线圈有固定的内阻Rct，接入到所述信号输入端口CH+和信号输入端口CH-后会在CH+和CH-之间获得一个直流电压信号；当互感器没有剩余电流流经时，隔直通交电路不导通，使得运算放大器的正极输入端获得电压值大小为VREF*R2/(Rct+R2)的直流电压值；当互感器有剩余电流经过时，互感器输出固定比例的交流电流，交流电流经过隔直通交电路形成闭合回路，使得隔直通交电路产生一个变化的电压信号，在运算放大器的正极输入端处会产生一个同步的电压信号，该电压信号与流经互感器的电流大小成正比例变化。
6.根据权利要求5所述的温度传感器和剩余电流 互感器检测的自适应电路，其特征在于，所述信号输入端口CH+和信号输入端口CH-接入互感器时，所述信号输出端口输出的信号为周期性的电压信号，波形为正弦波信号，频率固定。
7.根据权利要求1所述的温度传感器和剩余电流 互感器检测的自适应电路，其特征在于，所述运算放大器的负极输入端串联电阻R3后接地。
8.根据权利要求7所述的温度传感器和剩余电流 互感器检测的自适应电路，其特征在于，所述运算放大器的负极输入端通过电阻R4连接到运算放大器的输出端构成反馈电路。
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