CN113267990A - 一种负压跟踪装置及负压跟踪方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于仪表测量技术领域，尤其涉及：一种负压跟踪装置及负压跟踪方法，包括：第一电压采样电路与第一模拟通道的输出端连接；第二电压采样电路与第二模拟通道的输出端连接；处理模块反相输入端根据所述正极输出信号、第一负极输出信号的值获取电压采样信号，处理模块同相输入端与所述第二模拟通道的输出端连接；反馈输出电路，其用于根据所述处理模块的处理结果控制导通或截止；通过设置第一电压采样电路、第二电压采样电路、处理模块以及反馈输出电路，当负载动态调整时，两模拟输出通道电源电压输出幅值能同步变化，并且整个负压跟踪装置原理简单可靠，两模拟输出通道电源输出电压对称度高，能将两模拟输出通道的输出差异控制在毫伏范围内。

Description

一种负压跟踪装置及负压跟踪方法

技术领域

本发明涉及测量仪表技术领域，特别涉及一种负压跟踪装置及负压跟踪方法。

背景技术

在测量仪表上往往需要配置有两个以上的模拟输出通道，其主要作用是把CPU处理后的数字量转换成模拟量(连续变化的电流或电压)，而模拟输出通道具有可靠性高、精度高等特点，还必须具有保持功能，以保证控制对象稳定工作。

传统的测量仪表中，是通过两个独立的稳压电路分别控制两个通道电源的输出。两个独立的稳压电路的稳压电源控制部分电路十分复杂，并且当两路电路串联输出且负载动态调整时，两模拟输出通道电源电压的输出幅值不一致，且两通道输出差异大，难以满足测量需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种负压跟踪装置及负压跟踪方法，旨在解决现有技术中两个独立的稳压电路的稳压电源控制部分电路十分复杂，并且当两路电路串联输出且负载动态调整时，两模拟输出通道电源电压的输出幅值不一致，且两通道输出差异大，难以满足测量需求的技术问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供的一种负压跟踪装置，包括：

第一电压采样电路，其与第一模拟通道的输出端连接，以获取正极输出信号；

第二电压采样电路，其与第二模拟通道的输出端连接，以获取第一负极输出信号；

处理模块，所述处理模块反相输入端根据所述正极输出信号、第一负极输出信号的值获取电压采样信号，所述处理模块同相输入端与所述第二模拟通道的输出端连接，用于获取第二负极输出信号，并对所述电压采样信号、第二负极输出信号进行处理；

反馈输出电路，其用于根据所述处理模块的处理结果控制导通或截止；

其中，若所述第二负极输出信号的值低于所述电压采样信号的值，则所述反馈输出电路导通，并生成反馈信号，以提升所述第二模拟通道的输出端电压。

优选的，所述第一电压采样电路包括并联的第一路及第二路，所述第一路一端与所述第一模拟通道的输出端连接，所述第一路上设置有采样电阻R1，所述第二路一端接地，所述第二路上设置有采样电阻R2，所述采样电阻R1阻值小于所述采样电阻R2阻值。

优选的，所述第二电压采样电路包括并联的第三路及第四路，所述第三路一端与所述第二模拟通道的输出端连接，所述第三路上设置有采样电阻R4，所述第四路一端接地，所述第四路上设置有采样电阻R3，所述采样电阻R4阻值小于所述采样电阻R3阻值；

所述第一路、第二路的并联端与所述第三路、第四路的并联端串联，且与所述处理模块反相输入端连接。

优选的，所述处理模块反相输入端与所述第一电压采样电路、所述第二电压采样电路之间连接有滑动变阻器VR5，所述处理模块反相输入端与该处理模块输出端之间串联有电阻R6及电容C1。

优选的，所述处理模块同相输入端连接有匹配电阻R7，所述匹配电阻R7一端连接有分压电路。

优选的，所述分压电路包括相互并联的第五路及第六路，所述第五路一端与所述第二模拟通道的输出端连接，所述第五路上设置有电阻R8，所述第六路一端接地，所述第六路上设置有电阻R9。

优选的，所述处理模块为运算放大器U10。

优选的，所述反馈输出电路包括二极管D1、三极管Q1、电阻R10及电阻R11，所述三极管Q1发射极通过电阻R10与第一正极电压连接，所述三极管Q1集电极通过电阻R11与第一负极电压连接，所述三极管Q1基极与所述二极管D1正极连接，所述二极管D1负极与所述处理模块输出端连接；

所述三极管Q1集电极与所述电阻R11之间设有一支路与所述第二模拟通道输出端连接。

优选的，所述电阻R10阻值为10kΩ，所述电阻R11阻值为7.5kΩ。

一种负压跟踪方法，包括：

获取正极输出信号；

获取第一负极输出信号；

根据所述正极输出信号、第一负极输出信号获取电压采样信号；

获取第二负极输出信号；

对所述电压采样信号、第二负极输出信号进行处理；

若所述第二负极输出信号的值低于所述电压采样信号的值，则所述反馈输出电路导通，并生成反馈信号，以提升所述第二模拟通道的输出端电压；

当第一负极输出信号的值与正极输出信号的值相同时，则停止追踪。

本发明实施例提供的成型设备的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果之一：本发明提供一种负压跟踪装置及负压跟踪方法，包括：第一电压采样电路，其与第一模拟通道的输出端连接，以获取正极输出信号；第二电压采样电路，其与第二模拟通道的输出端连接，以获取第一负极输出信号；处理模块，所述处理模块反相输入端根据所述正极输出信号、第一负极输出信号的值获取电压采样信号，所述处理模块同相输入端与所述第二模拟通道的输出端连接，用于获取第二负极输出信号，并对所述电压采样信号、第二负极输出信号进行处理；反馈输出电路，其用于根据所述处理模块的处理结果控制导通或截止；其中，若所述第二负极输出信号的值低于所述电压采样信号的值，则所述反馈输出电路导通，并生成反馈信号，以提升所述第二模拟通道的输出端电压。通过设置第一电压采样电路、第二电压采样电路、处理模块以及反馈输出电路，当负载动态调整时，两模拟输出通道电源电压输出幅值能同步变化，并且整个负压跟踪装置原理简单可靠，两模拟输出通道电源输出电压对称度高，能将两模拟输出通道的输出差异控制在毫伏范围内。

下面结合附图与实施例，对本发明进一步说明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例中的负压追踪装置的电路原理图；

图2是本发明实施例中的负压追踪方法的原理图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的一个实施例中，参见图1所示，提供一种负压跟踪装置，包括：

第一电压采样电路，其与第一模拟通道的输出端连接，以获取正极输出信号；

第二电压采样电路，其与第二模拟通道的输出端连接，以获取第一负极输出信号；

处理模块，所述处理模块反相输入端根据所述正极输出信号、第一负极输出信号的值获取电压采样信号，所述处理模块同相输入端与所述第二模拟通道的输出端连接，用于获取第二负极输出信号，并对所述电压采样信号、第二负极输出信号进行处理；

反馈输出电路，其用于根据所述处理模块的处理结果控制导通或截止；

其中，若所述第二负极输出信号的值低于所述电压采样信号的值，则所述反馈输出电路导通，并生成反馈信号，以提升所述第二模拟通道的输出端电压。

具体的，第一电压采样电路与第二电压采样电路串联输出，而第一电压采样电路与第一模拟通道的输出端CH1VCC+连接，故第一模拟通道的输出端CH1VCC+作为总电压正极输出，第二电压采样电路与第二模拟通道的输出端CH2V-连接，故第二模拟通道的输出端CH2V-作为总电压负极输出。当总电压正极输出与总电压负极输出的电压幅度不相等时，第一电压采样电路、第二电压采样电路之间的电压电位不等于0V，因此将生成电压采样信号。该电压采样信号会传输至处理模块反相输入端中。

假设，当第一模拟通道的输出端CH1VCC+输出30V、第二模拟通道的输出端CH2V-输出-30V时，经过第一电压采样电路、第二电压采样电路分压后，第一电压采样电路、第二电压采样电路之间的电位为0V，则不会产生电压采样信号。

即，电压采样信号为正极输出信号与第一负极输出信号的电压差值。

在本发明的另一个实施例中，参见图1所示，所述第一电压采样电路包括并联的第一路及第二路，所述第一路一端与所述第一模拟通道的输出端连接，所述第一路上设置有采样电阻R1，所述第二路一端接地，所述第二路上设置有采样电阻R2，所述采样电阻R1阻值小于所述采样电阻R2阻值。

具体的，采样电阻R1阻值为10KΩ，采样电阻R2阻值为20KΩ。

在本发明的另一个实施例中，参见图1所示，所述第二电压采样电路包括并联的第三路及第四路，所述第三路一端与所述第二模拟通道的输出端连接，所述第三路上设置有采样电阻R4，所述第四路一端接地，所述第四路上设置有采样电阻R3，所述采样电阻R4阻值小于所述采样电阻R3阻值；

所述第一路、第二路的并联端与所述第三路、第四路的并联端串联，且与所述处理模块反相输入端连接。

具体的，采样电阻R3阻值为20KΩ，采样电阻R4阻值为10KΩ，故，采样电阻R1阻值与采样电阻R4阻值要保持相同，采样电阻R3阻值与采样电阻R2阻值要保持相同，这样，才能保证第一电压采样电路、第二电压采样电路采得的正极输出信号、负极输出信号幅值相同。

另外，第二路与第四路之间连接，且接地。

在本发明的另一个实施例中，参见图1所示，所述处理模块反相输入端与所述第一电压采样电路、所述第二电压采样电路之间连接有滑动变阻器VR5，所述处理模块反相输入端与该处理模块输出端之间串联有电阻R6及电容C1。

具体的，滑动变阻器VR5、电阻R6以及电容C1构成了PI调节器，用以保证处理模块的稳定性以及精确性，提升处理模块的精度，而滑动变阻器VR5可根据实际需求作调整，提升控制精度。在此处，滑动变阻器VR5也可以用固定电阻替换。

此外，电阻R6阻值为20KΩ，电容C1的电容量为10nF。

在本发明的另一个实施例中，参见图1所示，所述处理模块同相输入端连接有匹配电阻R7，所述匹配电阻R7一端连接有分压电路。

具体的，匹配电阻R7阻值为1.5KΩ。该匹配电阻起到的作用是减少反射，避免信号振荡。

在本发明的另一个实施例中，参见图1所示，所述分压电路包括相互并联的第五路及第六路，所述第五路一端与所述第二模拟通道的输出端连接，所述第五路上设置有电阻R8，所述第六路一端接地，所述第六路上设置有电阻R9。

具体的，电阻R8阻值为75KΩ，电阻R9阻值为13K欧姆。

分压电路与第二模拟通道的输出端CH2V-连接，进而获取第二负极输出信号，而第一负极输出信号与第二负极输出信号是两个相互独立且不相同的信号，此第二负极输出信号经过匹配电阻R7传输至处理模块的同相输入端当中。

在本发明的另一个实施例中，参见图1所示，所述处理模块为运算放大器U10。具体的，运算放大器U10的芯片型号为LM201。

在本发明的另一个实施例中，参见图1所示，所述反馈输出电路包括二极管D1、三极管Q1、电阻R10及电阻R11，所述三极管Q1发射极通过电阻R10与第一正极电压连接，所述三极管Q1集电极通过电阻R11与第一负极电压连接，所述三极管Q1基极与所述二极管D1正极连接，所述二极管D1负极与所述处理模块输出端连接；

所述三极管Q1集电极与所述电阻R11之间设有一支路与所述第二模拟通道输出端连接。

具体的，二极管D1的型号为IN4148，而三极管Q1为PNP型管。此外，第一正极电压为+15V，第一负极电压为-15V。

若所述第二负极输出信号的值低于所述电压采样信号的值，并经过PI调节器调整，最终处理模块输出为负电压，进而使二极管D1、三极管Q1导通。反馈输出电路将生成反馈信号，进而提升所述第二模拟通道的输出端电压，使第一模拟通道的输出端电压与第二模拟通道的输出端电压的幅值保持一致。

若所述第二负极输出信号的值高于所述电压采样信号的值，处理模块输出为正电压，此时二极管D1、三极管Q1截止。反馈输出电路将不会生成反馈信号，故不会调节第二模拟通道的输出端电压。

在本发明的另一个实施例中，参见图1所示，所述电阻R10阻值为10kΩ，所述电阻R11阻值为7.5kΩ。

在本发明的另一个实施例中，参见图2所示，一种负压跟踪方法，包括：

步骤101：获取正极输出信号；

步骤102：获取第一负极输出信号；

步骤103：根据所述正极输出信号、第一负极输出信号获取电压采样信号；

步骤104：获取第二负极输出信号；

步骤105：对所述电压采样信号、第二负极输出信号进行处理；

步骤106：若所述第二负极输出信号的值低于所述电压采样信号的值，则所述反馈输出电路导通，并生成反馈信号，以提升所述第二模拟通道的输出端电压。

步骤107：当第二模拟通道的输出端电压上升时，重新获取第一负极输出信号，并且重新根据所述正极输出信号、新的第一负极输出信号的值获取新的电压采样信号；

步骤108：若此时正极输出信号的值与新的第一负极输出信号的值相同时，则不会产生电压采样信号，停止追踪。

具体的，在步骤101中，第一电压采样电路一端是与第一模拟通道的输出端连接，第一电压采样电路另一端是接地。在第一电压采样电路当中设置有采样电阻R1以及采样电阻R2，这样形成于采样电阻R1两端的电压则为正极输出信号。

同理，在步骤102中，第二电压采样电路一端是与第二模拟通道的输出端连接，第二电压采样电路另一端是接地。在第二电压采样电路当中设置有采样电阻R3以及采样电阻R4，这样形成于采样电阻R4两端的电压则为第一负极输出信号。

在步骤103中，由于采样电阻R1两端的电压与采样电阻R4两端的电压之间会出现电位差，而该电位差即为电压采样信号。故，正极输出信号与第一负极输出信号之间的电位差，即为电压采样信号。该电压采样信号传递至运算放大器U1O反相输入端。

与此同时，在步骤104中，形成于电阻R8两端的电压即为第二负极输出信号，第二负极输出信号传递至运算放大器U10同相输入端。

在步骤105中、步骤106、步骤107、步骤108中，运算放大器U10作为比较器，比较第二负极输出信号与电压采样信号的值，当第二负极输出信号的值低于电压采样信号的值时，运算放大器U10输出负电压，进而使二极管D1、三极管Q1导通。由R10、R11组成的分压电路进行分压，且形成于电阻R11两两端的电压即为反馈信号，该反馈信号通过控制电路进而提升第二模拟通道的输出电压值，进而逐渐使第二模拟通道的输出电压值接近第一模拟通道的输出电压值，并最终使第二模拟通道的输出电压值与第一模拟通道的输出电压值相同，这样就不会产生电压采样信号。通过上述方法，能采用反馈信号调整第二模拟通道的输出电压值，使第二模拟通道的输出电压值与第一模拟通道的输出电压值保持一致，能减少两通道输出差异，大大提升测量精度，满足客户测量需求。

另外，此处控制电路为常规的升压电路，即能实现通过反馈信号控制并提升第二模拟通道的输出电压值的电路均囊括在本方案当中。

本负压跟踪方法操作简单，且涉及电路原理简单，通过简单的反馈输出电路就能调整第二模拟通道的输出端电压，进而使第一模拟通道的输出端电压与第二模拟通道的输出端电压的幅值保持一致。

本发明提供一种负压跟踪装置及负压跟踪方法，包括：第一电压采样电路，其与第一模拟通道的输出端连接，以获取正极输出信号；第二电压采样电路，其与第二模拟通道的输出端连接，以获取第一负极输出信号；处理模块，所述处理模块反相输入端根据所述正极输出信号、第一负极输出信号的值获取电压采样信号，所述处理模块同相输入端与所述第二模拟通道的输出端连接，用于获取第二负极输出信号，并对所述电压采样信号、第二负极输出信号进行处理；反馈输出电路，其用于根据所述处理模块的处理结果控制导通或截止；其中，若所述第二负极输出信号的值低于所述电压采样信号的值，则所述反馈输出电路导通，并生成反馈信号，以提升所述第二模拟通道的输出端电压。通过设置第一电压采样电路、第二电压采样电路、处理模块以及反馈输出电路，当负载动态调整时，两模拟输出通道电源电压输出幅值能同步变化，并且整个负压跟踪装置原理简单可靠，两模拟输出通道电源输出电压对称度高，能将两模拟输出通道的输出差异控制在毫伏范围内。

应理解，在本发明的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

还应理解，在本发明实施例中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种负压跟踪装置，其特征在于，包括：

第一电压采样电路，其与第一模拟通道的输出端连接，以获取正极输出信号；

第二电压采样电路，其与第二模拟通道的输出端连接，以获取第一负极输出信号；

处理模块，所述处理模块反相输入端根据所述正极输出信号、第一负极输出信号的值获取电压采样信号，所述处理模块同相输入端与所述第二模拟通道的输出端连接，用于获取第二负极输出信号，并对所述电压采样信号、第二负极输出信号进行处理；

反馈输出电路，其用于根据所述处理模块的处理结果控制导通或截止；

其中，若所述第二负极输出信号的值低于所述电压采样信号的值，则所述反馈输出电路导通，并生成反馈信号，以提升所述第二模拟通道的输出端电压。

2.根据权利要求1所述一种负压跟踪装置，其特征在于，所述第一电压采样电路包括并联的第一路及第二路，所述第一路一端与所述第一模拟通道的输出端连接，所述第一路上设置有采样电阻R1，所述第二路一端接地，所述第二路上设置有采样电阻R2，所述采样电阻R1阻值小于所述采样电阻R2阻值。

3.根据权利要求2所述一种负压跟踪装置，其特征在于，所述第二电压采样电路包括并联的第三路及第四路，所述第三路一端与所述第二模拟通道的输出端连接，所述第三路上设置有采样电阻R4，所述第四路一端接地，所述第四路上设置有采样电阻R3，所述采样电阻R4阻值小于所述采样电阻R3阻值；

所述第一路、第二路的并联端与所述第三路、第四路的并联端串联，且与所述处理模块反相输入端连接。

4.根据权利要求1所述一种负压跟踪装置，其特征在于，所述处理模块反相输入端与所述第一电压采样电路、所述第二电压采样电路之间连接有滑动变阻器VR5，所述处理模块反相输入端与该处理模块输出端之间串联有电阻R6及电容C1。

5.根据权利要求1所述一种负压跟踪装置，其特征在于，所述处理模块同相输入端连接有匹配电阻R7，所述匹配电阻R7一端连接有分压电路。

6.根据权利要求5所述一种负压跟踪装置，其特征在于，所述分压电路包括相互并联的第五路及第六路，所述第五路一端与所述第二模拟通道的输出端连接，所述第五路上设置有电阻R8，所述第六路一端接地，所述第六路上设置有电阻R9。

7.根据权利要求1所述一种负压跟踪装置，其特征在于，所述处理模块为运算放大器U10。

8.根据权利要求1所述一种负压跟踪装置，其特征在于，所述反馈输出电路包括二极管D1、三极管Q1、电阻R10及电阻R11，所述三极管Q1发射极通过电阻R10与第一正极电压连接，所述三极管Q1集电极通过电阻R11与第一负极电压连接，所述三极管Q1基极与所述二极管D1正极连接，所述二极管D1负极与所述处理模块输出端连接；

所述三极管Q1集电极与所述电阻R11之间设有一支路与所述第二模拟通道输出端连接。

9.根据权利要求8所述一种负压跟踪装置，其特征在于，所述电阻R10阻值为10kΩ，所述电阻R11阻值为7.5kΩ。

10.一种负压跟踪方法，其特征在于，包括：

获取正极输出信号；

获取第一负极输出信号；

根据所述正极输出信号、第一负极输出信号获取电压采样信号；

获取第二负极输出信号；

对所述电压采样信号、第二负极输出信号进行处理；

若所述第二负极输出信号的值低于所述电压采样信号的值，则所述反馈输出电路导通，并生成反馈信号，以提升所述第二模拟通道的输出端电压；

当第一负极输出信号的值与正极输出信号的值相同时，则停止追踪。

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