CN209246930U - 一种基于分压法的传感器编码电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的一种基于分压法的传感器编码电路，涉及传感器编码电路技术领域。所述电路连接若干传感器，主机与传感器之间仅仅需要两根线，分别为公共端和输入端，且为了保证信号线上只有一台传感器有效，设计了信号线的传输方式为：第X+1台传感器的信号线串接在第X台传感器上电阻的常开触点之后，当第X台设备动作时，常开触点会打开，其后所有传感器信号线都被断开，保证了信号线上不会出现信号叠加的情况，简化了主机的逻辑处理，保证一种电压只对应唯一的一个传感器，从逻辑关系上看，只要有任意一台传感器动作后，主机都会做出同样的保护动作，区别仅仅是显示的地址不同，硬件设计简单，通用性、可靠性和抗干扰性强，保证了信号的准确性。

Description

一种基于分压法的传感器编码电路

技术领域

本实用新型涉及传感器编码电路技术领域，具体涉及一种基于分压法的传感器编码电路。

背景技术

在工业生产中，会遇到设备比较长，这时需要接入的传感器数量也会随着距离的增加而增多，比如皮带保护中需要安装的急停保护、架空乘人器沿线安装的拉线急停传感器。为了便于及时发现故障点，排除故障，需要对这些传感器进行编码，以便某个传感器动作时及时获得该传感器的位置。

目前常用的编码方式主要有以下几种：

1.恒流源法：主机上使用恒流源芯片，根据系统传感器数量、芯片输出电流稳定范围将芯片输出的电流值调整到合适值(一般为100-200微安)，每个设备上加一个精密电阻，主机产生的恒流源每经过一个传感器就会得到一个确定的电压值，当某个传感器动作时，根据主机所测得电压值即可计算出动作传感器的位置。该方法的优点是：接线简单；缺点是：需要恒流源芯片，且电路容易受温度影响。

2.单独引线法：多用于早期PLC控制系统，每个传感器单独占用一根控制线和PLC上一个独立的输入点。当某处传感器动作时，程序内部进行标记从而识别传感器位置。该方法的优点是：逻辑清晰；缺点是：现场用线较多。

3.通讯法：为每个传感器增加一个带有通讯功能的芯片，并为每台传感器设置唯一的地址，当某台传感器动作时，会向主机发送本机地址及故障信息，主机接收到信息后，就可以识别并显示是何处传感器动作。该方法的优点是：编码值多、传输距离远；缺点是：每台设备都要供电，当传感器数量较多时，通讯时间较长，且对通讯质量要求较高。

因此，鉴于以上问题，有必要提出一种硬件设计简单，通用性、可靠性和抗干扰性强的基于分压法的传感器编码电路，以保证任意时刻只有一台设备的值可被主机识别，保证信号的准确性。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型公开了一种基于分压法的传感器编码电路，所述电路连接若干传感器，主机与传感器之间仅仅需要两根线，分别为公共端和输入端，且为了保证信号线上只有一台传感器有效，设计了信号线的传输方式为：第X+1台传感器的信号线串接在第X台传感器上电阻的常开触点之后，当第X台传感器动作时常开触点会闭合，其后所有传感器信号线都被短接而不起作用，保证了信号线上不会出现信号叠加的情况，简化了主机的逻辑处理，保证一种电压只对应唯一的一个传感器。从逻辑关系上看，只要有任意一台传感器动作后，主机都会做出同样的保护动作，区别仅仅是显示的地址不同。

根据本实用新型的目的提出的一种基于分压法的传感器编码电路，包括传感器组件，所述传感器组件一端通过公共端和输入端连接主机，另一端接地，所述传感器组件中每一传感器上连接一电阻，其中第X+1台传感器的信号线串接在第X台传感器上电阻的常开触点之后，当第X台传感器动作时，常开触点闭合，其后所有传感器都被短接。

优选的，将所述公共端电压接入到AD转换中，其转换后的值作为电压参考值。

优选的，分压计算公式为：其中X值即为动作的传感器编号，R1＝R2＝R3＝R4＝1K、R5＝51K。

与现有技术相比，本实用新型公开的一种基于分压法的传感器编码电路的优点是：

(1)所述电路连接若干传感器，主机与传感器之间仅仅需要两根线，分别为公共端和输入端，且为了保证信号线上只有一台传感器有效，设计了信号线的传输方式为：第X+1台传感器的信号线串接在第X台传感器电阻的常开触点之后，当第X台设备动作时常开触点会闭合，其后所有传感器都被短接而不起作用，保证了信号线上不会出现信号叠加的情况，简化了主机的逻辑处理保证一种电压只对应唯一的一个传感器。从逻辑关系上看，只要有任意一台传感器动作后，主机都会做出同样的保护动作，区别仅仅是显示的地址不同。

(2)所述电路使用分压法确定编码值，硬件设计简单，通用性、可靠性和抗干扰性强，保证了信号的准确性，从源头上解决了恒流源路中对输出电流精度要求高的问题，对参考电压的要求大大降低；同时对参考电压进行实时跟踪、采集，适应负载变化、电压波动、温度变化等，适应性强，不受现场温度影响，传输距离较远，具有很好的技术优势和应用价值。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域中的普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可根据这些附图获得其他附图。

图1为背景技术中基于恒流源法传感器编码电路的原理图。

图2为本实用新型公开的一种基于分压法的传感器编码电路的原理图。

图3为传感器上精密电阻接线原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做简要说明。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。

图2-图3示出了本实用新型较佳的实施例。

如图2-3所示的一种基于分压法的传感器编码电路，包括传感器组件，该传感器组件一端通过公共端和输入端连接主机，另一端接地。传感器组件中每一传感器内部的接线端子上，都会连接一个1K阻值的精密电阻，第X+1台传感器的信号线串接在第X台传感器上电阻的常开触点之后。当第X台传感器动作时，常开触点闭合，其后所有传感器都被短接而不起作用，即当S1开关动作时，接入了1个1K的电阻，(R1＝R2＝R3＝···＝RX)，根据欧姆定律，CH1处的电压为VCC*R5/(R5+1*R1)；当S4开关动作时，接入了4个1K的电阻，(R1＝R2＝R3＝···＝RX)，根据欧姆定律，CH1处的电压为VCC*R5/(R5+4*R1)。以此保证任意一台传感器动作后，主机都会做出同样的保护动作，区别仅仅是显示的地址不同，且不会再有信号叠加在信号线上，确保信号线上不会出现信号叠加的情况，一种电压对应唯一的一个传感器。

进一步的，将公共端电压接入到AD转换中，其转换后的值作为电压参考值，确保传感器动作时所测得电压值随参考电压值的变化而做线性变化。

进一步的，分压计算公式为：其中X值即为动作的传感器编号，R1＝R2＝R3＝R4＝1K、R5＝51K。式中可以得出，当电压随负载、温度变化发生变化时，测量结果也不会有影响。

综上所述，本实用新型公开的一种基于分压法的传感器编码电路，连接若干传感器，主机与传感器之间仅仅需要两根线，分别为公共端和输入端，且为了保证信号线上只有一台传感器有效，设计了信号线的传输方式为：第X+1台传感器的信号线串接在第X台传感器上电阻的常开触点之后，当第X台设备动作时常开触点会闭合，其后所有传感器都被短接而不起作用，保证了信号线上不会出现信号叠加的情况，简化了主机的逻辑处理，保证一种电压只对应唯一的一个传感器。从逻辑关系上看，只要有任意一台传感器动作后，主机都会做出同样的保护动作，区别仅仅是显示的地址不同。

另外，所述电路使用分压法确定编码值，硬件设计简单，通用性、可靠性和抗干扰性强，保证了信号的准确性，从源头上解决了恒流源路中对输出电流精度要求高的问题，对参考电压的要求大大降低；同时对参考电压进行实时跟踪、采集，适应负载变化、电压波动、温度变化等，适应性强，不受现场温度影响，传输距离较远，具有很好的技术优势和应用价值。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现和使用本实用新型。对这些实施例的多种修改方式对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (3)

1.一种基于分压法的传感器编码电路，其特征在于，包括传感器组件，所述传感器组件一端通过公共端和输入端连接主机，另一端接地，所述传感器组件中每一传感器上连接一电阻，其中第X+1台传感器的信号线串接在第X台传感器上电阻的常开触点之后，当第X台传感器动作时，常开触点闭合，其后所有传感器都被短接。

2.根据权利要求1所述的一种基于分压法的传感器编码电路，其特征在于，将所述公共端电压接入到AD转换中，其转换后的值作为电压参考值。

3.根据权利要求2所述的一种基于分压法的传感器编码电路，其特征在于，分压计算公式为：其中X值即为动作的传感器编号，R1＝R2＝R3＝R4＝1K、R5＝51K。