專(zhuān)利名稱(chēng)：甲烷傳感器信號(hào)輸出電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在煤礦安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中用于甲烷傳感器信號(hào)傳輸 的甲烷傳感器信號(hào)輸出電路。
技術(shù)背景在煤礦安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，安裝在井下的甲烷傳感器與控制裝置配接 之間的信號(hào)傳輸有多種制式，其作用是將傳感器釆集到的信號(hào)用電纜傳 遞到數(shù)公里外的監(jiān)控分站，傳輸過(guò)程中不得引入衰減和畸變。傳感器配接的設(shè)備有多種不同的制式，通常釆用200 - 1000HZ脈沖頻率輸出、4 -20mA模擬電流輸出、異步串行數(shù)字信號(hào)輸出，每種輸出都要有獨(dú)立的 驅(qū)動(dòng)電路，相互不能兼容互換，無(wú)法實(shí)現(xiàn)在一臺(tái)傳感器上多種制式兼容， 致使一個(gè)產(chǎn)品派生出許多規(guī)格，給現(xiàn)場(chǎng)用戶(hù)帶來(lái)諸多不便。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種集成了多種制式的信號(hào)的 傳輸電路，能夠?qū)⒛M量電流輸出、頻率脈沖輸出和串行數(shù)字信號(hào)輸出 整合在一個(gè)驅(qū)動(dòng)端口上，無(wú)需切換硬件的兼容模式而通過(guò)軟件設(shè)置就可 實(shí)現(xiàn)多種輸出制式的轉(zhuǎn)換，并且電路簡(jiǎn)單可靠的甲烷傳感器信號(hào)輸出電 路。本發(fā)明的甲烷傳感器信號(hào)輸出電路包括有與單片機(jī)的驅(qū)動(dòng)引腳連 接的信號(hào)輸入端T1、與單片機(jī)的1/0輸出入引腳連接的信號(hào)輸入端TXD 以及與直流電源連接的電源端VCC;所述信號(hào)輸入端Tl經(jīng)過(guò)依次串接的電阻R1和R5與一個(gè)運(yùn)算放大器IC1的比較端正極連接，電源端VCC經(jīng) 過(guò)電阻R6連接到運(yùn)算放大器IC1的比較端負(fù)極，電源端VCC經(jīng)過(guò)并聯(lián) 的電阻R4和電容Cl連接到電阻Rl和R5之間，電源端VCC經(jīng)過(guò)電容Cl 連接到運(yùn)算放大器IC1的比較端正極，所述信號(hào)輸入端TXD經(jīng)過(guò)依次串 接的電阻R2和R3與電源端VCC連接， 一個(gè)三極管Gl的基極連接到電 阻R2和R3之間，三極管Gl的基極還經(jīng)過(guò)二極管Dl連接到運(yùn)算放大器 IC1的輸出端，三極管Gl的發(fā)射極與運(yùn)算放大器IC1的比較端負(fù)極連接， 三極管Gl的集電極經(jīng)過(guò)電阻R7與傳感器信號(hào)遠(yuǎn)傳輸出端T7連接。本發(fā)明用于甲烷傳感器信號(hào)輸出時(shí)，只需一套電路就可兼容所有的 輸出制式，可以完成恒流脈沖輸出、模擬電流輸出、串行數(shù)字信號(hào)輸出， 并且可以方便地使用單片機(jī)通過(guò)軟件設(shè)置的方式實(shí)現(xiàn)脈沖輸出、電流輸 出、數(shù)字信號(hào)輸出的轉(zhuǎn)換，從而大大提高了對(duì)不同規(guī)格制式設(shè)備適應(yīng)性， 方便了使用。


圖l是本發(fā)明的電路圖。
具體實(shí)施方式
如圖所示電路中，T7是傳感器信號(hào)遠(yuǎn)傳輸出端，經(jīng)電纜與分站信號(hào) 輸入相連；Tl端連接單片機(jī)驅(qū)動(dòng)引腳，設(shè)定為輸出端口，通過(guò)軟件在T1 上輸出方波脈沖信號(hào)，這一輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)R1、 R4分壓電阻產(chǎn)生恒流基準(zhǔn) 電壓，基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生在R1 、 R4的分壓點(diǎn)上，經(jīng)R5、 Cl、 C2平滑濾波后 生成出穩(wěn)定的基準(zhǔn)電壓疊加在C2二端，該基準(zhǔn)電壓連接在運(yùn)算放大器 IC1比較端正極引腳5上，通過(guò)調(diào)整T1輸出信號(hào)寬度，改變脈沖占空比就能產(chǎn)生出連續(xù)可變的模擬電壓基準(zhǔn)信號(hào)；運(yùn)算放大器IC1，電流取樣電阻R6，輸出驅(qū)動(dòng)晶體管G1三個(gè)器件構(gòu) 成反饋恒流環(huán)路，R6上的壓降與C2上的基準(zhǔn)電壓相比較，強(qiáng)烈的負(fù)反饋 環(huán)路迫使R6上的壓降等于基準(zhǔn)電壓，從而將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成隨基準(zhǔn)電壓 變化的恒流輸出信號(hào)，由T7端遠(yuǎn)傳到監(jiān)控分站。高阻抗的恒流信號(hào)在傳 輸過(guò)程中不會(huì)受電纜電阻影響，實(shí)現(xiàn)模擬量精確傳遞；TXD端連接單片機(jī)的I/0輸出人引腳，設(shè)定為輸出端口，用作脈沖頻率發(fā)生端，工作在模擬電流輸出狀態(tài)時(shí)呈現(xiàn)高電平，對(duì)輸出無(wú)影響，在 脈沖頻率輸出制式時(shí)，模擬信號(hào)T1被置成高電平，使恒流基準(zhǔn)達(dá)到峰值 lOmA，此時(shí)TXD端把軟件產(chǎn)生的220 - 1000HZ信號(hào)對(duì)10mA恒流進(jìn)行開(kāi)關(guān)式 調(diào)制，也由T7端產(chǎn)生出恒流脈沖傳遞到分站，由于脈沖幅值也具有恒流 特性，在傳輸過(guò)程中幅度不會(huì)隨電纜長(zhǎng)短而改變；TXD端在單片機(jī)中也是串行輸出端口，在需要與數(shù)據(jù)通信設(shè)備通信 時(shí)，可以由軟件對(duì)端口進(jìn)行初始化設(shè)定，選擇所需要協(xié)議格式的異步串 行輸出，輸出碼的信號(hào)與脈沖頻率相似，也是恒流特性的脈沖電流。
權(quán)利要求
1. 一種甲烷傳感器信號(hào)輸出電路，其特征是它包括有與單片機(jī)的驅(qū)動(dòng)引腳連接的信號(hào)輸入端T1、與單片機(jī)的I/O輸出入引腳連接的信號(hào)輸入端TXD以及與直流電源連接的電源端VCC；所述信號(hào)輸入端T1經(jīng)過(guò)依次串接的電阻R1和R5與一個(gè)運(yùn)算放大器IC1的比較端正極連接，電源端VCC經(jīng)過(guò)電阻R6連接到運(yùn)算放大器IC1的比較端負(fù)極，電源端VCC經(jīng)過(guò)并聯(lián)的電阻R4和電容C1連接到電阻R1和R5之間，電源端VCC經(jīng)過(guò)電容C1連接到運(yùn)算放大器IC1的比較端正極，所述信號(hào)輸入端TXD經(jīng)過(guò)依次串接的電阻R2和R3與電源端VCC連接，一個(gè)三極管G1的基極連接到電阻R2和R3之間，三極管G1的基極還經(jīng)過(guò)二極管D1連接到運(yùn)算放大器IC1的輸出端，三極管G1的發(fā)射極與運(yùn)算放大器IC1的比較端負(fù)極連接，三極管G1的集電極經(jīng)過(guò)電阻R7與傳感器信號(hào)遠(yuǎn)傳輸出端T7連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種甲烷傳感器信號(hào)輸出電路。該電路的信號(hào)輸入端T1與一個(gè)運(yùn)算放大器IC1的比較端正極連接，電源端VCC經(jīng)過(guò)電阻R6連接到運(yùn)算放大器IC1的比較端負(fù)極，電源端VCC經(jīng)過(guò)并聯(lián)的電阻R4和電容C1連接到電阻R1和R5之間，電源端VCC經(jīng)過(guò)電容C1連接到運(yùn)算放大器IC1的比較端正極，信號(hào)輸入端TXD與電源端VCC連接，三極管G1的基極連接到電阻R2和R3之間，三極管G1的基極還經(jīng)過(guò)二極管D1連接到運(yùn)算放大器IC1的輸出端，三極管G1的發(fā)射極與運(yùn)算放大器IC1的比較端負(fù)極連接，三極管G1的集電極與傳感器信號(hào)遠(yuǎn)傳輸出端T7連接。本發(fā)明集成了多種制式的信號(hào)的傳輸電路并且電路簡(jiǎn)單。
文檔編號(hào)G01N27/00GK101261238SQ20081002538
公開(kāi)日2008年9月10日 申請(qǐng)日期2008年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月30日
發(fā)明者賈柏青 申請(qǐng)人:鎮(zhèn)江中煤電子有限公司