專利名稱：溶解氧測試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種魚塘用增氧機(jī)的監(jiān)控裝置。
背景技術(shù)：
魚塘增氧設(shè)備的作用主要是增加水中的溶解氧、曝氣、水體對流，采用具體測試水 體溶解氧功能的自動增氧設(shè)備，能夠適時啟動增氧機(jī)，對改善養(yǎng)殖水體溶解狀況，促進(jìn)水體 經(jīng)濟(jì)動物生長十分有利。一種方案是將魚塘增氧控制器與取樣水泵相結(jié)合使用，控制器對 水泵電流、電壓進(jìn)行監(jiān)測，以確定取樣水泵是否工作異?？刂破魃系膱?bào)警裝置會進(jìn)行報(bào)警 提示，并且啟動增氧機(jī)。在控制器中，配合采樣電源電壓，同時采樣溶解氧泵電流，從而對采樣泵進(jìn)行控 制，現(xiàn)有技術(shù)采用二極管對電壓或互感器隔離采樣的信號進(jìn)行半波或全波整流，但是當(dāng)輸 入信號小于二極管PN結(jié)勢壘電壓時，二極管不能導(dǎo)通，而且二極管在輸入電壓較低時，會 有較大的非線性失真，造成其測量線性較差，進(jìn)而影響控制器工作。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中采用二級整流造成的測量誤差大的問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的一個方案是一種溶解氧測試儀，其電源電路包括 順次連接的交流電源輸入端，隔離變壓器和整流電源部分，整流電源部分的輸出為一單片 機(jī)提供電源；單片機(jī)通過采樣端口接收一電源電壓監(jiān)測電路；電源電壓監(jiān)測電路前端接有 互感器，互感器副邊上接整流電路，整流電路輸出接到單片機(jī)的一個采樣端口上，所述整流 電路是精密整流電路。精密整流電路可以是采用一個或以上運(yùn)算放大器的半波精密整流電 路，也可以是全波精密整流電路。由于使用了采用運(yùn)算放大器，使得測試儀的測量線性好、結(jié)果穩(wěn)定。

[0007]圖1是實(shí)用新型示意圖；[0008]圖2是半波精密整流電路示例1 ；[0009]圖3是半波精密整流電路示例2 ；[0010]圖4是全波精密整流電路示例1 ；[0011]圖5是全波精密整流電路示例2 ；[0012]圖6是實(shí)施例3所采用的全波精密整流電路圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1如圖1所示，電源電路包括順序連接的隔離變壓器和采用二極管的整流電源電 路，整流輸出端接在一個三端穩(wěn)壓器U5的輸入端V+上，輸出端輸出VCC為單片機(jī)系統(tǒng)供電。電源電壓監(jiān)測電路包括互感器Tl和精密整流電路10，互感器Tl原邊接在熔斷器F之 后，原邊上串設(shè)一個分壓電阻R1，互感器Tl的副邊上設(shè)置精密整流電路10，精密整流電路 10輸出通過濾波電路接到單片機(jī)的一個采樣端口 P1，濾波電路由電阻R2和接地電容Cl構(gòu) 成。采樣泵電流采樣電路包括互感器和精密整流電路20，互感器T2原邊接采樣泵M， 互感器T2副邊上設(shè)置精密整流電路20，精密整流電路20輸出通過濾波電路接到單片機(jī)的 另一個采樣端口 P2，濾波電路由電阻R4和接地電容C2構(gòu)成。采樣泵M電源取自熔斷器F 之后的交流電源電路上，單片機(jī)輸出端口 P3輸出控制信號，驅(qū)動控制一個等效為開關(guān)的電 路K，該等效開關(guān)電路連接交流電源端和采樣泵，從而實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對采樣泵的控制。電源電壓監(jiān)測電路采用的半波精密整流電路10，如圖2所示，包括一個運(yùn)算放大 器U1，其同相端與互感器Tl副邊異名端連接并且接地；其反相端與互感器副邊同名端連 接；反相端與輸出端之間接有第一二極管D2，第一二極管D2陽極接反相端、陰極接輸出端； 輸出端接在第二二極管Dl的陽極上，第二二極管Dl陰極作為半波精密整流電路的輸出，與 反相端之間接有一個反饋電阻R5，對地有接地電容C5。兩個反并聯(lián)二極管(D3，D4)接在互 感器Tl同名端與異名端之間，起限壓作用。由于運(yùn)算放大器構(gòu)成反相放大器，當(dāng)互感器副邊的輸入信號Ui為正時，運(yùn)放Ul輸 出端信號為負(fù)，輸出二極管Dl截止，反饋二極管D2導(dǎo)通，反饋電阻R5上沒有電流，輸出信 號Uo為零；當(dāng)輸入信號Ui為負(fù)時，運(yùn)放Ul輸出端信號為正，輸出二極管Dl導(dǎo)通，反饋二極 管Dl導(dǎo)通，電流通過反饋電阻R5，輸出信號與Uo與Ui大小相等，方向相反?？梢?，上述電 路實(shí)現(xiàn)了半波整流；而且，由于運(yùn)算放大器的放大倍數(shù)很大，只需要微弱的輸入信號Ui就 能夠?qū)ǘO管，實(shí)現(xiàn)了對輸入微弱信號的精確測量功能。單片機(jī)的I/O 口上還連接一個數(shù)碼顯示模塊，用于顯示電源電壓監(jiān)測電路采樣到 的電壓值。采樣泵電流采樣電路采用的全波精密整流電路20，如圖4所示，包括兩個運(yùn)算放 大器(Ull，U12)同相端都接地，互感器T2副邊異名端也接地，同名端與全波精密整流電路 20輸出端之間串接有四個電阻，第三電阻R13與第四電阻R14的分壓點(diǎn)與同名端之間接第 五電阻R15 ；第一電阻Rll與第二電阻R12的分壓點(diǎn)上連接第一運(yùn)算放大器Ull的反相端， 反相端與輸出端之間接第一二極管D12，第一二極管D12陰極接反相端、陽極接輸出端，輸 出端通過第二二極管Dll連接在第二電阻R12與第三電阻R13的分壓點(diǎn)上，第二二極管Dll 陰極接輸出端；第三電阻R13與第四電阻R14的分壓點(diǎn)連接第二運(yùn)算放大器U12的反相端， 輸出端接全波精密整流電路20的輸出端。當(dāng)輸入信號Ui為正時，由于運(yùn)算放大器Ull構(gòu)成反相放大器，當(dāng)互感器副邊的輸 入信號Ui為正時，運(yùn)放Ull輸出端信號為負(fù)，第二二極管Dll截止，第一二極管D12導(dǎo)通， 第一運(yùn)算放大器Ull的輸出為負(fù)；反之，當(dāng)Ui為負(fù)時，兩二極管狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，第一運(yùn)算放大 器Ull的輸出為零；第二運(yùn)算放大器U12工作在比較器狀態(tài)，其反相端受第一運(yùn)算放大器 Ull輸出和通過第五電阻R15串聯(lián)而來的輸入信號Ui共同影響，調(diào)整五個電阻的阻值，使 R11=R12，R14=R15=2R13，輸入信號Ui為正，電流從R15、R14流通，Uo=Ui ；輸入信號Ui為負(fù) 時，第三電阻R13與第二二極管Dll連接點(diǎn)電壓為_Ui，考慮Ui通過第五電阻R15的輸入， 根據(jù)運(yùn)算放大器特性，計(jì)算得到Uo=-Ui。即在正負(fù)半波情況下，輸出Uo=IUi I，從而實(shí)現(xiàn)全波精密整流。而且其第四電阻R14上還可以并聯(lián)濾波電容。實(shí)施例2與實(shí)施例1的不同在于，電源電壓監(jiān)測電路采用全波精密整流電路，而采樣泵電 流采樣電路采用半波精密整流電路。電源電壓監(jiān)測電路的互感器Tl原邊上不串分壓電阻R1，副邊上沒有反并聯(lián)的二 極管。電源電壓監(jiān)測電路采用的全波精密整流電路如圖5所示。與實(shí)施例1的全波精密整 流電路相比，其差別在于，兩二極管(D11，D12)反向安裝，輸入信號Ui接兩個運(yùn)算放大器的 同相輸入端，而且沒有第五電阻R15。匹配電阻R11=R12，R14=2R13，也能達(dá)到輸出Uo= | Ui |， 且該電路的輸入阻抗較高。采樣泵電流采樣電路采用的半波精密整流電路如圖3所示。與實(shí)施1的半波精密 整流電路相比，其差別在于，互感器T2副邊同名端與異名端上沒有反并聯(lián)的二極管，并增 設(shè)一輸入電阻R6，且兩二極管(D1，D2)反向安裝。該電路特性與實(shí)施1中正好相反，當(dāng)輸入 信號Ui為正時，Uo=Ui,輸入信號Ui為負(fù)時，輸出為零。實(shí)施例3實(shí)施例3與實(shí)施例1的不同在于，電源電壓監(jiān)測電路與采樣泵電流采樣電路均采 用如圖6所示的全波精密整流電路。輸入信號Ui接互感器Tl副邊同名端，互感器異名端 接地，輸入信號Ui和輸出信號Uo之間接有串聯(lián)三個電阻(R12，R13，R14)，第一運(yùn)算放大器 Ull反相端接輸入信號Ui，同相端接地，輸出端接在第一二極管D12和第二二極管Dll的連 接點(diǎn)上；第二運(yùn)算放大器U12反相端接在第三電阻R13與第四電阻R14的連接點(diǎn)上，同相端 通過第一電阻Rll接輸入信號Ui，輸出端做為整流電路輸出端。兩二極管首尾相連，第二二 極管Dll陽極接在第二電阻R12與第三電阻R13的連接點(diǎn)上，第一二極管D12的陰極接在 第二運(yùn)算放大器U12的同相端上。
權(quán)利要求一種溶解氧測試儀，其電源電路包括順次連接的交流電源輸入端，隔離變壓器和整流電源部分，整流電源部分的輸出為一單片機(jī)提供電源；單片機(jī)通過采樣端口接收一電源電壓監(jiān)測電路的采樣信號；電源電壓監(jiān)測電路前端接有互感器，互感器副邊上接整流電路，整流電路輸出接到單片機(jī)的一個采樣端口上，其特征在于，所述整流電路是精密整流電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種溶解氧測試儀，其特征在于，所述精密整流電路是半波 精密整流電路，該電路包括一個運(yùn)算放大器，其同相端與互感器副邊異名端連接并且接 地；其反相端與互感器副邊同名端連接；反相端與輸出端之間接有第一二極管，第一二極 管陽極接反相端，陰極接輸出端；輸出端接在第二二極管的陽極上，第二二極管陰極與反相 端之間接有一個反饋電阻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種溶解氧測試儀，其特征在于，所述精密整流電路是全波 精密整流電路，該電路包括互感器副邊異名端接地，同名端與全波精密整流電路輸出端之 間串接有四個電阻，第三與第四電阻的分壓點(diǎn)與同名端之間接第五電阻；第一與第二電阻 的分壓點(diǎn)上連接第一運(yùn)算放大器的反相端，第一運(yùn)算放大器的同相端接地，反相端與輸出 端之間接第一二極管，第一二極管陰極接反相端、陽極接輸出端；輸出端通過第二二極管連 接第二與第三電阻的分壓點(diǎn)，第二二極管陰極接輸出端；第三與第四電阻的分壓點(diǎn)連接第 二運(yùn)算放大器的反相端，第二運(yùn)算放大器的同相端接地、輸出端接全波精密整流電路的輸 出端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種溶解氧測試儀，其特征在于，所述單片機(jī)上還接有一個 數(shù)碼顯示模塊，用于顯示電源電壓監(jiān)測電路的電壓采樣值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的一種溶解氧測試儀，其特征在于，單片機(jī)還通過另一 端口接收一采樣泵電流采樣電流的采樣信號，并通過一控制端口對采樣泵進(jìn)行控制；所述 采樣泵的電流采樣電路前端接有互感器，互感器副邊上接整流電路，整流電路輸出接到單 片機(jī)的另一個采樣端口上，所述整流電路是精密整流電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種溶解氧測試儀，所述精密整流電路是半波精密整流電 路，該電路包括一個運(yùn)算放大器，其同相端與互感器副邊異名端連接并且接地；其反相端 與互感器副邊同名端連接；反相端與輸出端之間接有第一二極管，第一二極管陽極接反相 端，陰極接輸出端；輸出端接在第二二極管的陽極上，第二二極管陰極與反相端之間接有一 個反饋電阻。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種溶解氧測試儀，所述精密整流電路是全波精密整流電 路，該電路包括互感器副邊異名端接地，同名端與全波精密整流電路輸出端之間串接有四 個電阻，第三與第四電阻的分壓點(diǎn)與同名端之間接第五電阻；第一與第二電阻的分壓點(diǎn)上 連接第一運(yùn)算放大器的反相端，第一運(yùn)算放大器的同相端接地，反相端與輸出端之間接第 一二極管，第一二極管陰極接反相端、陽極接輸出端；輸出端通過第二二極管連接第二與第 三電阻的分壓點(diǎn)，第二二極管陰極接輸出端；第三與第四電阻的分壓點(diǎn)連接第二運(yùn)算放大 器的反相端，第二運(yùn)算放大器的同相端接地、輸出端接全波精密整流電路的輸出端。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種溶解氧測試儀，其電源電路包括順次連接的交流電源輸入端，隔離變壓器和整流電源部分，整流電源部分的輸出為一單片機(jī)提供電源；單片機(jī)通過采樣端口接收一電源電壓監(jiān)測電路；電源電壓監(jiān)測電路前端接有互感器，互感器副邊上接整流電路，整流電路輸出接到單片機(jī)的一個采樣端口上，所述整流電路是精密整流電路。采用該精密整流電路的溶解氧測試儀能夠克服測量的非線性。
文檔編號H02M7/217GK201674888SQ201020212828
公開日2010年12月22日 申請日期2010年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月2日
發(fā)明者劉鳳彥, 朱冬林, 李良, 申華, 申國印, 袁方立 申請人:申國印