CN206074685U - 模拟量检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种模拟量检测电路，包括：正极检测端和负极检测端，正极检测端和负极检测端用以接收待检测模拟信号；采样单元，采样单元用于对待检测模拟信号进行采样以输出采样电压；稳压二极管，稳压二极管的阳极接地，稳压二极管与采样单元并联以使采样电压处于预设的安全电压区间；可恢复保险丝，可恢复保险丝连接在正极检测端与采样单元之间以使流过采样单元和稳压二极管的电流处于预设的安全电流区间；控制板，控制板包括AD转换端口，控制板通过AD转换端口对采样电压进行AD转换以对待检测模拟信号进行AD采样。从而有效解决因正极检测端的电压过高或者正负极检测端接反导致的控制板损坏的问题。

Description

模拟量检测电路

技术领域

本实用新型涉及检测技术领域，特别涉及一种模拟量检测电路。

背景技术

在控制领域中，20mA信号被大量应用于各种控制中。

相关技术中，采用图1所示的检测电路来实现模拟量的检测，但是，在测试、生产和维修过程中，由于误操作或者接错线很容易造成输入电压过高，或者造成正负极检测端反接，从而导致控制板发生损坏。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。

为此，本实用新型的目的在于提出一种模拟量检测电路，能够有效解决因正极检测端的电压过高或者正负极检测端接反导致的控制板损坏的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出的一种模拟量检测电路，包括：正极检测端和负极检测端，所述正极检测端和负极检测端用以接收待检测模拟信号；采样单元，所述采样单元用于对所述待检测模拟信号进行采样以输出采样电压；稳压二极管，所述稳压二极管的阳极接地，所述稳压二极管与所述采样单元并联以使所述采样电压处于预设的安全电压区间；可恢复保险丝，所述可恢复保险丝连接在所述正极检测端与所述采样单元之间以使流过所述采样单元和所述稳压二极管的电流处于预设的安全电流区间；控制板，所述控制板包括AD转换端口，所述控制板通过所述AD转换端口对所述采样电压进行AD转换以对所述待检测模拟信号进行AD采样。

根据本实用新型的模拟量检测电路，采样单元对待检测模拟信号进行采样以输出采样电压，控制板通过AD转换端口对采样电压进行AD转换以对待检测模拟信号进行AD采样。同时，通过稳压二极管与采样单元并联，以使采样电压处于预设的安全电压区间，并通过可恢复保险丝连接在正极检测端与采样单元之间，以使流过采样单元和稳压二极管的电流处于预设的安全电流区间，从而有效解决因正极检测端的电压过高或者正负极检测端接反导致的控制板损坏的问题。

具体地，所述采样单元包括：第一采样电阻，所述第一采样电阻的一端分别与所述可恢复保险丝的另一端和所述稳压二极管的阴极相连；第二采样电阻，所述第二采样电阻的一端与所述第一采样电阻的另一端相连，所述第二采样电阻的另一端接地。

进一步地，上述的模拟量检测电路还包括滤波电容，所述滤波电容与所述采样单元并联。

具体地，所述滤波电容可为电解电容，所述电解电容的正极端分别与所述可恢复保险丝的另一端和所述稳压二极管的阴极相连，所述电解电容的负极端接地。

进一步地，上述的模拟量检测电路还包括：限流电阻，所述限流电阻的一端分别与所述可恢复保险丝的另一端和所述稳压二极管的阴极相连；钳位单元，所述钳位单元的一端与所述限流电阻的另一端相连，所述钳位单元的另一端接地，所述钳位单元与所述限流电阻进行配合以使所述AD转换端口接收到的电压处于预设电压区间。

具体地，所述钳位单元包括：第一二极管，所述第一二极管的阳极接地，所述第一二极管的阴极与所述限流电阻的另一端相连；第二二极管，所述第二二极管的阳极与所述第一二极管的阴极相连，所述第二二极管的阴极与预设电源相连。

其中，所述预设电源的电压与所述预设电压区间的上限电压值相等。

进一步地，上述的模拟量检测电路还包括用于滤除高频信号的低通滤波单元，所述低通滤波单元包括：第一电阻，所述第一电阻的一端分别与所述钳位单元的一端和所述限流电阻的另一端相连，所述第一电阻的另一端与所述控制板的AD转换端口相连；第一电容，所述第一电容的一端分别与所述第一电阻的另一端和所述控制板的AD转换端口相连，所述第一电容的另一端接地。

附图说明

图1是相关技术中模拟量检测电路的电路图；

图2是根据本实用新型实施例的模拟量检测电路的结构示意图；

图3是根据本实用新型一个实施例的模拟量检测电路的电路图；以及

图4是根据本实用新型另一个实施例的模拟量检测电路的电路图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参照附图来描述本实用新型实施例的模拟量检测电路。

图2是根据本实用新型实施例的模拟量检测电路的结构示意图。如图2所示，模拟量检测电路可包括：正极检测端+、负极检测端-、采样单元10、稳压二极管D1、可恢复保险丝F1和控制板20。

其中，正极检测端+和负极检测端-用以接收待检测模拟信号。采样单元10用于对待检测模拟信号进行采样以输出采样电压。稳压二极管D1的阳极接地GND，稳压二极管D1与采样单元10并联以使采样电压处于预设的安全电压区间。可恢复保险丝F1连接在正极检测端+与采样单元10之间以使流过采样单元10和稳压二极管D1的电流处于预设的安全电流区间。控制板20包括AD转换端口21，控制板20通过AD转换端口21对采样电压进行AD转换以对待检测模拟信号进行AD采样。

具体而言，如图2所示，正常情况下，将正极检测端+与待检测模拟信号端相连以接收待检测模拟信号，并将负极检测端-接地GND，采样单元10对待检测模拟信号进行采样以输出采样电压，控制板20通过AD转换端口21对采样电压进行AD转换以对待检测模拟信号进行AD采样，从而实现模拟量的检测。

但是，当因接错线造成输入电压过高，即正极检测端+的电压高于稳压二极管D1的稳压电压时，由于稳压二极管D1工作在稳压状态，因而能够确保采样单元10采样的电压处于安全范围内，此时AD转换端口21的电压采样值为最大值，同时，可恢复保险丝F1能够确保通过稳压二极管D1和采样单元10的电流处于安全范围内，如果超过安全值，可恢复保险丝F1将处于熔断状态。当正负极检测端反接时，电流将从负极流入，即从地GND流入，此时稳压二极管D1处于正向导通状态，从而同样能够确保采样单元10采样的电压处于安全范围内，此时AD转换端口21的电压采样值为最小值，而如果反向电压过高，则可恢复保险丝F1将处于熔断状态，从而进一步确保了采样单元10的安全。

因此，根据本实用新型实施例的模拟量检测电路，通过稳压二极管与采样单元并联，以使采样电压处于预设的安全电压区间，并通过可恢复保险丝连接在正极检测端与采样单元之间，以使流过采样单元和稳压二极管的电流处于预设的安全电流区间，从而有效解决因正极检测端的电压过高或者正负极检测端接反导致的控制板损坏的问题。

根据本实用新型的一个实施例，如图3所示，采样单元10可包括：第一采样电阻R11和第二采样电阻R12。其中，第一采样电阻R11的一端分别与可恢复保险丝F1的另一端和稳压二极管D1的阴极相连；第二采样电阻R12的一端与第一采样电阻R11的另一端相连，第二采样电阻R12的另一端接地GND。具体可以采用相关技术中的电路结构，这里不做限制。

根据本实用新型的一个实施例，如图3所示，上述的模拟量检测电路还可包括滤波电容E1，滤波电容E1与采样单元10并联，以使采样单元10的采样电压保持稳定。滤波电容E1可以为电解电容，电解电容的正极端分别与可恢复保险丝F1的另一端和稳压二极管D1的阴极相连，电解电容的负极端接地GND。

根据本实用新型的一个实施例，如图4所示，上述的模拟量检测电路还包括：限流电阻R2和钳位单元30。其中，限流电阻R2的一端分别与可恢复保险丝F1的另一端和稳压二极管D1的阴极相连。钳位单元30的一端与限流电阻R2的另一端相连，钳位单元30的另一端接地GND，钳位单元30与限流电阻R2进行配合以使AD转换端口21接收到的电压处于预设电压区间。预设电压区间可根据实际情况进行标定，例如，预设电压区间可以为0-3.3V。

进一步地，如图4所示，钳位单元30可包括：第一二极管D31和第二二极管D32。其中，第一二极管D31的阳极接地GND，第一二极管D31的阴极与限流电阻R2的另一端相连。第二二极管D32的阳极与第一二极管D31的阴极相连，第二二极管D32的阴极与预设电源VCC相连。预设电源VCC的电压与预设电压区间的上限电压值相等，例如，预设电源VCC的电压值可以为3.3V。

具体地，如图4所示，为了进一步确保控制板20的AD转换端口21的安全，钳位单元30与限流电阻R2进行配合，以使AD转换端口21接收到的电压处于预设电压区间(如0-3.3V)。

具体而言，当限流电阻R2的后端电压高于预设电源VCC的电压值(如3.3V)时，钳位单元30中的第二二极管D32将处于导通状态，从而确保AD转换端口21的电压处于安全范围内，此时AD转换端口21的电压采样值为最大值。而当AD转换端口21的电压为负值时，钳位单元30中的第一二极管D31将处于导通状态，同样能够确保AD转换端口21的电压处于安全范围内，但此时AD转换端口21的电压采样值为最小值。

进一步地，根据本实用新型的一个实施例，如图4所示，上述的模拟量检测电路还包括：用于滤除高频信号的低通滤波单元40。低通滤波单元40可包括：第一电阻R1和第一电容C1。其中，第一电阻R1的一端分别与钳位单元30的一端和限流电阻R2的另一端相连，第一电阻R1的另一端与控制板20的AD转换端口21相连。第一电容C1的一端分别与第一电阻R1的另一端和控制板的AD转换端口21相连，第一电容C1的另一端接地GND。从而有效滤除采样电压中的高频信号，使得采样电压更加稳定。

需要说明的是，在本实用新型的实施例中，当检测到正极检测端的电压过高或者正负极检测端接反时，还可以通过报警模块发出报警提示。例如，当AD转换端口21的电压采样值为最大值或最小值时，通过声光发出报警提示。

综上所述，根据本实用新型实施例的模拟量检测电路，通过稳压二极管与采样单元并联，以使采样电压处于预设的安全电压区间，并通过可恢复保险丝连接在正极检测端与采样单元之间，以使流过采样单元和稳压二极管的电流处于预设的安全电流区间，从而有效解决因正极检测端的电压过高或者正负极检测端接反导致的控制板损坏的问题，而且，通过钳位单元对限流电阻的配合可以进一步确保控制板的AD转换端口的安全。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种模拟量检测电路，其特征在于，包括：

正极检测端和负极检测端，所述正极检测端和负极检测端用以接收待检测模拟信号；

采样单元，所述采样单元用于对所述待检测模拟信号进行采样以输出采样电压；

稳压二极管，所述稳压二极管的阳极接地，所述稳压二极管与所述采样单元并联以使所述采样电压处于预设的安全电压区间；

可恢复保险丝，所述可恢复保险丝连接在所述正极检测端与所述采样单元之间以使流过所述采样单元和所述稳压二极管的电流处于预设的安全电流区间；

控制板，所述控制板包括AD转换端口，所述控制板通过所述AD转换端口对所述采样电压进行AD转换以对所述待检测模拟信号进行AD采样。

2.如权利要求1所述的模拟量检测电路，其特征在于，所述采样单元包括：

第一采样电阻，所述第一采样电阻的一端分别与所述可恢复保险丝的另一端和所述稳压二极管的阴极相连；

第二采样电阻，所述第二采样电阻的一端与所述第一采样电阻的另一端相连，所述第二采样电阻的另一端接地。

3.如权利要求1或2所述的模拟量检测电路，其特征在于，还包括滤波电容，所述滤波电容与所述采样单元并联。

4.如权利要求3所述的模拟量检测电路，其特征在于，所述滤波电容为电解电容，所述电解电容的正极端分别与所述可恢复保险丝的另一端和所述稳压二极管的阴极相连，所述电解电容的负极端接地。

5.如权利要求1所述的模拟量检测电路，其特征在于，还包括：

限流电阻，所述限流电阻的一端分别与所述可恢复保险丝的另一端和所述稳压二极管的阴极相连；

钳位单元，所述钳位单元的一端与所述限流电阻的另一端相连，所述钳位单元的另一端接地，所述钳位单元与所述限流电阻进行配合以使所述AD转换端口接收到的电压处于预设电压区间。

6.如权利要求5所述的模拟量检测电路，其特征在于，所述钳位单元包括：

第一二极管，所述第一二极管的阳极接地，所述第一二极管的阴极与所述限流电阻的另一端相连；

第二二极管，所述第二二极管的阳极与所述第一二极管的阴极相连，所述第二二极管的阴极与预设电源相连。

7.如权利要求6所述的模拟量检测电路，其特征在于，所述预设电源的电压与所述预设电压区间的上限电压值相等。

8.如权利要求5所述的模拟量检测电路，其特征在于，还包括用于滤除高频信号的低通滤波单元，所述低通滤波单元包括：

第一电阻，所述第一电阻的一端分别与所述钳位单元的一端和所述限流电阻的另一端相连，所述第一电阻的另一端与所述控制板的AD转换端口相连；

第一电容，所述第一电容的一端分别与所述第一电阻的另一端和所述控制板的AD转换端口相连，所述第一电容的另一端接地。