CN210347896U - 一种低功耗流量计量数据采集设备防断线检测电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于流量数据采集安全防护技术领域，具体涉及一种低功耗流量计量数据采集设备防断线检测电路包括连接在流量计与数据采集设备之间的数据采集线路，所述数据采集线路包括精密电阻R，还包括用于检测流经精密电阻R的电流检测电路，及对电流检测电路输出的信号进行处理的信号处理电路，所述信号处理电路与数据采集器上的MCU连接。使用集成元件进行断线电流检测，提高了系统工作的集成性与稳定性，减少了外界因素干扰。采用高精度电流检测器件，可采集到很小的电流值并转换为MCU可识别的电压值，从而实现高精度的断线检测与报警功能。
Description
技术领域
本实用新型属于流量数据采集安全防护技术领域，具体涉及一种低功耗流量计量数据采集设备防断线检测电路。
背景技术
目前在工业流量计的数据采集与传输是通过数据采集器实现的，数据采集器采集工业流量计的数据信息同时为其提供数据传输时的工作电压。现有技术中存在数据采集器与工业流量计之间的数据采集线路断路的情况，此时会发生流量计工作而数据采集器采集不到数据的情况，会产生偷气漏气的情况。
现有技术中也有通过设置检测流量计与数据采集器之间的线路是否断线的设计用以实现防断线检测。主要分为以下两种方式实现：1)在输入线路上串接电阻通过检测电阻端电压值判定是否断线；2)在输出线路的末端和GND之间串接电阻，通过检测电阻端电压来判定是否断线；这两种方式主要存在集成度低、可靠性差、检测精度低、功耗较大、电路设计兼容性差等缺点。
实用新型内容
本实用新型的目的在于改进现有设计提出一种低功耗流量计量数据采集设备防断线检测电路具有电路集成度高功耗低等优点。
具体方案为：一种低功耗流量计量数据采集设备防断线检测电路，包括连接在流量计与数据采集设备之间的数据采集线路，所述数据采集线路包括精密电阻R，还包括用于检测流经精密电阻R的电流检测电路，及对电流检测电路输出的信号进行处理的信号处理电路，所述信号处理电路与数据采集器上的 MCU连接。
进一步的方案，所述电流检测电路包括连接精密电阻两端的电流检测芯片U1，所述电流检测芯片OUT端通过分压电阻R4连接第一RC滤波电路。
进一步的方案，所述第一RC滤波电路包括与分压电阻R4连接的电阻R5 及与限流电阻R6一端连接的电容C2，所述限流电阻R6另一端与MCU连接。
进一步的方案，所述电流检测芯片U1包括RS-端与RS+端，所述RS-端连接在精密电阻R与流量计端，所述RS+端连接在精密电阻R与采集设备端。
进一步的方案，所述低功耗流量计量数据采集设备防断线检测电路还包括开关切换电路，所述开关切换电路包括PMOS管Q1所述PMOS管两端分别与电流检测芯片U1的RS-端与RS+端两端连接。
进一步的方案，所述开关切换电路还包括三极管Q2，所述三极管Q2集电极通过电阻R2与PMOS管Q1栅极连接，所述三极管Q2发射极接地，所述三极管基极与MCU连接。
进一步的方案，所述三极管Q2与MCU之间还连接有第二RC滤波电路。
进一步的方案，所述第二RC滤波电路包括与电阻R3与电容C1。
进一步的方案，所述的低功耗流量计量数据采集设备防断线检测电路还包括报警电路，所述报警电路包括显示报警器或蜂鸣器或LED灯。
采用上述技术方案后，本实用新型具有如下优点：
1、所述数据采集线路包括精密电阻R，还包括用于检测流经精密电阻R的电流检测电路，及对电流检测电路输出的信号进行处理的信号处理电路，所述信号处理电路与数据采集器上的MCU连接。所述电流检测电路包括连接精密电阻两端的电流检测芯片U1，所述电流检测芯片OUT端通过输出的电平信号分压电阻R4与电阻R5连接第一RC滤波电路，本方案中使用集成元件进行断线电流检测，提高了系统工作的集成性与稳定性，减少了外界因素干扰。采用高精度电流检测器件，可采集到很小的电流值并转换为MCU可识别的电压值，从而实现高精度的断线检测与报警功能。
2、所述低功耗流量计量数据采集设备防断线检测电路还包括开关切换电路，所述开关切换电路，采用开关切换电路对电路功能进行切换，可有效降低电路整体功耗。
3、本方案可兼容不同供电电压工作的数据采集设备的断线报警，应用场景广泛。
4、检测电路对输出的电压信号进行分压、滤波、限流处理，保证了输出电平信号的可靠稳定性。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
图1为本实用新型电路框图；
图2为本实用新型电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例，对本实用新型作进一步的详细说明。
除上述优选实施例外，本实用新型还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本实用新型做出各种改变和变形，只要不脱离本实用新型的精神，均应属于本实用新型所附权利要求所定义的范围。
如图1及图2所示，本实用新型提出一种低功耗流量计量数据采集设备防断线检测电路，用于检测流量计与数据采集设备之间的数据采集线路是否断路，该电路包括连接在流量计与数据采集设备之间的数据采集线路，所述数据采集线路包括精密电阻R，本方案中精密电阻R之所以叫精密电阻因为其阻值误差小(阻值误差±1％以内)，温度特性好。本实施方案还包括用于检测流经精密电阻R的电流检测电路及对电流检测电路输出的电平信号进行处理的信号处理电路，所述信号处理电路与数据采集器上的MCU(单片机)连接。所述电流检测电路包括连接精密电阻两端的电流检测芯片U1具体型号为MAX9938FEUK+T，所述电流检测芯片OUT端输出的电平信号通过分压电阻R4连接第一RC滤波电路。所述第一RC滤波电路包括与分压电阻R4连接的电阻R5及与限流电阻 R6一端连接的电容C2，所述限流电阻R6另一端与MCU连接。所述电流检测芯片U1包括RS-端与RS+端，所述RS-端连接在精密电阻R与流量计端，所述 RS+端连接在精密电阻R与采集设备端。MCU主要是对信号处理电路输出的电平信号进行AD电压检测，并与代码内设置的电压门槛值对比，通过对比来判断是否控制报警电路进行报警；当MCU发出报警信息，报警设备对报警信号做相应响应。后端负载电路前端数据采集设备的负载设备，一般是数据传输设备。
具体如图2所示，所述低功耗流量计量数据采集设备防断线检测电路还包括开关切换电路，所述开关切换电路，所述开关切换电路包括PMOS管Q1所述 PMOS管两端分别与电流检测芯片U1的RS-端与RS+端两端连接。所述开关切换电路还包括三极管Q2，所述三极管Q2集电极通过电阻R2与PMOS管Q1栅极连接，所述三极管Q2发射极接地，所述三极管基极与MCU连接。所述三极管Q2与MCU之间还连接有第二RC滤波电路。所述第二RC滤波电路包括与电阻R3与电容C1所述的低功耗流量计量数据采集设备防断线检测电路还包括报警电路，所述报警电路包括显示报警器或蜂鸣器或LED灯。精密电阻R串接在数据采集线路中，当数据传输时，线路上会有电流通过精密电阻R进而在电阻两端产生电压值；该电压值输入到电流检测芯片U1进行信号增益放大(放大倍数可调)后，在芯片的输出管脚输出放大后的电压值后经过信号处理电路传输单片机。开关切换电路：主要由电阻R1、电阻R2、电阻R3、三极管Q2、PMOS 管Q1、电容C1组成。当不进行断线检测报警工作时，由MCU控制信号MCU-Upload-CTL置于高电平，三极管Q2导通，进而PMOS管Q1导通，将电流检测电路短路，此时电阻R上没有电流经过，电流检测芯片U1无电平信号输出，降低了电路的功耗。其中电阻R1、电阻R2为保证PMOS管可靠的导通，电阻R3与电容C1组成第一RC滤波电路，对控制信号MCU-Upload-CTL滤波处理并根据设计需求设定延迟时间；信号处理电路主要由电阻R4、电阻R5、电阻R6和电容C2组成，主要是对电流检测电路输出的电平进行信号调理。其中电阻R4和电阻R5组成分压电路，保证输出电压值在MCU的I/O的监测范围内；电阻R5与电容C2组成第二RC滤波电路，保证电压的稳定性，电阻R6为限流电阻，限制进入MCU的I/O的电流值，防I/O口被通过的大电流烧坏。
本方案提出的电路中的所述数据采集线路包括精密电阻R，还包括用于检测流经精密电阻R的电流检测电路，及对电流检测电路输出的信号进行处理的信号处理电路，所述信号处理电路与数据采集器上的MCU连接。所述电流检测电路包括连接精密电阻两端的电流检测芯片U1，所述电流检测芯片OUT端输出的电平信号通过分压电阻R4连接第一RC滤波电路，本方案中使用集成元件进行断线电流检测，提高了系统工作的集成性与稳定性，减少了外界因素干扰。采用高精度电流检测器件，可采集到很小的电流值并转换为MCU可识别的电压值，从而实现高精度的断线检测与报警功能。
除上述优选实施例外，本实用新型还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本实用新型做出各种改变和变形，只要不脱离本实用新型的精神，均应属于本实用新型所附权利要求所定义的范围。
Claims (9)
1.一种低功耗流量计量数据采集设备防断线检测电路，包括连接在流量计与数据采集设备之间的数据采集线路，所述数据采集线路包括精密电阻R，其特征在于：还包括用于检测流经精密电阻R的电流检测电路，及对电流检测电路输出的信号进行处理的信号处理电路，所述信号处理电路与数据采集器上的MCU连接。
2.根据权利要求1所述的低功耗流量计量数据采集设备防断线检测电路，其特征在于：所述电流检测电路包括连接精密电阻两端的电流检测芯片U1，所述电流检测芯片OUT端通过分压电阻R4连接第一RC滤波电路。
3.根据权利要求2所述的低功耗流量计量数据采集设备防断线检测电路，其特征在于：所述第一RC滤波电路包括与分压电阻R4连接的电阻R5及与限流电阻R6连接的电容C2，所述限流电阻R6另一端与MCU连接。
4.根据权利要求3所述的低功耗流量计量数据采集设备防断线检测电路，其特征在于：所述电流检测芯片U1包括RS-端与RS+端，所述RS-端连接在精密电阻R与流量计端，所述RS+端连接在精密电阻R与采集设备端。
5.根据权利要求4所述的低功耗流量计量数据采集设备防断线检测电路，其特征在于：还包括开关切换电路，所述开关切换电路包括PMOS管Q1所述PMOS管两端分别与电流检测芯片U1的RS-端与RS+端两端连接。
6.根据权利要求5所述的低功耗流量计量数据采集设备防断线检测电路，其特征在于：所述开关切换电路还包括三极管Q2，所述三极管Q2集电极通过电阻R2与PMOS管Q1栅极连接，所述三极管Q2发射极接地，所述三极管基极与MCU连接。
7.根据权利要求6所述的低功耗流量计量数据采集设备防断线检测电路，其特征在于：所述三极管Q2与MCU之间还连接有第二RC滤波电路。
8.根据权利要求7所述的低功耗流量计量数据采集设备防断线检测电路，其特征在于：所述第二RC滤波电路包括与电阻R3与电容C1。
9.根据权利要求1～7任意一项所述的低功耗流量计量数据采集设备防断线检测电路，其特征在于：还包括报警电路，所述报警电路包括显示报警器或蜂鸣器或LED灯。
Priority Applications (1)
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| CN201920870320.0U CN210347896U (zh) | 2019-06-11 | 2019-06-11 | 一种低功耗流量计量数据采集设备防断线检测电路 |
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- 2019-06-11 CN CN201920870320.0U patent/CN210347896U/zh active Active
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