CN204286553U - 便携式多通道的流量积算仪现场校准器的控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于能源计量装置技术领域，尤其涉及一种便携式多通道的流量积算仪现场校准器的控制电路，包括电源电路、主控电路、输入电路以及输出电路，其中电源电路采用隔离模块将电池电压转化三路隔离电源，分别对三路输出通道进行独立供电。主控电路与输出电路间是采用通讯的方式实现信号的交互，通讯电路采用数字隔离通讯芯片ADuM1201，快速的将主控电路的通讯指令下传至各路输出电路中，输出电路的CPU根据通讯协议将通讯指令进行译码，以实现不同的输出功能。

Description

便携式多通道的流量积算仪现场校准器的控制电路

技术领域

本实用新型属于能源计量装置电路技术领域，尤其涉及一种便携式多通道的流量积算仪现场校准器的控制电路。

背景技术

流量积算仪是指通过采集与流量相关的温度压力传感器信号，用相关的数学模型计算出流量(能量)的装置，是天然气、蒸汽等气体流量计的重要组成部分。在能源危机、工业生产自动化程度愈来愈高的当今时代，带有流量积算仪的气体流量计被广泛应用工农业生产、国防建设、科学研究对外贸易以及人民生活的各个领域。天然气和蒸汽流量计作为涉及贸易结算的强制检定计量器具，必须经过法定计量检定机构检定合格后方能使用。同时，气体流量准确测量对机械、石油、化工、冶金等部门提高产品质量和科研数据的准确性，对节约能源、提高能源的利用效率都有着重大的现实意义，只有对流量进行准确的测量，才能做到“耗能有数，节能有据”。因此，流量积算仪检定装置的研究意义重大。

目前，绝大多数的省、市和县级计量检定机构和较大部分的电厂、化工厂和制药企业等都建有流量积算仪检定装置，但是，普遍存在着检定标准器和配套设备数量多、重量大的缺点。依据《JJG 1003-2005流量积算仪检定规程》，对流量积算仪型式评价、样机试验、首次检定、后续检定及使用中检验需要如下检定设备：标准电流表、标准电压表、通用计数器、标准电阻箱、多个直流信号源、频率信号发生器、毫伏发生器、稳压电源、计时器(秒表)等等。配置上述设备，仅能开展实验室检定，无法将所有带去现场，目前现场普遍的校验方法为使用两台多功能校验仪加一台电阻箱，和一个秒表进行检定，但此方式操作无法满足检定规程的检定要求。

流量积算仪参数的检定分五步操作，瞬时流量、累积流量、输出电流、定量控制、补偿参数显示值。

流量积算仪一般都安装在现场，拆回实验室检定的话，存在很多问题，越来越多的仪表都要求在现场检定，有以下好处：第一、在现场检定能更好的反映该仪表在现场环境中的真实参数，如果在实验室检定后再安装、现场，会因为现场环境因素造成仪表的偏差；第二、不需要重复拆卸和安装，避免人为损坏；第三、无需长时间断开连接，只需要检定过程中临时断开现场连接，保证生产的正常连续性。

由于规程规定需要配备所有设备，而这么多设备带去现场显然不现实，并且导致接线复杂，而且不能保证信号输出的同步性，特别是在检定累积流量过程中，需要用到流量信号，温度和压力补偿信号，三个标准信号同时输出，常规都是按秒表进行计时，一方面很难实现同步启动，另一方面，由于目前用三个不同的信号源进行连续输出，在计时结束后很难读取最后一个累积流量值。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足而提供一种便携式多通道的流量积算仪现场校准器的控制电路。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种便携式多通道的流量积算仪现场校准器的控制电路，包括电源电路、主控电路、输入电路以及输出电路，所述电源电路分别连接所述主控电路、所述输入电路和所述输出电路，为所述主控电路、所述输入电路和所述输出电路供电，所述电源电路采用隔离模块将电池电压转化三路隔离电源，分别对三路输出通道进行独立供电，三路所述隔离电源分别再通过开关芯片转换为电路所需的各路电源。

所述电源电路包括对电路中所采用的运算放大器及模拟开关芯片提供正负电源的供电模块、D/A转换电路、A/D转换电路以及主CPU供电的电源电路。

所述电源电路中还包括电池充电控制芯片，所述电池充电控制芯片第二脚是一个充电控制端，所述充电控制端与所述主控电路相连接。

三路所述隔离电源分别采用大功率二极管对每路所述隔离电源进行独立控制。

所述输出电路设置有三路，每路所述输出电路均包括输出主控电路、D/A转换电路、输出信号调理电路及输出信号量程选择电路，所述输出主控电路的输出端与所述D/A转换电路的输入端电连接，所述D/A转换电路的输出端与所述输出信号调理电路的输入端电连接，所述输出信号调理电路的输出端与所述输出信号量程选择电路电连接。

所述主控电路包括信号采样量程选择电路、采样信号调理电路、A/D转换电路、测量主控电路、按键电路和显示电路，所述信号采样量程选择电路的输出端与所述采样信号调理电路的输入端电连接，所述采样信号调理电路的输出端与所述A/D转换电路的输入端电连接，所述A/D转换电路的输出端与所述测量主控电路的输入端电连接，所述测量主控电路的输出端与所述显示电路电连接，所述按键电路的输出端与所述测量主控电路的输入端电连接。

本实用新型的控制电路的有益效果：本实用新型的电源电路采用隔离模块将电池电压转化三路隔离电源，分别对三路输出通道进行独立供电，三路所述隔离电源分别再通过开关芯片转换为电路所需的各路电源，所以主控电路与输出电路间是采用通讯的方式实现信号的交互，通讯电路采用数字隔离通讯芯片ADuM1201，快速的将主控电路的通讯指令下传至各路输出电路中，输出电路的CPU根据通讯协议将通讯指令进行译码，以实现不同的输出功能。

附图说明

图1是本实用新型的电源电路的框图。

图2是本实用新型的主控电路的框图。

图3是本实用新型的输出电路的框图。

在图1至图3中包括：1——电源电路，11——隔离电源，2——主控电路，21——信号采样量程选择电路，22——采样信号调理电路，23——A/D转换电路，24——测量主控电路，25——按键电路，26——显示电路，3——输出电路，31——输出主控电路，32——D/A转换电路，33——输出信号调理电路，34——输出信号量程选择电路。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

本实用新型提供一种便携式多通道的流量积算仪现场检定装置，包括集成于壳体内的频率信号发生器、台脉冲计数器、两个直流电流信号源、直流电阻箱、计时器、数字电流表和电压表。

见图1至图3，本实用新型还提供一种便携式多通道的流量积算仪现场校准器的控制电路，包括电源电路1、主控电路2、输入电路(图中未画出)以及输出电路3，电源电路1分别连接主控电路2、输入电路和输出电路3，为主控电路2、输入电路和输出电路3供电，电源电路1采用隔离模块将电池电压转化三路隔离电源11，分别对三路输出通道进行独立供电，三路隔离电源11分别再通过开关芯片转换为电路所需的各路电源。

电源电路1包括对电路中所采用的运算放大器及模拟开关芯片提供正负电源的供电模块、D/A转换电路、A/D转换电路以及主CPU供电的电源电路。电源电路为仪器自身提供稳定的工作电流。市场上现有的各类校准仪(或校验仪)的电源电路，通过对电源进行分割，实现对各个电路进行供电，但是电源之间并没有进行相互的隔离，特别是在接地端，一般采用共地的情况，使得电源之间互相干扰，影响了信号的输出和测量；而我们在流量积算仪校准器中为确保每个通道地线独立，杜绝地线间的相互干扰，电源线路采用隔离模块将电池电压转化三路隔离的电源，分别对三路输出通道进行独立供电，隔离后的电源再通过开关芯片转换为电路所需的各路电源，此方案能够有效的为仪器的各个电路提供安全，无干扰的电源；对于模拟电路所要用的高电压电源，本实用新型的采用了LTC1945开关芯片，，能够产生两组正负电源。

电源电路1中还包括电池充电控制芯片，电池充电控制芯片第二脚是一个充电控制端，充电控制端与主控电路2相连接，方便主控电路监控充电状态，并在显示设备上显示充电状态。当芯片第二脚为低电平，电池处于充电状态，显示设备上将动态显示电池图标；充电完成后芯片第二脚将变为高电平，主控电路2监测到后将取消动态显示电池图标，并显示实际电池电量；本实用新型采用这种方案，是考虑到用户在未带或丢失标配的电源适配器的情况下，仍能用市场上通用的电源适配器进行充电，而无须返厂维修；同时，由于LTC1731输入电压较高，对电源适配器的适用性将大大提升。

三路隔离电源11分别采用大功率二极管对每路所述隔离电源进行独立控制。当用户只需要其中的一路或二路就能达到校准的要求时，可以手工关闭其中不参与工作的通道，以达到节省功耗的目的。

输出电路3设置有三路，每路输出电路均包括输出主控电路31、D/A转换电路32、输出信号调理电路33及输出信号量程选择电路34，输出主控电路31的输出端与D/A转换电路32的输入端电连接，D/A转换电路32的输出端与输出信号调理电路33的输入端电连接，输出信号调理电路33的输出端与输出信号量程选择电路34电连接。输出CPU将主控电路下传的指令进行译码，并根据通讯协议将译码后的结果进行数字化处理，并将数字化的信号传送至D/A转换电路，转化为模拟信号，并根据信号的大小进行信号调理；输出CPU将根据不同的量程输出开启输出信号量程选择电中，将调理后的信号输出至插座端口。

主控电路2包括信号采样量程选择电路21、采样信号调理电路22、A/D转换电路23、测量主控电路24、按键电路25和显示电路26，信号采样量程选择电路21的输出端与采样信号调理电路22的输入端电连接，采样信号调理电路22的输出端与A/D转换电路23的输入端电连接，A/D转换电路23的输出端与测量主控电路24的输入端电连接，测量主控电路24的输出端与显示电路26电连接，按键电路25的输出端与测量主控电路24的输入端电连接。所有的人机交换及界面显示都在此电路中实现，担当着整台流量积算仪校准器大脑的功能。在测量电路中将用户键入的指令进行译码，并在显示设备进行相应的显示，同时，将译码后的相关功能进行任务分配，输送到各个输出通道中。

在本实用新型中如需对通道1输出进行操作，请将标配的测试线***输出1插孔，插孔采用航空插座，具有正负极性引导槽；按F1键将当前工作状态设定到通道1，再按F1键进入通道1设置界面，根据工作实际需要进入输出量程栏中选择具体的输出量程，并可在功能选项栏中选择步进、斜坡及百分比设置等功能，按界面提示退出设置界面后，即可在主工作界面按数字键键入具体输出信号，按确认键输出。具体操作可参考使用手册。

在本实用新型中如需对通道2输出进行操作，请将标配的测试线***输出2插孔，插孔采用航空插座，具有正负极性引导槽；按F2键将当前工作状态设定到通道2，再按F2键进入通道2设置界面，根据工作实际需要进入输出量程栏中选择具体的输出量程，并可在功能选项栏中选择步进、斜坡及百分比设置等功能，按界面提示退出设置界面后，即可在主工作界面按数字键键入具体输出信号，按确认键输出。具体操作可参考使用手册。

在本实用新型中如需对通道3输出进行操作，请将标配的测试线***输出3插孔，插孔采用航空插座，具有正负极性引导槽；按F3键将当前工作状态设定到通道3，再按F3键进入通道3设置界面，根据工作实际需要进入输出量程栏中选择具体的输出量程，并可在功能选项栏中选择步进、斜坡及百分比设置等功能，按界面提示退出设置界面后，即可在主工作界面按数字键键入具体输出信号，按确认键输出。具体操作可参考使用手册。

在本实用新型中如需对测量通道进行操作，请将标配的测试线***测量插孔，插孔采用航空插座，具有正负极性引导槽；按F4键将当前工作状态设定到测量通道，再按F4键进入测量通道设置界面，根据工作实际需要进入测量量程栏中选择具体的测量量程，并可在功能选项栏中选择最大/最小/平均及百分比设置等功能，按界面提示退出设置界面后，即可在主工作界面测量到具体外部输入信号。具体操作可参考使用手册。

在本实用新型中所有输出功能及测量功能在出厂时都需在实验室进行校正，在符合精度指标的情况下才能出厂；用户端进行校正只有获得厂家授权才能进行；在仪表主菜单中选择校正功能栏，键入校正密码，仪表显示界面上将显示各项校正功能菜单，选择不同的校正通道及需校正的量程段即可实现校正。

所述对于输出信号的校正，校正人员只需将当前标准表读数键入即可，仪器内部校正软件将自动运算出当前校正点的校正系数，存入内部存储器中，并自动将校正后结果实时跟踪输出，以方便查看校正结果。

所述对于测量信号的校正，校正人员只需将当前输入的标准信号的数据键入当前显示界面中数据栏，按确认键后，仪器内部校正软件将自动运算出当前校正点的校正系数并存入同部存储器中保存，校正系数即时生效，实时跟踪补偿当时测量信号，以方便查看测量校正结果。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (6)

1.便携式多通道的流量积算仪现场校准器的控制电路，包括电源电路、主控电路、输入电路以及输出电路，所述电源电路分别连接所述主控电路、所述输入电路和所述输出电路，为所述主控电路、所述输入电路和所述输出电路供电，其特征在于：所述电源电路采用隔离模块将电池电压转化三路隔离电源，分别对三路输出通道进行独立供电，三路所述隔离电源分别再通过开关芯片转换为电路所需的各路电源。

2.根据权利要求1所述的便携式多通道的流量积算仪现场校准器的控制电路，其特征在于：所述电源电路包括对电路中所采用的运算放大器及模拟开关芯片提供正负电源的供电模块、D/A转换电路、A/D转换电路以及主CPU供电的电源电路。

3.根据权利要求1所述的便携式多通道的流量积算仪现场校准器的控制电路，其特征在于：所述电源电路中还包括电池充电控制芯片，所述电池充电控制芯片第二脚是一个充电控制端，所述充电控制端与所述主控电路相连接。

4.根据权利要求1所述的便携式多通道的流量积算仪现场校准器的控制电路，其特征在于：三路所述隔离电源分别采用大功率二极管对每路所述隔离电源进行独立控制。

5.根据权利要求1所述的便携式多通道的流量积算仪现场校准器的控制电路，其特征在于：所述输出电路设置有三路，每路所述输出电路均包括输出主控电路、D/A转换电路、输出信号调理电路及输出信号量程选择电路，所述输出主控电路的输出端与所述D/A转换电路的输入端电连接，所述D/A转换电路的输出端与所述输出信号调理电路的输入端电连接，所述输出信号调理电路的输出端与所述输出信号量程选择电路电连接。

6.根据权利要求1所述的便携式多通道的流量积算仪现场校准器的控制电路，其特征在于：所述主控电路包括信号采样量程选择电路、采样信号调理电路、A/D转换电路、测量主控电路、按键电路和显示电路，所述信号采样量程选择电路的输出端与所述采样信号调理电路的输入端电连接，所述采样信号调理电路的输出端与所述A/D转换电路的输入端电连接，所述A/D转换电路的输出端与所述测量主控电路的输入端电连接，所述测量主控电路的输出端与所述显示电路电连接，所述按键电路的输出端与所述测量主控电路的输入端电连接。