CN214308825U - 一种通用的工业传感器信号转换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种通用的工业传感器信号转换器，包括电阻型转换模块、电流型转换模块和接口模块；电阻型转换模块用于将电阻型传感器的电阻信号转换为电压型传感器信号；电流型转换模块用于将电流型传感器的电流信号转换为电压型传感器信号；接口模块是接口面板，接口面板上设有插座输入1、插座输入2、电阻型输出插座和电流型输出插座；插座输入1与电阻型传感器连接；插座输入2与电流型传感器连接。本实用新型通过将电阻型和电流型传感器输出信号转换为电压型传感器信号，能够兼容市面上大多数传感器进行信号转换，同时配合放大器和多个并联的电阻对转换信号进行调节，具有结构简单，制造成本低等优点。

Description

一种通用的工业传感器信号转换器

技术领域

本实用新型涉及信号转换技术领域，具体涉及一种通用的工业传感器信号转换器。

背景技术

在工业控制系统中，需要用到多种传感器，目前绝大多数传感器采用的输出模式有电压型、电流型、电阻型三大类，且采用的标准各不相同。在实际应用过程中，由于输出模式不同，信号采集器需要多种接口才能满足需求，导致结构复杂，价格昂贵。因此有必要将信号模式转换成统一标准，把电阻型信号和电流型信号转化成电压信号，便于接入电子线路统一处理；市面上有部分信号转化器，但是转化信号类型少，型号不统一，结构复杂。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术提出了一种有效解决传感器输出信号类型不统一的工业传感器信号转换器。

具体的，一种通用的工业传感器信号转换器，所述信号转换器分别与电阻型传感器电阻Rc和电流型传感器输入电流连接，其特征在于，所述信号转换器包括电阻型转换模块、电流型转换模块和接口模块；

所述电阻型转换模块包括电阻型转换单元和电阻型放大单元；所述电阻型传感器电阻Rc与所述电阻型转换单元连接，所述电阻型转换单元用于将所述电阻型传感器电阻Rc的输出信号转换为电阻电压型信号，所述电阻型转换单元与所述电阻型放大单元连接，所述电阻型放大单元将所述电阻电压型信号放大；

所述电流型转换模块包括电流型转换单元和电流型放大单元；所述电流型传感器输入电流与所述电流型转换单元连接，所述电流型转换单元将所述电流型传感器输入电流的输出信号转换为电流电压型信号，所述电流型转换单元与所述电流型放大单元连接，所述电流型放大单元将所述电流电压型信号放大；

所述接口模块包括插座输入1、插座输入2、电阻型输出插座和电流型输出插座；所述插座输入1与所述电阻型传感器电阻Rc连接；所述插座输入2与电流型传感器输入电流连接；所述电阻型输出插座与所述电阻型放大单元连接，输出放大后的电阻电压型信号；所述电流型输出插座与所述电流型放大单元连接，输出放大后的电流电压型信号。

更进一步地，所述电阻型转换单元包括电阻型第一电阻、电阻型稳压二极管、电阻型电容和电源，所述电阻型放大单元是电阻型放大器；

所述电源正极通过所述电阻型第一电阻、电阻型传感器电阻与电阻型放大器的正相输入端连接；所述电阻型放大器的输出端电阻型输出端连接所述电阻型转换模块输出端的一端连接，所述电阻型放大器的负相输入端与电源负极连接；所述电阻型第一电阻与所述电阻型传感器电阻Rc相连的一端还分别连接所述电阻型稳压二极管的负极和电阻型电容的正极，所述电阻型稳压二极管的正极和所述电阻型电容的负极与所述电源负极连接；所述电阻型转换模块输出端的另一端与电源负极连接。

更进一步地，所述电流型转换单元包括电流型第一电阻、电流型第二电阻、电流型第三电阻、电流型第四电阻、电流型第五电阻、电流型电容和电源VSS，所述电流型放大单元是电流型放大器；

所述传感器输入电流正极通过所述电流型第二电阻与所述电流型放大器的正相输入端连接，所述电流型放大器的输出端与所述电流型转换模块输出端口一端连接，所述传感器输入电流负极通过所述电流型第三电阻与所述电流型放大器的负相输入端连接，所述传感器输入电流负极通过所述电流型第三电阻和电流型第五电阻与所述电流型转换模块输出端口的另一端连接，所述电源VSS正极连接所述电流型放大器的正相输入端，所述电源VSS负极通过所述电流型第四电阻和电流型第五电阻与所述电流型转换模块输出端口的另一端连接，所述传感器输入电流正极分别连接所述电流型第一电阻的一端和所述电流型电容正极，所述电流型第一电阻的另一端和电流型电容负极与所述传感器输入电流负极连接。

更进一步地，所述电阻型转换模块包括电阻型调压单元，所述电阻型调压单元包括电阻型第二电阻、电阻型第三电阻、电阻型第四电阻、电阻型开关1、电阻型开关2、电阻型开关3；其中，所述电阻型第二电阻、电阻型第三电阻、电阻型第四电阻并联设置在所述电阻型放大器的输出端和电阻型转换模块输出端口之间，所述电阻型第二电阻与电阻型开关1串联，所述电阻型第三电阻与电阻型开关2串联，所述电阻型第四电阻与电阻型开关3串联。

更进一步地，所述电流型转换模块电流型调压单元，所述电流型调压单元包括电流型第六电阻、电流型第七电阻、电流型第八电阻、电流型开关1、电流型开关2、电流型开关3；其中，所述电流型第六电阻、电流型第七电阻、电流型第八电阻并联设置在所述电流型放大器的输出端和电流型转换模块输出端口之间，所述电流型第六电阻与电流型开关1串联，所述电流型第七电阻与电流型开关2串联，所述电流型第八电阻与电流型开关3串联。

更进一步地，所述接口面板包括开关1、开关2、开关3、开关4、开关5、开关6、灯1、灯2、灯3、灯4、灯5、灯6；所述电阻型输出插座包括插座输出1、插座输出2、插座输出3；所述电流型输出插座包括插座输出4、插座输出5、插座输出6；各插座内均设有两个接线的端点；其中，所述开关1、开关2、开关3分别对应控制电阻型开关1、电阻型开关2、电阻型开关3的开断；所述灯1、灯2、灯3与开关1、开关2、开关3联动，当开关闭合时，对应的灯发光；所述开关4、开关5、开关6分别对应控制电流型开关1、电流型开关2、电流型开关3；所述灯4、灯5、灯6与开关4、开关5、开关6联动，当开关闭合时，对应的灯发光。

本实用新型的优点在于：

本实用新型通过将电阻型和电流型传感器输出信号转换为电压型传感器信号，能够兼容市面上大多数传感器进行信号转换，具有结构简单，制造成本低等优点。

本实用新型中的信号转换器配有信号放大器，将转换后微弱的电流进行放大，使信号监测更加便捷；同时，再将信号转换为电压型后，还在输出端设有多个并联的电阻和开关，通过控制不同电阻对应的开关实现对转换后的电压信号大小进行调节。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种通用的工业传感器信号转换器的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种通用的工业传感器信号转换器中电阻型转换模块的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种通用的工业传感器信号转换器中电流型转换模块的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的一种通用的工业传感器信号转换器中接口模块的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案进行更详细的说明，本实用新型包括但不仅限于下述实施例。

如附图1所示，本实用新型提出一种通用的工业传感器信号转换器，分别与电阻型传感器电阻Rc和电流型传感器输入电流连接，用于将电阻型和电流型传感器输出信号转换为电压型信号，该信号转换器包括电阻型转换模块、电流型转换模块和接口模块。

如附图2所示，电阻型转换模块是将电阻型传感器转化为电压型传感器输出的电路，包括电阻型转换单元和电阻型放大单元；其中，电阻型转换单元包括电阻型第一电阻、电阻型稳压二极管、电阻型电容和电源，电阻型放大单元是电阻型放大器；电阻型传感器电阻Rc与电阻型转换单元连接，通过电阻型转换单元将输出信号转换为电阻电压型信号，电阻型转换单元与电阻型放大单元连接，并通过电阻型放大单元将转换后的信号放大并输出。其中，电源正极依次与电阻型第一电阻、电阻型传感器电阻和电阻型放大器的正相输入端串联；电阻型放大器的输出端电阻型输出端连接电阻型转换电路输出端的一端连接，电阻型放大器的负相输入端与电源负极连接；电阻型第一电阻连接电阻型传感器电阻Rc的一端分别连接电阻型稳压二极管的负极和电阻型电容的正极，电阻型稳压二极管的正极和电阻型电容的负极与电源负极连接；电阻型转换电路输出端另一端与电源负极连接。外接的直流电源，通过电阻型第一电阻、电阻型稳压二极管和电阻型电容，为转换电路提供恒定电压；由于电阻型传感器电阻Rc在工作变化下，电流只发生微弱的变化，不利于监测，于是用了电阻型放大器，可以将微弱电流进行放大，大电流便于监测变化。

在一种实施例中，该转换电路还包括电阻型调压单元，电阻型调压单元包括电阻型第二电阻、电阻型第三电阻、电阻型第四电阻、电阻型开关1、电阻型开关2、电阻型开关3；其中，电阻型第二电阻、电阻型第三电阻、电阻型第四电阻并联设置在电阻型放大器的输出端和电阻型转换电路输出端口之间，并且电阻型第二电阻与电阻型开关1串联，电阻型第三电阻与电阻型开关2串联，电阻型第四电阻与电阻型开关3串联。通过串联了电阻型开关1、电阻型开关2、电阻型开关3的开断，实现选择不同开关关断时输出不同的电压。

如附图3所示，电流型转换模块是将电流型传感器转化为电压型传感器输出的电路，包括电流型转换单元和电流型放大单元；其中，电流型转换单元包括电流型第一电阻、电流型第二电阻、电流型第三电阻、电流型第四电阻、电流型第五电阻、电流型电容和电源VSS，电流型放大单元是电流型放大器；电流型传感器输入电流与电流型转换单元连接，通过电流型转换单元将输出信号转换为电流电压型信号，电流型转换单元与电流型放大单元连接，并通过电流型放大单元将转换后的信号放大并输出。其中，电流型传感器输入电流正极通过电流型第二电阻与电流型放大器的正相输入端连接，电流型放大器的输出端与电流型转换电路输出端口一端连接，电流型传感器输入电流负极通过电流型第三电阻与电流型放大器的负相输入端连接，电流型传感器输入电流负极通过电流型第三电阻和电流型第五电阻与电流型转换电路输出端口另一端连接，电源VSS正极连接电流型放大器的正相输入端，电源VSS负极通过电流型第四电阻和电流型第五电阻与电流型转换电路输出端口另一端连接，电流型传感器输入电流正极分别连接电流型第一电阻的一端和电流型电容正极，电流型第一电阻的另一端和电流型电容负极与电流型传感器输入电流负极连接。由于传感器在工作中，电流只发生微弱的变化，不利于监测，使用了电流型放大器，可以将微弱电流进行放大，大电流便于监测变化。

在一种实施例中，该转换电路还包括电流型调压单元，电流型调压单元包括电流型第六电阻、电流型第七电阻、电流型第八电阻、电流型开关1、电流型开关2、电流型开关3；其中，电流型第六电阻、电流型第七电阻、电流型第八电阻并联设置在电流型放大器的输出端和电流型转换电路输出端口之间，并且电流型第六电阻与电流型开关1串联，电流型第七电阻与电流型开关2串联，电流型第八电阻与电流型开关3串联。通过串联了电流型开关1、电流型开关2、电流型开关3的开断，实现选择不同开关关断时输出不同的电压。

如附图4所示，接口模块采用接口面板，该接口面板上设有插座输入1、插座输入2、电阻型输出插座和电流型输出插座。其中，插座输入1与电阻型传感器电阻Rc连接，用于输入电阻型传感器信号，电阻型输出插座输出转换后的传感器信号；插座输入2与电流型传感器连接，用于输入电流型传感器信号，电流型输出插座输出转换后的传感器信号。

在一种实施方式中，接口面板还包括开关1、开关2、开关3、开关4、开关5、开关6、灯1、灯2、灯3、灯4、灯5、灯6；电阻型输出插座包括插座输出1、插座输出2、插座输出3；电流型输出插座包括插座输出4、插座输出5、插座输出6；各插座内均设有两个接线的端点。其中，电阻型传感器Rc两端分别连接插座输入1内的两个端点；开关1、开关2、开关3分别对应控制电阻型开关1、电阻型开关2、电阻型开关3；灯1、灯2、灯3与开关1、开关2、开关3联动，当开关闭合时，对应的灯发光，表示插座输出1、插座输出2、插座输出3有对应的输出；电流型传感器输入电流的正负极分别与插座输入2的两个端点连接；开关4、开关5、开关6分别对应控制电流型开关1、电流型开关2、电流型开关3；灯4、灯5、灯6与开关4、开关5、开关6联动，当开关闭合时，对应的灯发光，表示表示插座输出4、插座输出5、插座输出6有对应的输出。

本实用新型不仅局限于上述具体实施方式，本领域一般技术人员根据实施例和附图公开内容，可以采用其它多种具体实施方式实施本实用新型，因此，凡是采用本实用新型的设计结构和思路，做一些简单的变换或更改的设计，都落入本实用新型保护的范围。

Claims (6)

1.一种通用的工业传感器信号转换器，所述信号转换器分别与电阻型传感器电阻Rc和电流型传感器输入电流连接，其特征在于，所述信号转换器包括电阻型转换模块、电流型转换模块和接口模块；

所述电阻型转换模块包括电阻型转换单元和电阻型放大单元；所述电阻型传感器电阻Rc与所述电阻型转换单元连接，所述电阻型转换单元用于将所述电阻型传感器电阻Rc的输出信号转换为电阻电压型信号，所述电阻型转换单元与所述电阻型放大单元连接，所述电阻型放大单元将所述电阻电压型信号放大；

所述电流型转换模块包括电流型转换单元和电流型放大单元；所述电流型传感器输入电流与所述电流型转换单元连接，所述电流型转换单元将所述电流型传感器输入电流的输出信号转换为电流电压型信号，所述电流型转换单元与所述电流型放大单元连接，所述电流型放大单元将所述电流电压型信号放大；

所述接口模块包括插座输入1、插座输入2、电阻型输出插座和电流型输出插座；所述插座输入1与所述电阻型传感器电阻Rc连接；所述插座输入2与电流型传感器输入电流连接；所述电阻型输出插座与所述电阻型放大单元连接，输出放大后的电阻电压型信号；所述电流型输出插座与所述电流型放大单元连接，输出放大后的电流电压型信号。

2.根据权利要求1所述信号转换器，其特征在于，所述电阻型转换单元包括电阻型第一电阻、电阻型稳压二极管、电阻型电容和电源，所述电阻型放大单元是电阻型放大器；

所述电源正极通过所述电阻型第一电阻、电阻型传感器电阻与电阻型放大器的正相输入端连接；所述电阻型放大器的输出端电阻型输出端连接所述电阻型转换模块输出端的一端连接，所述电阻型放大器的负相输入端与电源负极连接；所述电阻型第一电阻与所述电阻型传感器电阻Rc相连的一端还分别连接所述电阻型稳压二极管的负极和电阻型电容的正极，所述电阻型稳压二极管的正极和所述电阻型电容的负极与所述电源负极连接；所述电阻型转换模块输出端的另一端与电源负极连接。

3.根据权利要求1所述信号转换器，其特征在于，所述电流型转换单元包括电流型第一电阻、电流型第二电阻、电流型第三电阻、电流型第四电阻、电流型第五电阻、电流型电容和电源VSS，所述电流型放大单元是电流型放大器；

所述传感器输入电流正极通过所述电流型第二电阻与所述电流型放大器的正相输入端连接，所述电流型放大器的输出端与所述电流型转换模块输出端口一端连接，所述传感器输入电流负极通过所述电流型第三电阻与所述电流型放大器的负相输入端连接，所述传感器输入电流负极通过所述电流型第三电阻和电流型第五电阻与所述电流型转换模块输出端口的另一端连接，所述电源VSS正极连接所述电流型放大器的正相输入端，所述电源VSS负极通过所述电流型第四电阻和电流型第五电阻与所述电流型转换模块输出端口的另一端连接，所述传感器输入电流正极分别连接所述电流型第一电阻的一端和所述电流型电容正极，所述电流型第一电阻的另一端和电流型电容负极与所述传感器输入电流负极连接。

4.根据权利要求2所述信号转换器，其特征在于，所述电阻型转换模块包括电阻型调压单元，所述电阻型调压单元包括电阻型第二电阻、电阻型第三电阻、电阻型第四电阻、电阻型开关1、电阻型开关2、电阻型开关3；其中，所述电阻型第二电阻、电阻型第三电阻、电阻型第四电阻并联设置在所述电阻型放大器的输出端和电阻型转换模块输出端口之间，所述电阻型第二电阻与电阻型开关1串联，所述电阻型第三电阻与电阻型开关2串联，所述电阻型第四电阻与电阻型开关3串联。

5.根据权利要求3所述信号转换器，其特征在于，所述电流型转换模块电流型调压单元，所述电流型调压单元包括电流型第六电阻、电流型第七电阻、电流型第八电阻、电流型开关1、电流型开关2、电流型开关3；其中，所述电流型第六电阻、电流型第七电阻、电流型第八电阻并联设置在所述电流型放大器的输出端和电流型转换模块输出端口之间，所述电流型第六电阻与电流型开关1串联，所述电流型第七电阻与电流型开关2串联，所述电流型第八电阻与电流型开关3串联。

6.根据权利要求4-5中任一权利要求所述信号转换器，其特征在于，所述接口模块包括开关1、开关2、开关3、开关4、开关5、开关6、灯1、灯2、灯3、灯4、灯5、灯6；所述电阻型输出插座包括插座输出1、插座输出2、插座输出3；所述电流型输出插座包括插座输出4、插座输出5、插座输出6；各插座内均设有两个接线的端点；其中，所述开关1、开关2、开关3分别对应控制电阻型开关1、电阻型开关2、电阻型开关3的开断；所述灯1、灯2、灯3与开关1、开关2、开关3联动，当开关闭合时，对应的灯发光；所述开关4、开关5、开关6分别对应控制电流型开关1、电流型开关2、电流型开关3；所述灯4、灯5、灯6与开关4、开关5、开关6联动，当开关闭合时，对应的灯发光。

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