一種由手動開關(guān)觸發(fā)的模擬信號保持電路的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及一種使煙氣分析儀具有信號保持功能的由手動開關(guān)觸發(fā)的模擬信號保持電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在CEMS(在線煙氣監(jiān)測系統(tǒng))中，煙氣分析儀是核心設備。它的作用是檢測煙氣濃度，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成工業(yè)標準信號后變送輸出。煙氣分析儀可以輸出多種類型的信號，有數(shù)字信號、開關(guān)信號、各種模擬信號，輸出的信號送給DCS或者當?shù)丨h(huán)保部門。其中4?20mA電流是最常見的信號類型。日常工作中，有時需要將CEMS切換到維護狀態(tài)，在此期間，要求CEMS信號保持在切換前的數(shù)值。因此期望煙氣分析儀具備信號保持功能。但是，市場上不是所有型號的產(chǎn)品都有這個功能，即使是具有信號保持功能，也是由信號隔離器、開關(guān)和中間繼電器構(gòu)成，電路雖然簡單方便，但卻有兩個明顯缺點:其一，在實際使用中，開關(guān)、中間繼電器的觸點吸合與開啟過程中，會產(chǎn)生電磁干擾，這種干擾會被后級設備(DCS、數(shù)據(jù)采集儀等)捕捉，所以需要對電路做改進，這樣原來很簡單的設計方案變得比較復雜，還增加費用；其二，信號隔離器(模塊)價格比較貴，成本上不經(jīng)濟。
[0003]因此，給那些不具備信號保持功能的煙氣分析儀增加一個低成本、結(jié)構(gòu)簡單的功能電路是很有必要的。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]針對上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷及存在的技術(shù)問題，本實用新型解決的首要技術(shù)問題是提供一種由手動開關(guān)觸發(fā)的模擬信號保持電路，使得煙氣分析儀具有信號保持功能，且具有電路結(jié)構(gòu)簡單、成本低的優(yōu)點。
[0005]實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是:
[0006]本實用新型的一種由手動開關(guān)觸發(fā)的模擬信號保持電路，包括電流轉(zhuǎn)電壓電路、信號保持電路、消抖電路和電壓轉(zhuǎn)電流電路，所述信號保持電路的輸入與電流轉(zhuǎn)電壓電路、消抖電路分別相電連接，所述信號保持電路的輸出與電壓轉(zhuǎn)電流電路相電連接。
[0007]進一步改進為，所述電流轉(zhuǎn)電壓電路包括兩個相關(guān)聯(lián)連接的第一運算放大器和第二運算放大器。
[0008]進一步改進為，所述信號保持電路包括相關(guān)聯(lián)連接的第三運算放大器、模擬信號開關(guān)和第四運算放大器。
[0009]進一步改進為，所述消抖電路包括開關(guān)、RC積分電路和斯密特觸發(fā)器，所述RC積分電路的一端與開關(guān)相連接，另一端與所述斯密特觸發(fā)器的輸入端相連接，所述斯密特觸發(fā)器的輸出端與信號保持電路中的模擬信號開關(guān)相連接。
[0010]進一步改進為，所述電壓轉(zhuǎn)電流電路包括相關(guān)聯(lián)連接的第五運算放大器和三極管。
[0011 ] 進一步改進為，所述開關(guān)為手動開關(guān)。
[0012]本實用新型由于采用了以上技術(shù)方案，使其具有以下有益效果是:
[0013]1、本實用新型提供的模擬信號保持電路為普通煙氣分析儀增加了信號保持功能，同時與現(xiàn)有技術(shù)相比，徹底避免了開關(guān)切換的電磁干擾問題，而且電路結(jié)構(gòu)簡單、成本低，便于推廣使用。
[0014]2、本實用新型提供的模擬信號保持電路與現(xiàn)有技術(shù)相比，將中間繼電器替換為模擬信號開關(guān)，從而避免了電磁器件對電路產(chǎn)生干擾。
[0015]3、本實用新型提供的模擬信號保持電路與現(xiàn)有技術(shù)相比，增加了消抖電路，使得電路具有消抖功能，從而解決了手動開關(guān)對電路造成干擾。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型一種由手動開關(guān)觸發(fā)的模擬信號保持電路的電路連接關(guān)系示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0018]如圖1所示，本實用新型的一種由手動開關(guān)觸發(fā)的模擬信號保持電路，包括電流轉(zhuǎn)電壓電路1、信號保持電路2、消抖電路3和電壓轉(zhuǎn)電流電路4，信號保持電路2的輸入與電流轉(zhuǎn)電壓電路1、消抖電路3分別相電連接，信號保持電路2的輸出與電壓轉(zhuǎn)電流電路4相電連接。
[0019]電流轉(zhuǎn)電壓電路1包括兩個相關(guān)聯(lián)連接的第一運算放大器(運放1)、第二運算放大器(運放2)。具體地，第一運算放大器的輸出端與第二運算放大器的同相輸入端相連接，電流信號輸入連接第一運算放大器的同相輸入端，第一運算放大器的同相輸入端連接有一電阻，且該電阻一端接地，第一運算放大器的反相輸入端連接有兩個阻值相同的電阻，兩個電阻中一個接地，另一個連接第一運算放大器的輸出端，第一運算放大器的輸出端與第二運算放大器的同相輸入端之間連接有一電阻，第二運算放大器的同相輸入端連接有一電阻，該電阻與第一運算放大器、第二運算放大器之間的電阻的阻值相同，第二運算放大器反相輸入端連接于第二運算放大器的輸出端。
[0020]信號保持電路2包括相關(guān)聯(lián)連接的第三運算放大器(運放3)、模擬信號開關(guān)和第四運算放大器(運放4)。具體地，第二運算放大器的輸出端與第三運算放大器同相輸入端相連接，模擬信號開關(guān)為4066集成電路，模擬信號開關(guān)的A端連接于第三運算放大器的輸出端，模擬信號開關(guān)的B端與第四運算放大器的同相輸入端相連接，且模擬信號開關(guān)的B端與第四運算放大器的同相輸入端之間串聯(lián)有兩個電阻，兩個電阻之間連接有一電容，該電容另一端接地，第四運算放大器的輸出端通過一電阻與第四運算放大器的反相輸入端相連接，第四運算放大器的輸出端與電壓轉(zhuǎn)電流電路4相連接。
[0021]消抖電路3包括開關(guān)、RC積分電路和斯密特觸發(fā)器，RC積分電路的一端與開關(guān)相連接，另一端與斯密特觸發(fā)器的輸入端相連接，斯密特觸發(fā)器的輸出端與模擬信號開關(guān)的C端相連接，其中開關(guān)為手動開關(guān)。
[0022]電壓轉(zhuǎn)電流電路4包括相關(guān)聯(lián)連接的第五運算放大器(運放5)和三極管。具體地，第五運算放大器的同相輸入端連接有兩并聯(lián)的電阻，其中一電阻與第四運算放大器的輸出端相連接，第五運算放大器的輸出端通過一個電阻與三極管的基極相連接，第五運算放大器的反相輸入端通過一個電阻與三極管的發(fā)射極相連接，三極管的發(fā)射極連接有一滑動變阻器，滑動變阻器的另一端接地，第五運算放大器的負電源端接地，第五運算放大器的正電源端與三極管的集電極之間連接有負載電阻，且負載電阻與另一電阻相串聯(lián)連接。
[0023]工作原理:從煙氣分析儀送來的4_20mA電流信號進入由運放1、運放2等元件構(gòu)成的電流轉(zhuǎn)電壓電路1，將原始信號轉(zhuǎn)變成0-5V電壓信號，再進入由運放3、模擬信號開關(guān)4066、運放4等元件構(gòu)成的信號保持電路2，最后進入由運放5、三極管BG9013等元件構(gòu)成的電壓轉(zhuǎn)電流電路4，將0-5V電壓信號還原成4-20mA電流信號。模擬信號開關(guān)4066的開關(guān)控制信號由消抖電路3控制。
[0024]信號保持電路2中的47u電容是關(guān)鍵元件，系統(tǒng)正常運行時，手動開關(guān)5開啟，模擬信號開關(guān)4066的控制端C是高電平，4066的B端的輸出電壓等于A端輸入電壓，信號通過。當需要手動開關(guān)5閉合時，4066的控制端C是低電平，4066的A端到B端的通道呈高阻狀態(tài)，信號不能通過。這時運放4的輸入端電壓由47u電容儲存的電能提供，信號保持電路2輸出電壓維持在開關(guān)閉合前的數(shù)值。因為4066呈高阻，運放4的輸入電阻無窮大，所以電容內(nèi)的電能無法釋放，保持電壓可以維持很長時間。
[0025]以上結(jié)合附圖實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域中普通技術(shù)人員可根據(jù)上述說明對本實用新型做出種種變化例。因而，實施例中的某些細節(jié)不應構(gòu)成對本實用新型的限定，本實用新型將以所附權(quán)利要求書界定的范圍作為本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種由手動開關(guān)觸發(fā)的模擬信號保持電路，其特征在于:包括電流轉(zhuǎn)電壓電路、信號保持電路、消抖電路和電壓轉(zhuǎn)電流電路，所述信號保持電路的輸入與電流轉(zhuǎn)電壓電路、消抖電路分別相電連接，所述信號保持電路的輸出與電壓轉(zhuǎn)電流電路相電連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由手動開關(guān)觸發(fā)的模擬信號保持電路，其特征在于:所述電流轉(zhuǎn)電壓電路包括兩個相關(guān)聯(lián)連接的第一運算放大器和第二運算放大器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由手動開關(guān)觸發(fā)的模擬信號保持電路，其特征在于:所述信號保持電路包括相關(guān)聯(lián)連接的第三運算放大器、模擬信號開關(guān)和第四運算放大器。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種由手動開關(guān)觸發(fā)的模擬信號保持電路，其特征在于:所述消抖電路包括開關(guān)、RC積分電路和斯密特觸發(fā)器，所述RC積分電路的一端與開關(guān)相連接，另一端與所述斯密特觸發(fā)器的輸入端相連接，所述斯密特觸發(fā)器的輸出端與信號保持電路中的模擬信號開關(guān)相連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由手動開關(guān)觸發(fā)的模擬信號保持電路，其特征在于:所述電壓轉(zhuǎn)電流電路包括相關(guān)聯(lián)連接的第五運算放大器和三極管。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種由手動開關(guān)觸發(fā)的模擬信號保持電路，其特征在于:所述開關(guān)為手動開關(guān)。
【專利摘要】本實用新型提供的一種由手動開關(guān)觸發(fā)的模擬信號保持電路，包括電流轉(zhuǎn)電壓電路、信號保持電路、消抖電路和電壓轉(zhuǎn)電流電路，所述信號保持電路的輸入與電流轉(zhuǎn)電壓電路、消抖電路分別相電連接，所述信號保持電路的輸出與電壓轉(zhuǎn)電流電路相電連接。本實用新型提供的技術(shù)方案使得煙氣分析儀具有信號保持功能，而且電路結(jié)構(gòu)簡單、成本低，便于推廣使用。
【IPC分類】H03K17/96
【公開號】CN205070973
【申請?zhí)枴緾N201520820274
【發(fā)明人】張志鋼, 田英明
【申請人】上海華川環(huán)?？萍加邢薰?br>【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年10月21日