CN209358519U - 一种模拟量采集电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种模拟量采集电路，包括液位传感器w、液位传感器x、压力传感器y、压力传感器z和微处理器，液位传感器w、液位传感器x、压力传感器y、压力传感器z和微处理器分别与微处理器ADC接口连接。本实用新型防止瞬态高电压击穿微处理器芯片，当它的两端电压达不到其临界反向击穿电压前，它都具有很高内阻，不会有电流流过，不会影响采集的精度。当传感器发生故障，或者出现人为接线故障时，可能会有比较高的电压输入，此时，齐纳二极管会击穿短路，引起前级电路保护性停止工作，从而避免故障扩大损坏微处理器芯片，输入电压信号中的脉动瞬态峰值电压钳位在最高4V，也起到了保护微处理器芯片的作用，很好的保证微处理器芯片。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种采集电路领域，具体是一种模拟量采集电路。
背景技术
数据采集是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采集非电量或者电量信号,送到上位机中进行分析，处理。数据采集系统是结合基于计算机或者其他专用测试平台的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。数据采集，又称数据获取，是利用一种装置，从系统外部采集数据并输入到系统内部的一个接口。数据采集技术广泛应用在各个领域。比如摄像头，麦克风，都是数据采集工具。被采集数据是已被转换为电讯号的各种物理量，如温度、水位、风速、压力等，可以是模拟量，也可以是数字量。采集一般是采样方式，即隔一定时间（称采样周期）对同一点数据重复采集。采集的数据大多是瞬时值，也可是某段时间内的一个特征值。准确的数据测量是数据采集的基础。数据量测方法有接触式和非接触式，检测元件多种多样。不论哪种方法和元件，均以不影响被测对象状态和测量环境为前提，以保证数据的正确性。数据采集含义很广，包括对面状连续物理量的采集。模拟量信号采集时传感器发生故障，或者出现人为接线故障时，可能会有比较高的电压输入，瞬态高电压击穿微处理器芯片。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种模拟量采集电路，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种模拟量采集电路，包括液位传感器w、液位传感器x、压力传感器y、压力传感器z和微处理器，所述的液位传感器w通过导线与微处理器ADC接口1连接，负载电阻R1与滤波电容C1并联，滤波电容C1正极连接二极管D1负极，二极管D1正极与滤波电容C1负极连接，二极管D5正极与滤波电容C1正极连接，二极管D5正极与液位传感器w连接，二极管D5负极与3.3V直流电源DC连接，滤波电容C1负极接地；
液位传感器x通过导线与微处理器ADC接口2连接，负载电阻R2与滤波电容C2并联，滤波电容C2正极连接二极管D2负极，二极管D2正极与滤波电容C2负极连接，二极管D6正极与滤波电容C2正极连接，二极管D6正极与液位传感器x连接，二极管D6负极与3.3V直流电源DC连接，滤波电容C2负极接地；
压力传感器y通过导线与微处理器ADC接口3连接，负载电阻R3与滤波电容C3并联，滤波电容C3正极连接二极管D3负极，二极管D3正极与滤波电容C3负极连接，二极管D7正极与滤波电容C3正极连接，二极管D7正极与压力传感器y连接，二极管D7负极与3.3V直流电源DC连接，滤波电容C3负极接地；
压力传感器z通过导线与微处理器ADC接口4连接，负载电阻R4与滤波电容C4并联，滤波电容C4正极连接二极管D4负极，二极管D4正极与滤波电容C4负极连接，二极管D8正极与滤波电容C4正极连接，二极管D8正极与压力传感器z连接，二极管D8负极与3.3V直流电源DC连接，滤波电容C4负极接地。
作为本实用新型进一步的方案：所述的微处理器ADC接口与另外待增加的传感器连接，待增加的传感器与微处理器ADC接口之间的连接电路与液位传感器w或液位传感器x或压力传感器y或压力传感器z与微处理器ADC接口之间的连接电路都相同。
作为本实用新型进一步的方案：所述的二极管D1-二极管D4采用了齐纳二极管1N4728。
作为本实用新型再进一步的方案：所述的二极管D5-二极管D8采用快恢复开关二极管1N4148。
作为本实用新型再进一步的方案：所述的负载电阻R1-负载电阻R4电阻值都为150Ω。
作为本实用新型再进一步的方案：所述的滤波电容C1-滤波电容C4为47µF。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型防止瞬态高电压击穿微处理器芯片，当它的两端电压达不到其临界反向击穿电压前，它都具有很高内阻，不会有电流流过，不会影响采集的精度。当传感器发生故障，或者出现人为接线故障时，可能会有比较高的电压输入，此时，齐纳二极管会击穿短路，引起前级电路保护性停止工作，从而避免故障扩大损坏微处理器芯片，输入电压信号中的脉动瞬态峰值电压钳位在最高4V，也起到了保护微处理器芯片的作用，很好的保证微处理器芯片。
附图说明
图1为模拟量采集电路的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例一：请参阅图1，一种模拟量采集电路，包括液位传感器w、液位传感器x、压力传感器y、压力传感器z和微处理器，
液位传感器w通过导线与微处理器ADC接口1连接，负载电阻R1与滤波电容C1并联，滤波电容C1正极连接二极管D1负极，二极管D1正极与滤波电容C1负极连接，二极管D5正极与滤波电容C1正极连接，二极管D5正极与液位传感器w连接，二极管D5负极与3.3V直流电源DC连接，滤波电容C1负极接地。
液位传感器x通过导线与微处理器ADC接口2连接，负载电阻R2与滤波电容C2并联，滤波电容C2正极连接二极管D2负极，二极管D2正极与滤波电容C2负极连接，二极管D6正极与滤波电容C2正极连接，二极管D6正极与液位传感器x连接，二极管D6负极与3.3V直流电源DC连接，滤波电容C2负极接地。
液位传感器w和液位传感器x避免一个液位传感器损坏后影响采集结果，确保采集结果。
压力传感器y通过导线与微处理器ADC接口3连接，负载电阻R3与滤波电容C3并联，滤波电容C3正极连接二极管D3负极，二极管D3正极与滤波电容C3负极连接，二极管D7正极与滤波电容C3正极连接，二极管D7正极与压力传感器y连接，二极管D7负极与3.3V直流电源DC连接，滤波电容C3负极接地。
压力传感器z通过导线与微处理器ADC接口4连接，负载电阻R4与滤波电容C4并联，滤波电容C4正极连接二极管D4负极，二极管D4正极与滤波电容C4负极连接，二极管D8正极与滤波电容C4正极连接，二极管D8正极与压力传感器z连接，二极管D8负极与3.3V直流电源DC连接，滤波电容C4负极接地。
压力传感器y和压力传感器z避免一个液位传感器损坏后影响采集结果，确保采集结果。
二极管D1-二极管D4采用了齐纳二极管1N4728，它的作用是吸收浪涌电压，防止瞬态高电压击穿微处理器芯片，当它的两端电压达不到其临界反向击穿电压前，它都具有很高内阻，不会有电流流过，不会影响采集的精度。当传感器发生故障，或者出现人为接线故障时，可能会有比较高的电压输入，此时，齐纳二极管会击穿短路，引起前级电路保护性停止工作，从而避免故障扩大损坏微处理器芯片。
二极管D5-二极管D8采用快恢复开关二极管1N4148，它的作用是将输入电压信号中的脉动瞬态峰值电压钳位在最高4V，也起到了保护微处理器芯片的作用。
实施例二：在实施例一的基础上微处理器ADC接口与另外待增加的传感器连接，待增加的传感器与微处理器ADC接口之间的连接电路与液位传感器w或液位传感器x或压力传感器y或压力传感器z与微处理器ADC接口之间的连接电路都相同，以此来增加检测模拟量的种类，保证精准度。
负载电阻R1-负载电阻R4电阻值都为150Ω。
滤波电容C1-滤波电容C4为47µF。
本实用新型的工作原理是：本实用新型由于微处理器内部的ADC转换器为高阻输入状态，不能直接识别电流信号，而传感器输出的是模拟电流，所以必须给传感器加一个负载电阻（R1-R4），将模拟电流首先转换成模拟电压信号，然后经过滤波电容（C1-C4）滤除杂波干扰，再将平滑的直流模拟电压信号输入到微处理器的内部ADC，转换成数字信号，经微处理器运算得到需要的数据。
需要特别说明的是，本申请中二极管及其连接方式为本申请的创新点，其有效解决了传感器发生故障，或者出现人为接线故障时，可能会有比较高的电压输入，瞬态高电压击穿微处理器芯片问题。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (6)
1.一种模拟量采集电路，包括液位传感器w、液位传感器x、压力传感器y、压力传感器z和微处理器，其特征在于，所述的液位传感器w通过导线与微处理器ADC接口1连接，负载电阻R1与滤波电容C1并联，滤波电容C1正极连接二极管D1负极，二极管D1正极与滤波电容C1负极连接，二极管D5正极与滤波电容C1正极连接，二极管D5正极与液位传感器w连接，二极管D5负极与3.3V直流电源DC连接，滤波电容C1负极接地；
液位传感器x通过导线与微处理器ADC接口2连接，负载电阻R2与滤波电容C2并联，滤波电容C2正极连接二极管D2负极，二极管D2正极与滤波电容C2负极连接，二极管D6正极与滤波电容C2正极连接，二极管D6正极与液位传感器x连接，二极管D6负极与3.3V直流电源DC连接，滤波电容C2负极接地；
压力传感器y通过导线与微处理器ADC接口3连接，负载电阻R3与滤波电容C3并联，滤波电容C3正极连接二极管D3负极，二极管D3正极与滤波电容C3负极连接，二极管D7正极与滤波电容C3正极连接，二极管D7正极与压力传感器y连接，二极管D7负极与3.3V直流电源DC连接，滤波电容C3负极接地；
压力传感器z通过导线与微处理器ADC接口4连接，负载电阻R4与滤波电容C4并联，滤波电容C4正极连接二极管D4负极，二极管D4正极与滤波电容C4负极连接，二极管D8正极与滤波电容C4正极连接，二极管D8正极与压力传感器z连接，二极管D8负极与3.3V直流电源DC连接，滤波电容C4负极接地。
2.根据权利要求1所述的模拟量采集电路，其特征在于，所述的微处理器ADC接口与另外待增加的传感器连接，待增加的传感器与微处理器ADC接口之间的连接电路与液位传感器w或液位传感器x或压力传感器y或压力传感器z与微处理器ADC接口之间的连接电路都相同。
3.根据权利要求1所述的模拟量采集电路，其特征在于，所述的二极管D1-二极管D4采用了齐纳二极管1N4728。
4.根据权利要求1所述的模拟量采集电路，其特征在于，所述的二极管D5-二极管D8采用快恢复开关二极管1N4148。
5.根据权利要求1所述的模拟量采集电路，其特征在于，所述的负载电阻R1-负载电阻R4电阻值都为150Ω。
6.根据权利要求1所述的模拟量采集电路，其特征在于，所述的滤波电容C1-滤波电容C4为47µF。
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| CN201920096406.2U Active CN209358519U (zh) | 2019-01-21 | 2019-01-21 | 一种模拟量采集电路 |
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2019
- 2019-01-21 CN CN201920096406.2U patent/CN209358519U/zh active Active
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