CN204514508U - 一种器件精度检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种器件精度检测电路，包括检测器件、按键开关、第一分压电路、第二分压电路、第一比较电路、第二比较电路、发光二极管和开关管；检测器件的输出端连接第一比较电路的第一输入端和第二比较电路的第二输入端；按键开关一端连接工作电源，一端连接第一分压电路和第二分压电路的输入端；第一分压电路的输出端连接第一比较电路的第二输入端；第二分压电路的输出端连接第二比较电路的第一输入端；第一比较电路的输出端连接发光二极管的正端，发光二极管的负端连接开关管的第一输入端；第二比较电路的输出端连接开关管的第二输入端；通过按下按键开关，观察发光二极管是否发光即可判断出检测器件的精度是否还在合理的范围内。

Description

一种器件精度检测电路

技术领域

本实用新型属于电路设计技术领域，具体地说，是涉及一种器件精度检测电路的设计。

背景技术

产品的电路设计中，如果产品的使用时间较长，会导致一些应用电路发生损耗，当损耗比较明显时，会导致应用电路的工作产生误差，严重的时候，会造成整个产品的损害。

例如使用热敏电阻的电路，热敏电阻的阻值随着温度的变化产生变化，变化的阻值能使热敏电阻电路输出变化的电压，变化的电压信号可以作为产品的某些功能开启与关闭的控制信号，例如，控制整机的开关机等。当使用时间较长以后，热敏电阻发生较大的损耗，导致其检测精度下降，如果对温度的设定比较严格，在应该动作的温度条件下，由于热敏电阻的精度变差，会造成实际采样的温度达不到实际温度，从而热敏电阻电路输出的电压值达不到变化要求，则热敏电阻电路的输出电压达不到控制信号的要求，从而起不到根据预设条件产生控制电压的作用，例如在应该关机的时候没有关机，这样会造成产品整机的性能下降。

但，某些器件的精度变化引起应用电路的损耗对使用者来说，是不可见和无法预知的。

发明内容

本申请提供了一种器件精度检测电路，能检测出应用电路中器件的精度变化，解决了现有技术中当器件精度变化引起应用电路的损耗无法预知的技术问题。

为解决上述技术问题，本申请采用以下技术方案予以实现：

提出一种器件精度检测电路，包括被检测器件，还包括：按键开关、第一分压电路、第二分压电路、第一比较电路、第二比较电路、发光二极管和开关管；所述检测器件包括电源端、接地端和输出端，其电源端连接工作电源，其输出端分别连接所述第一比较电路的第一输入端和所述第二比较电路的第二输入端，其接地端接地；所述按键开关的第一端连接所述工作电源，其第二端分别连接所述第一分压电路和所述第二分压电路的输入端；所述第一分压电路的输出端连接所述第一比较电路的第二输入端；所述第二分压电路的输出端连接所述第二比较电路的第一输入端；所述第一比较电路的输出端连接所述发光二极管的正端，所述发光二极管的负端连接所述开关管的第一输入端；所述第二比较电路的输出端连接所述开关管的第二输入端；所述开关管的输出端接地。

进一步的，所述第一比较电路和所述第二比较电路分别为第一比较器和第二比较器；所述第一比较器的同相输入端为所述第一比较电路的第一输入端，所述第一比较器的反向输入端为所述第一比较电路的反相输入端；所述第二比较器的同相输入端为所述第二比较电路的第一输入端，所述第二比较器的反相输入端为所述第二比较电路的第二输入端。

进一步的，所述第一分压电路为一电阻分压电路，包括第一电阻和第二电阻；所述第一电阻的一端连接所述按键开关的第二端，所述第一电阻的另一端为所述第一分压电路的输出端，并连接所述第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端接地；所述第二分压电路为一电阻分压电路，包括第三电阻和第四电阻；所述第三电阻的一端连接所述按键开关的第二端，所述第三电阻的另一端为所述第二分压电路的输出端，并连接所述第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端接地。

进一步的，所述开关管为NPN三极管，所述开关管的第一输入端为所述NPN三极管的集电极，所述开关管的第二输入端为所述NPN三极管的基极，所述开关管的输出端为所述NPN三极管的发射极。

进一步的，所述开关管为NMOS场效应管；所述开关管的第一输入端为所述NMOS场效应管的源极，所述开关管的第二输入端为所述NMOS场效应管的栅极，所述开关管的输出端为所述NMOS场效应管的漏极。

进一步的，所述检测器件为一热敏电阻；所述热敏电阻一端接地，另一端通过第五电阻连接供电电源。

与现有技术相比，本申请的优点和积极效果是：本申请实施例提出的器件精度检测电路，采集检测器件的输出电压，并将检测器件的输出电压分别加载到第一分压电路和第二分压电路，输出第一分压电压和第二分压电压，第一分压为检测器件等效电阻波动下限输出电压，而第二分压为检测器件等效电阻波动上限输出电压，然后使用两个比较电路分别将第一分压电压与检测器件输出电压进行比较，以及将第二分压电压与检测器件输出电压进行比较，在检测器件的精度正常时，两个分压电路在保证分压后的第一分压电压V1、分压后的第二分压电压V2和检测器件输出电压V满足V1<V<V2时，使得第一比较电路输出高电平电压，第二比较电路输出高电平电压，两个高电平电压使得开关管导通，从而发光二极管发光，只需按下按键开关，使得检测器件的输出电压加载在两个分压电路上，发光二极管即能发光，表明检测器件精度正常，可以继续使用；在长时间使用后，导致检测器件精度下降后，检测器件的等效电阻发生变化，使得两个分压电路输出的第一分压电压和第二分压电压发生变化，当检测器件的精度下降到误差范围以外时，第一分压电压和第二分压电压的变化使得开关管无法导通，则发光二极管没有导通通路而不会发光，从而能表明检测器件的精度已经下降到正常使用范围以外，需要更换。

本申请实施例提出的器件精度检测电路，在按下按键开关后，即能检测出检测器件的精度是否下降，解决了现有技术中当器件精度变化引起应用电路的损耗无法预知的技术问题；实现及时发现问题并能够采取措施避免问题出现，保证产品能保持在正常性能工作的技术效果。

结合附图阅读本申请实施方式的详细描述后，本申请的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1为申请实施例提出的器件精度检测电路的电路框架图；

图2为本申请实施例提出的一具体器件精度检测电路的电路原理图。

具体实施方式      

下面结合附图对本申请的具体实施方式作进一步详细地说明。

如图1所示，为本申请实施例提出的器件精度检测电路的电路框架图，包括检测器件U1、按键开关SW1、第一分压电路F1、第二分压电路F2、第一比较电路UA、第二比较电路UB、发光二极管D1和开关管Q1。

检测器件U1包括电源端、接地端和输出端，其电源端连接工作电源VDD，其输出端分别连接第一比较电路UA的第一输入端和第二比较电路UB的地二输入端，其接地端接地；按键开关SW1的第一端连接工作电源VDD，其第二端分别连接第一分压电路F1和第二分压电路F2的输入端；第一分压电路F1的输出端连接第一比较电路UA的第二输入端；第二分压电路F2的输出端连接第二比较电路UB的第一输入端；第一比较电路UA的输出端连接发光二极管D1的正极，发光二极管D1的负极连接开关管Q1的第一输入端；第二比较电路UB的输出端连接开关管Q1的第二输入端；开关管Q1的输出端接地。

检测器件U1为等效电阻的阻值随着使用条件的变化而产生变化的器件，使用条件为温度条件、湿度条件等决定检测器件使用状态的各种外在或者使用过程中伴随发生的多种条件，本申请实施不予限定。检测器件U1存在电源端、接地端和输出端，电源端连接工作电源VDD后为检测器件U1提供工作电压，输出端基于其等效电阻存在一输出电压V，加载在第一比较电路UA的第一输入端和第二比较电路UB的第二输入端。

按键开关SW1的一端连接工作电源VDD，另一端分别连接在第一分压电路F1和第二分压电路F2的输入端，实现的是，在按键开关SW1按下后，将工作电源VDD加载在第一分压电路F1和第二分压电路F2的输入端上。

通过参数设置，例如第一分压电路F1自身或者周边电路的电路元件的配置，实现第一分压电路F1的输出端输出的第一分压电压V1满足以下条件：V1为检测器件U1等效电阻的波动下限值对应电压，在等效电阻低于该下限值时，检测器件U1精度下降明显，会影响应用电路的正常工作。

通过参数设置，例如第二分压电路F2自身或者周边电路的电路元件的配置，实现第二分压电路F2的输出端输出的第二分压电压V2满足以下条件：V2为检测器件U1等效电阻的波动上限值，在等效电阻高于该上限值时，检测器件U1精度下降明显，会影响应用电路的正常工作。

第一比较电路UA的第一输入端连接检测器件U1的输出端，第一比较电路UA的第二输入端连接第一分压电路F1的输出端，当第一输入端的电压高于第二输入端的电压时，第一比较电路UA输出端输出高电平，否则输出低电平。

第二比较电路UB的第一输入端连接第二分压电路F2的输出端，第二比较电路UB的第二输入端连接检测器件U1的输出端，当第一输入端的电压高于第二输入端的电压时，第二比较电路UB输出端输出高电平，否则输出低电平。

当第一比较电路UA和第二比较电路UB都输出高电平时，开关管Q1导通，使得发光二极管D1导通发光。

在检测器件U1的精度处于正常工作范围时，按下按键开关SW1，使工作电源VDD电压加载到第一分压电路F1和第二分压电路F2的输入端，使得第一分压电路F1输出第一分压电压V1，第二分压电路F2输出第二分压电压V2；由于V1为检测器件U1等效电阻的波动下限值对应的电压，而V2为检测器件U1等效电阻的波动上限值对应的电压，因此V1<V2，在检测器件U1正常工作状态下，检测器件U1的输出端输出电压V介于V1和V2之间，也即满足V1<V<V2，对第一比较电路UA而言，第一输入端电压为V，第二输入端电压为V1，V>V1时，因此第一比较电路输出高电平；对第二比较电路UB而言，第一输入端电压为V2，第二输入端电压为V，V2>V时，因此第二比较电路UB也输出高电平；第一比较电路UA的输出端电压和第二比较电路UB的输出端电压都为高电平时，开关管Q1导通，使得发光二极管D1导通而发光。可见，在检测器件U1正常工作时，按下按键开关SW1，发光二极管D1就会发光，表明检测器件工作正常，不必更换器件。

而若检测器件U1由于使用时间过长等因素造成精度变差后，出现的情况是，检测器件U1的等效电阻或者低于下限值，或者高于上限值；则相对应的，检测器件U1输出端的输出电压V或者减小或者增大，对于第一比较电路UA而言，第一输入端电压减小或者增大，而对于第二比较电路UB而言，第二输入端电压减小增大；当按下按键开关SW1后，工作电源VDD加载到第一分压电路F1和第二分压电路F2上，使得二者产生第一分压电压V1和第二分压电压V2，若检测器件U1输出端的输出电压V减小，此时，第二比较电路UB的第一输入端电压高于第二输入端电压，使得第二比较电路UB的输出端输出高电平，但对于第一比较电路UA，第一输入端电压降低，使得V1>V，则第一比较电路UA输出低电平，开关管Q1则不具备工作电压而不满足导通条件，因此发光二极管D1不发光；若检测器件U1输出端的输出电压V增大，则对于第二比较电路UB，第二输入端电压增大，使得V>V2，则第二比较电路输出低电平，开关管Q1不具备导通电压，此时，第一比较电路UA的第一输入端电压高于第二输入端电压，使得第一比较电路UA输出高电平，但因为开关管Q1没有导通，使得发光二极管D1因为回路关断而不发光。可见，在检测器件U1的精度变差后，按下按键开关SW1，发光二极管D1不会发光，表明检测器件U1的精度下降，需要更换器件。

上述本申请实施例提出的器件精度检测电路，在按下按键开关SW1后，即能检测出检测器件U1的精度是否下降，解决了现有技术中当器件精度变化引起应用电路的损耗无法预知的技术问题；实现及时发现问题并能够采取措施避免问题出现，保证产品能保持在正常性能工作的技术效果。

下面以一个具体的实施例电路来详细说明本申请实施例提出的器件精度检测电路。如图2所示，检测器件U1为一热敏电阻RTC，其一端接地，另一端通过第五电阻R5与工作电源VDD连接，与第五电阻R5的连接端即为检测器件U1的输出端；按键开关SW1一端连接工作电源VDD，另一端分别连接第一分压电路F1和第二分压电路F2；第一分压电路F1为一电阻分压电路，包括第一电阻R1和第二电阻R2；第一电阻R1的一端连接按键开关SW1的第二端，第一电阻R1的另一端为第一分压电路F1的输出端，并连接第二电阻R2的一端，第二电阻R2的另一端接地；第二分压电路F2也为一电阻分压电路，包括第三电阻R3和第四电阻R4；第三电阻R3的一端连接按键开关SW1的第二端，第三电阻R3的另一端为第二分压电路F2的输出端，并连接R4第四电阻的一端，第四电阻R4的另一端接地。第一比较电路UA和第二比较电路UB分别为第一比较器U2和第二比较器U3，实际使用中，可以使用集成的运算放大器；第一比较器U2的同相输入端为第一比较电路UA的第一输入端，第一比较器U2的反向输入端为第一比较电路UA的反相输入端；第二比较器U3的同相输入端为第二比较电路UB的第一输入端，第二比较器U3的反相输入端为第二比较电路UB的第二输入端。第一分压电路F1的输出端连接第一比较器U2的反相输入端，第二分压电路F2的输出端连接第二比较器U3的同相输入端，热敏电阻RTC的输出端分别连接第一比较器U2的同相输入端和第二比较器U3的反相输入端；第一比较器U2的输出端连接发光二极管D1的正极，发光二极管D1的负极连接开关管Q1的第一输入端；第二比较器U3的输出端连接开关管Q1的第二输入端；开关管Q1的输出端接地。

该电路中，开关管Q1为NPN三极管，开关管Q1的第一输入端为NPN三极管的集电极，开关管Q1的第二输入端为NPN三极管的基极，开关管Q1的输出端为NPN三阶段的发射级。

开关管Q1也可以为NMOS场效应管，开关管Q1的第一输入端为NMOS场效应管的源极，开关管Q1的第二输入端为NMOS场效应管的栅极，开关管Q1的输出端为NMOS场效应管的漏极。

第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4，分别用于第一分压电路和第二分压电路产生第一分压电压V1和第二分压电压V2，具体电阻值根据室温条件下对应热敏电阻RTC允许波动的范围设定；当热敏电阻RTC的阻值超出波动范围，则说明热敏电阻的工作精度下降，需要适时进行更换。

第一电阻R1和第二电阻R2的设定，使得分压输出的第一分压电压V1对应热敏电阻RTC电阻值波动的下限对应的电压；第三电阻R3和第四电阻R4的设定，使得分压输出的第二分压电压V2对应热敏电阻RTC电阻值波动的上限对应的电压。

通常，热敏电阻的输出端会连接一MCU（电路主处理器 ）的ADC采样端引脚，则第五电阻R5的阻值设定，以尽量降低采样回路的损耗为原则。一般选择在100K欧姆左右，因为采样的电压值是传递给MCU的具有ADC功能的管脚的，而这个管脚有个识别的范围，根据这个识别的最小范围来调整与该热敏电阻分压的电阻的阻值，使得该采样回路的损耗最低。

现有的产品设计中，如果产品使用时间较长，热敏电阻的损耗会比较大，就会影响热敏电阻的精度，在热敏电阻的精度变差后，实际采样的温度达不到精度要求，则热敏电阻产生的输入电压也就达不到要求压值，若将该输入作为一个控制信号，则该控制信号会达不到产生动作的条件，这样会造成整个电路的工作误差。

将热敏电阻应用在本申请实施例的电路中，可以在室温条件下（或者通过恒温箱设定一个固定的相对标准的环境温度），通过按下按键开关SW1来观察发光二极管D1是否点亮来判断热敏电阻RTC是否还工作在正常精度范围内，如果发现发光二极管D1被点亮，则说明热敏电阻正常。

具体的，在热敏电阻RTC的精度处于正常工作范围时，按下按键开关SW1，使工作电源VDD电压加载到第一分压电路F1和第二分压电路F2的输入端，使得第一分压电路F1输出第一分压电压V1，第二分压电路F2输出第二分压电压V2；由于V1为热敏电阻RTC的波动下限值对应的电压，而V2为热敏电阻RTC的波动上限值对应的电压，因此V1<V2，在热敏电阻RTC正常工作状态下，其输出端输出电压V介于V1和V2之间，也即满足V1<V<V2，对第一比较器U2而言，同相输入端电压为V，反相输入端电压为V1，V>V1，因此第一比较器输出高电平，对第二比较器U3而言，同相输入端电压为V2，反相输入端电压为V，V2>V，因此第二比较器U3也输出高电平；第一比较器U2的输出端电压和第二比较器U3的输出端电压都为高电平时，NPN三极管Q1导通，使得发光二极管D1导通而发光。

而若热敏电阻RTC由于使用时间过长等因素造成精度变差后，出现的情况是，热敏电阻RTC的阻值或者低于下限值，或者高于上限值；则相对应的，热敏电阻RTC输出端的输出电压V或者减小或者增大，对于第一比较器U2而言，同相输入端电压减小或者增大，而对于第二比较器U3而言，反相输入端电压减小增大；当按下按键开关SW1后，工作电源VDD加载到第一分压电路F1和第二分压电路F2上，使得二者产生第一分压电压V1和第二分压电压V2，若热敏电阻RTC输出端的输出电压V减小，此时，第二比较器U3的同相输入端电压高于反相输入端电压，使得第二比较器U3的输出端输出高电平，但对于第一比较器U2，同相输入端电压降低，使得V1>V，则第一比较器U2输出低电平，NPN三极管Q1则不具备偏置电压而不满足导通条件，因此发光二极管D1不发光；若热敏电阻RTC输出端的输出电压V增大，则对于第二比较器U3，反相输入端电压增大，使得V>V2，则第二比较器U3输出低电平，NPN三极管Q1不具备导通电压，此时，第一比较器U2的同相输入端电压高于反相输入端电压，使得第一比较器U2输出高电平，但因为NPN三极管Q1没有导通，使得发光二极管D1因为回路断开而不发光。

可见，在热敏电阻RTC正常工作时，按下按键开关SW1，发光二极管D1就会发光，表明热敏电阻工作正常，不必更换器件；而在热敏电阻的精度变差后，按下按键开关SW1，发光二极管D1不会发光，表明其的精度下降，需要更换。

本申请实施例提出的器件精度检测电路，采用两个分压电路和两个比较电路，将检测器件输出的电压分别与分压后的第一分压电压和第二分压电压进行比较，这其中，第一分压电压和第二分压电压在配置了分压参数后（例如电阻分压电路中设定了分压电阻的阻值后），分压电压即保持不变，而检测器件输出的电压会根据检测器件等效电阻阻值的变化产生变化，具体来说，就是在检测器件的精度在正常范围内时，第一比较电路和第二比较电路的输出能使的开关管导通，从而发光二极管发光，表明检测器件处于精度正常工作范围，在检测器件的精度变差后，检测器件的输出电压也变化，这使得第一比较电路和第二比较电路的输出无法使开关管导通，则发光二极管不发光，从而表明检测器件的精度变差。对应使用者而言，只需按下按键开关，通过观察发光二极管是否发光即可判断出检测器件的精度是否还在合理的范围内，能及时发现并采取措施避免因为检测器件精度变差而引起的整机产品的使用异常问题。

应该指出的是，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种器件精度检测电路，包括检测器件，其特征在于，所述电路还包括：按键开关、第一分压电路、第二分压电路、第一比较电路、第二比较电路、发光二极管和开关管；所述检测器件包括电源端、接地端和输出端，其电源端连接工作电源，其输出端分别连接所述第一比较电路的第一输入端和所述第二比较电路的第二输入端，其接地端接地；所述按键开关的第一端连接所述工作电源，其第二端分别连接所述第一分压电路和所述第二分压电路的输入端；所述第一分压电路的输出端连接所述第一比较电路的第二输入端；所述第二分压电路的输出端连接所述第二比较电路的第一输入端；所述第一比较电路的输出端连接所述发光二极管的正端，所述发光二极管的负端连接所述开关管的第一输入端；所述第二比较电路的输出端连接所述开关管的第二输入端；所述开关管的输出端接地。

2.根据权利要求1所述的器件精度检测电路，其特征在于，所述第一比较电路和所述第二比较电路分别为第一比较器和第二比较器；所述第一比较器的同相输入端为所述第一比较电路的第一输入端，所述第一比较器的反向输入端为所述第一比较电路的反相输入端；所述第二比较器的同相输入端为所述第二比较电路的第一输入端，所述第二比较器的反相输入端为所述第二比较电路的第二输入端。

3.根据权利要求1所述的器件精度检测电路，其特征在于，所述第一分压电路为一电阻分压电路，包括第一电阻和第二电阻；所述第一电阻的一端连接所述按键开关的第二端，所述第一电阻的另一端为所述第一分压电路的输出端，并连接所述第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端接地；所述第二分压电路为一电阻分压电路，包括第三电阻和第四电阻；所述第三电阻的一端连接所述按键开关的第二端，所述第三电阻的另一端为所述第二分压电路的输出端，并连接所述第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端接地。

4.根据权利要求1所述的器件精度检测电路，其特征在于，所述开关管为NPN三极管，所述开关管的第一输入端为所述NPN三极管的集电极，所述开关管的第二输入端为所述NPN三极管的基极，所述开关管的输出端为所述NPN三极管的发射极。

5.根据权利要求1所述的器件精度检测电路，其特征在于，所述开关管为NMOS场效应管；所述开关管的第一输入端为所述NMOS场效应管的源极，所述开关管的第二输入端为所述NMOS场效应管的栅极，所述开关管的输出端为所述NMOS场效应管的漏极。

6.根据权利要求1所述的器件精度检测电路，其特征在于，所述检测器件为一热敏电阻；所述热敏电阻一端接地，另一端通过第五电阻连接供电电源。