專利名稱:便攜式多通道的流量積算儀現(xiàn)場校準(zhǔn)器的控制電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于能源計量裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種便攜式多通道的流量積算儀現(xiàn)場校準(zhǔn)器的控制電路，包括電源電路、主控電路、輸入電路以及輸出電路，其中電源電路采用隔離模塊將電池電壓轉(zhuǎn)化三路隔離電源，分別對三路輸出通道進行獨立供電。主控電路與輸出電路間是采用通訊的方式實現(xiàn)信號的交互，通訊電路采用數(shù)字隔離通訊芯片ADuM1201，快速的將主控電路的通訊指令下傳至各路輸出電路中，輸出電路的CPU根據(jù)通訊協(xié)議將通訊指令進行譯碼，以實現(xiàn)不同的輸出功能。
【專利說明】便攜式多通道的流量積算儀現(xiàn)場校準(zhǔn)器的控制電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于能源計量裝置電路【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種便攜式多通道的流量積算儀現(xiàn)場校準(zhǔn)器的控制電路。

【背景技術(shù)】
[0002]流量積算儀是指通過采集與流量相關(guān)的溫度壓力傳感器信號，用相關(guān)的數(shù)學(xué)模型計算出流量(能量)的裝置，是天然氣、蒸汽等氣體流量計的重要組成部分。在能源危機、工業(yè)生產(chǎn)自動化程度愈來愈高的當(dāng)今時代，帶有流量積算儀的氣體流量計被廣泛應(yīng)用工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防建設(shè)、科學(xué)研宄對外貿(mào)易以及人民生活的各個領(lǐng)域。天然氣和蒸汽流量計作為涉及貿(mào)易結(jié)算的強制檢定計量器具，必須經(jīng)過法定計量檢定機構(gòu)檢定合格后方能使用。同時，氣體流量準(zhǔn)確測量對機械、石油、化工、冶金等部門提高產(chǎn)品質(zhì)量和科研數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，對節(jié)約能源、提高能源的利用效率都有著重大的現(xiàn)實意義，只有對流量進行準(zhǔn)確的測量，才能做到“耗能有數(shù)，節(jié)能有據(jù)”。因此，流量積算儀檢定裝置的研宄意義重大。
[0003]目前，絕大多數(shù)的省、市和縣級計量檢定機構(gòu)和較大部分的電廠、化工廠和制藥企業(yè)等都建有流量積算儀檢定裝置，但是，普遍存在著檢定標(biāo)準(zhǔn)器和配套設(shè)備數(shù)量多、重量大的缺點。依據(jù)《JJG 1003-2005流量積算儀檢定規(guī)程》，對流量積算儀型式評價、樣機試驗、首次檢定、后續(xù)檢定及使用中檢驗需要如下檢定設(shè)備:標(biāo)準(zhǔn)電流表、標(biāo)準(zhǔn)電壓表、通用計數(shù)器、標(biāo)準(zhǔn)電阻箱、多個直流信號源、頻率信號發(fā)生器、毫伏發(fā)生器、穩(wěn)壓電源、計時器(秒表)等等。配置上述設(shè)備，僅能開展實驗室檢定，無法將所有帶去現(xiàn)場，目前現(xiàn)場普遍的校驗方法為使用兩臺多功能校驗儀加一臺電阻箱，和一個秒表進行檢定，但此方式操作無法滿足檢定規(guī)程的檢定要求。
[0004]流量積算儀參數(shù)的檢定分五步操作，瞬時流量、累積流量、輸出電流、定量控制、補償參數(shù)顯示值。
[0005]流量積算儀一般都安裝在現(xiàn)場，拆回實驗室檢定的話，存在很多問題，越來越多的儀表都要求在現(xiàn)場檢定，有以下好處:第一、在現(xiàn)場檢定能更好的反映該儀表在現(xiàn)場環(huán)境中的真實參數(shù)，如果在實驗室檢定后再安裝、現(xiàn)場，會因為現(xiàn)場環(huán)境因素造成儀表的偏差；第二、不需要重復(fù)拆卸和安裝，避免人為損壞；第三、無需長時間斷開連接，只需要檢定過程中臨時斷開現(xiàn)場連接，保證生產(chǎn)的正常連續(xù)性。
[0006]由于規(guī)程規(guī)定需要配備所有設(shè)備，而這么多設(shè)備帶去現(xiàn)場顯然不現(xiàn)實，并且導(dǎo)致接線復(fù)雜，而且不能保證信號輸出的同步性，特別是在檢定累積流量過程中，需要用到流量信號，溫度和壓力補償信號，三個標(biāo)準(zhǔn)信號同時輸出，常規(guī)都是按秒表進行計時，一方面很難實現(xiàn)同步啟動，另一方面，由于目前用三個不同的信號源進行連續(xù)輸出，在計時結(jié)束后很難讀取最后一個累積流量值。
實用新型內(nèi)容
[0007]本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種便攜式多通道的流量積算儀現(xiàn)場校準(zhǔn)器的控制電路。
[0008]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案:一種便攜式多通道的流量積算儀現(xiàn)場校準(zhǔn)器的控制電路，包括電源電路、主控電路、輸入電路以及輸出電路，所述電源電路分別連接所述主控電路、所述輸入電路和所述輸出電路，為所述主控電路、所述輸入電路和所述輸出電路供電，所述電源電路采用隔離模塊將電池電壓轉(zhuǎn)化三路隔離電源，分別對三路輸出通道進行獨立供電，三路所述隔離電源分別再通過開關(guān)芯片轉(zhuǎn)換為電路所需的各路電源。
[0009]所述電源電路包括對電路中所采用的運算放大器及模擬開關(guān)芯片提供正負電源的供電模塊、D/A轉(zhuǎn)換電路、A/D轉(zhuǎn)換電路以及主CPU供電的電源電路。
[0010]所述電源電路中還包括電池充電控制芯片，所述電池充電控制芯片第二腳是一個充電控制端，所述充電控制端與所述主控電路相連接。
[0011 ] 三路所述隔離電源分別采用大功率二極管對每路所述隔離電源進行獨立控制。
[0012]所述輸出電路設(shè)置有三路，每路所述輸出電路均包括輸出主控電路、D/A轉(zhuǎn)換電路、輸出信號調(diào)理電路及輸出信號量程選擇電路，所述輸出主控電路的輸出端與所述D/A轉(zhuǎn)換電路的輸入端電連接，所述D/A轉(zhuǎn)換電路的輸出端與所述輸出信號調(diào)理電路的輸入端電連接，所述輸出信號調(diào)理電路的輸出端與所述輸出信號量程選擇電路電連接。
[0013]所述主控電路包括信號采樣量程選擇電路、采樣信號調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、測量主控電路、按鍵電路和顯示電路，所述信號采樣量程選擇電路的輸出端與所述采樣信號調(diào)理電路的輸入端電連接，所述采樣信號調(diào)理電路的輸出端與所述A/D轉(zhuǎn)換電路的輸入端電連接，所述A/D轉(zhuǎn)換電路的輸出端與所述測量主控電路的輸入端電連接，所述測量主控電路的輸出端與所述顯示電路電連接，所述按鍵電路的輸出端與所述測量主控電路的輸入端電連接。
[0014]本實用新型的控制電路的有益效果:本實用新型的電源電路采用隔離模塊將電池電壓轉(zhuǎn)化三路隔離電源，分別對三路輸出通道進行獨立供電，三路所述隔離電源分別再通過開關(guān)芯片轉(zhuǎn)換為電路所需的各路電源，所以主控電路與輸出電路間是采用通訊的方式實現(xiàn)信號的交互，通訊電路采用數(shù)字隔離通訊芯片ADuM1201，快速的將主控電路的通訊指令下傳至各路輸出電路中，輸出電路的CPU根據(jù)通訊協(xié)議將通訊指令進行譯碼，以實現(xiàn)不同的輸出功能。

【附圖說明】

[0015]圖1是本實用新型的電源電路的框圖。
[0016]圖2是本實用新型的主控電路的框圖。
[0017]圖3是本實用新型的輸出電路的框圖。
[0018]在圖1至圖3中包括:1——電源電路，11——隔離電源，2——主控電路，21——信號采樣量程選擇電路，22—一采樣信號調(diào)理電路，23—一A/D轉(zhuǎn)換電路，24—一測量主控電路，25--按鍵電路，26--顯不電路，3--輸出電路，31--輸出主控電路，32--D/A轉(zhuǎn)換電路，33 輸出?目號調(diào)理電路，34 輸出?目號量程選擇電路。

【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖，對本實用新型作進一步詳細的描述，但本實用新型的實施方式不限于此。
[0020]本實用新型提供一種便攜式多通道的流量積算儀現(xiàn)場檢定裝置，包括集成于殼體內(nèi)的頻率信號發(fā)生器、臺脈沖計數(shù)器、兩個直流電流信號源、直流電阻箱、計時器、數(shù)字電流表和電壓表。
[0021]見圖1至圖3，本實用新型還提供一種便攜式多通道的流量積算儀現(xiàn)場校準(zhǔn)器的控制電路，包括電源電路1、主控電路2、輸入電路(圖中未畫出)以及輸出電路3，電源電路I分別連接主控電路2、輸入電路和輸出電路3，為主控電路2、輸入電路和輸出電路3供電，電源電路I采用隔離模塊將電池電壓轉(zhuǎn)化三路隔離電源11，分別對三路輸出通道進行獨立供電，三路隔離電源11分別再通過開關(guān)芯片轉(zhuǎn)換為電路所需的各路電源。
[0022]電源電路I包括對電路中所采用的運算放大器及模擬開關(guān)芯片提供正負電源的供電模塊、D/A轉(zhuǎn)換電路、A/D轉(zhuǎn)換電路以及主CPU供電的電源電路。電源電路為儀器自身提供穩(wěn)定的工作電流。市場上現(xiàn)有的各類校準(zhǔn)儀(或校驗儀)的電源電路，通過對電源進行分割，實現(xiàn)對各個電路進行供電，但是電源之間并沒有進行相互的隔離，特別是在接地端，一般采用共地的情況，使得電源之間互相干擾，影響了信號的輸出和測量；而我們在流量積算儀校準(zhǔn)器中為確保每個通道地線獨立，杜絕地線間的相互干擾，電源線路采用隔離模塊將電池電壓轉(zhuǎn)化三路隔離的電源，分別對三路輸出通道進行獨立供電，隔離后的電源再通過開關(guān)芯片轉(zhuǎn)換為電路所需的各路電源，此方案能夠有效的為儀器的各個電路提供安全，無干擾的電源；對于模擬電路所要用的高電壓電源，本實用新型的采用了 LTC1945開關(guān)芯片，，能夠產(chǎn)生兩組正負電源。
[0023]電源電路I中還包括電池充電控制芯片，電池充電控制芯片第二腳是一個充電控制端，充電控制端與主控電路2相連接，方便主控電路監(jiān)控充電狀態(tài)，并在顯示設(shè)備上顯示充電狀態(tài)。當(dāng)芯片第二腳為低電平，電池處于充電狀態(tài)，顯示設(shè)備上將動態(tài)顯示電池圖標(biāo)；充電完成后芯片第二腳將變?yōu)楦唠娖?，主控電?監(jiān)測到后將取消動態(tài)顯示電池圖標(biāo)，并顯示實際電池電量；本實用新型采用這種方案，是考慮到用戶在未帶或丟失標(biāo)配的電源適配器的情況下，仍能用市場上通用的電源適配器進行充電，而無須返廠維修；同時，由于LTC1731輸入電壓較高，對電源適配器的適用性將大大提升。
[0024]三路隔離電源11分別采用大功率二極管對每路所述隔離電源進行獨立控制。當(dāng)用戶只需要其中的一路或二路就能達到校準(zhǔn)的要求時，可以手工關(guān)閉其中不參與工作的通道，以達到節(jié)省功耗的目的。
[0025]輸出電路3設(shè)置有三路，每路輸出電路均包括輸出主控電路31、D/A轉(zhuǎn)換電路32、輸出信號調(diào)理電路33及輸出信號量程選擇電路34，輸出主控電路31的輸出端與D/A轉(zhuǎn)換電路32的輸入端電連接，D/A轉(zhuǎn)換電路32的輸出端與輸出信號調(diào)理電路33的輸入端電連接，輸出信號調(diào)理電路33的輸出端與輸出信號量程選擇電路34電連接。輸出CPU將主控電路下傳的指令進行譯碼，并根據(jù)通訊協(xié)議將譯碼后的結(jié)果進行數(shù)字化處理，并將數(shù)字化的信號傳送至D/A轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)化為模擬信號，并根據(jù)信號的大小進行信號調(diào)理；輸出CPU將根據(jù)不同的量程輸出開啟輸出信號量程選擇電中，將調(diào)理后的信號輸出至插座端口。
[0026]主控電路2包括信號采樣量程選擇電路21、采樣信號調(diào)理電路22、A/D轉(zhuǎn)換電路23、測量主控電路24、按鍵電路25和顯示電路26，信號采樣量程選擇電路21的輸出端與采樣信號調(diào)理電路22的輸入端電連接，采樣信號調(diào)理電路22的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換電路23的輸入端電連接，A/D轉(zhuǎn)換電路23的輸出端與測量主控電路24的輸入端電連接，測量主控電路24的輸出端與顯示電路26電連接，按鍵電路25的輸出端與測量主控電路24的輸入端電連接。所有的人機交換及界面顯示都在此電路中實現(xiàn)，擔(dān)當(dāng)著整臺流量積算儀校準(zhǔn)器大腦的功能。在測量電路中將用戶鍵入的指令進行譯碼，并在顯示設(shè)備進行相應(yīng)的顯示，同時，將譯碼后的相關(guān)功能進行任務(wù)分配，輸送到各個輸出通道中。
[0027]在本實用新型中如需對通道I輸出進行操作，請將標(biāo)配的測試線插入輸出I插孔，插孔采用航空插座，具有正負極性引導(dǎo)槽；按？1鍵將當(dāng)前工作狀態(tài)設(shè)定到通道1，再按Fl鍵進入通道I設(shè)置界面，根據(jù)工作實際需要進入輸出量程欄中選擇具體的輸出量程，并可在功能選項欄中選擇步進、斜坡及百分比設(shè)置等功能，按界面提示退出設(shè)置界面后，即可在主工作界面按數(shù)字鍵鍵入具體輸出信號，按確認鍵輸出。具體操作可參考使用手冊。
[0028]在本實用新型中如需對通道2輸出進行操作，請將標(biāo)配的測試線插入輸出2插孔，插孔采用航空插座，具有正負極性引導(dǎo)槽；按F2鍵將當(dāng)前工作狀態(tài)設(shè)定到通道2，再按F2鍵進入通道2設(shè)置界面，根據(jù)工作實際需要進入輸出量程欄中選擇具體的輸出量程，并可在功能選項欄中選擇步進、斜坡及百分比設(shè)置等功能，按界面提示退出設(shè)置界面后，即可在主工作界面按數(shù)字鍵鍵入具體輸出信號，按確認鍵輸出。具體操作可參考使用手冊。
[0029]在本實用新型中如需對通道3輸出進行操作，請將標(biāo)配的測試線插入輸出3插孔，插孔采用航空插座，具有正負極性引導(dǎo)槽；按F3鍵將當(dāng)前工作狀態(tài)設(shè)定到通道3，再按F3鍵進入通道3設(shè)置界面，根據(jù)工作實際需要進入輸出量程欄中選擇具體的輸出量程，并可在功能選項欄中選擇步進、斜坡及百分比設(shè)置等功能，按界面提示退出設(shè)置界面后，即可在主工作界面按數(shù)字鍵鍵入具體輸出信號，按確認鍵輸出。具體操作可參考使用手冊。
[0030]在本實用新型中如需對測量通道進行操作，請將標(biāo)配的測試線插入測量插孔，插孔采用航空插座，具有正負極性引導(dǎo)槽；按F4鍵將當(dāng)前工作狀態(tài)設(shè)定到測量通道，再按F4鍵進入測量通道設(shè)置界面，根據(jù)工作實際需要進入測量量程欄中選擇具體的測量量程，并可在功能選項欄中選擇最大/最小/平均及百分比設(shè)置等功能，按界面提示退出設(shè)置界面后，即可在主工作界面測量到具體外部輸入信號。具體操作可參考使用手冊。
[0031]在本實用新型中所有輸出功能及測量功能在出廠時都需在實驗室進行校正，在符合精度指標(biāo)的情況下才能出廠；用戶端進行校正只有獲得廠家授權(quán)才能進行；在儀表主菜單中選擇校正功能欄，鍵入校正密碼，儀表顯示界面上將顯示各項校正功能菜單，選擇不同的校正通道及需校正的量程段即可實現(xiàn)校正。
[0032]所述對于輸出信號的校正，校正人員只需將當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)鍵入即可，儀器內(nèi)部校正軟件將自動運算出當(dāng)前校正點的校正系數(shù)，存入內(nèi)部存儲器中，并自動將校正后結(jié)果實時跟蹤輸出，以方便查看校正結(jié)果。
[0033]所述對于測量信號的校正，校正人員只需將當(dāng)前輸入的標(biāo)準(zhǔn)信號的數(shù)據(jù)鍵入當(dāng)前顯示界面中數(shù)據(jù)欄，按確認鍵后，儀器內(nèi)部校正軟件將自動運算出當(dāng)前校正點的校正系數(shù)并存入同部存儲器中保存，校正系數(shù)即時生效，實時跟蹤補償當(dāng)時測量信號，以方便查看測量校正結(jié)果。
[0034]根據(jù)上述說明書的揭示和教導(dǎo)，本實用新型所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還能夠?qū)ι鲜鰧嵤┓绞竭M行變更和修改。因此，本實用新型并不局限于上述的【具體實施方式】，凡是本領(lǐng)域技術(shù)人員在本實用新型的基礎(chǔ)上所作出的任何顯而易見的改進、替換或變型均屬于本實用新型的保護范圍。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對本實用新型構(gòu)成任何限制。
【權(quán)利要求】
1.便攜式多通道的流量積算儀現(xiàn)場校準(zhǔn)器的控制電路，包括電源電路、主控電路、輸入電路以及輸出電路，所述電源電路分別連接所述主控電路、所述輸入電路和所述輸出電路，為所述主控電路、所述輸入電路和所述輸出電路供電，其特征在于:所述電源電路采用隔離模塊將電池電壓轉(zhuǎn)化三路隔離電源，分別對三路輸出通道進行獨立供電，三路所述隔離電源分別再通過開關(guān)芯片轉(zhuǎn)換為電路所需的各路電源。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式多通道的流量積算儀現(xiàn)場校準(zhǔn)器的控制電路，其特征在于:所述電源電路包括對電路中所采用的運算放大器及模擬開關(guān)芯片提供正負電源的供電模塊、D/A轉(zhuǎn)換電路、A/D轉(zhuǎn)換電路以及主CPU供電的電源電路。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式多通道的流量積算儀現(xiàn)場校準(zhǔn)器的控制電路，其特征在于:所述電源電路中還包括電池充電控制芯片，所述電池充電控制芯片第二腳是一個充電控制端，所述充電控制端與所述主控電路相連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式多通道的流量積算儀現(xiàn)場校準(zhǔn)器的控制電路，其特征在于:三路所述隔離電源分別采用大功率二極管對每路所述隔離電源進行獨立控制。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式多通道的流量積算儀現(xiàn)場校準(zhǔn)器的控制電路，其特征在于:所述輸出電路設(shè)置有三路，每路所述輸出電路均包括輸出主控電路、D/A轉(zhuǎn)換電路、輸出信號調(diào)理電路及輸出信號量程選擇電路，所述輸出主控電路的輸出端與所述D/A轉(zhuǎn)換電路的輸入端電連接，所述D/A轉(zhuǎn)換電路的輸出端與所述輸出信號調(diào)理電路的輸入端電連接，所述輸出信號調(diào)理電路的輸出端與所述輸出信號量程選擇電路電連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式多通道的流量積算儀現(xiàn)場校準(zhǔn)器的控制電路，其特征在于:所述主控電路包括信號采樣量程選擇電路、采樣信號調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、測量主控電路、按鍵電路和顯示電路，所述信號采樣量程選擇電路的輸出端與所述采樣信號調(diào)理電路的輸入端電連接，所述采樣信號調(diào)理電路的輸出端與所述A/D轉(zhuǎn)換電路的輸入端電連接，所述A/D轉(zhuǎn)換電路的輸出端與所述測量主控電路的輸入端電連接，所述測量主控電路的輸出端與所述顯示電路電連接，所述按鍵電路的輸出端與所述測量主控電路的輸入端電連接。
【文檔編號】G01F25-00GK204286553SQ201420757823
【發(fā)明者】朱煒, 陳偉琪, 鄭勤鋒, 韓銀兒 [申請人]杭州派樂科技有限公司