一种脉冲输出电路及电子测量装置的制作方法

本实用新型涉及磁致伸缩液位计领域，特别涉及一种脉冲输出电路。本实用新型还涉及一种电子测量装置。

背景技术：

随着科技的发展，人们对于各种测量技术的精准度要求越来越高，更多精密仪器随着技术的进步而被生产出来了，在石油、化工原料储存、工业流程、生化、医药、食品饮料、罐区管理和加油站地下库存等各种液罐的液位工业计量和控制的需求被凸显出来，而磁致伸缩液位计便是在这一领域中常用的测量装置。

过去的测量技术对液罐的测量大多采用人工爬罐，投尺进行测量。用带有重锤的米制钢带卷尺或带有刻度的标尺计量，手工记录读数，人工查表换算，最后得到数据。也有的地方采用等压式皮膜液位计或机械式浮子液位计。

现今采用的磁致伸缩液位计具有可靠性强、精度高、环境适应性强、安装方便、安全性好、便于系统自动化工作等优点。磁致伸缩液位计由三部分组成：探测杆，电路单元和浮子组成。测量时，电路单元产生电流脉冲，该脉冲沿着磁致伸缩线向下传输，并产生一个环形的磁场。在探测杆外配有浮子，浮子沿探测杆随液位的变化而上下移动。由于浮子内装有一组永磁铁，所以浮子同时产生一个磁场。当电流磁场与浮子磁场相遇时，产生一个“扭曲”脉冲，或称“返回”脉冲。将“返回”脉冲与电流脉冲的时间差转换成脉冲信号，从而计算出浮子的实际位置，测得液位。

电路单元是磁致伸缩液位计的重要的组成部分，电路单元中有脉冲输出电路，现有脉冲输出电路由数字电路组成，但实际应用中由数字电路产生的脉冲信号，只能让负载产生较低的响应信噪比，因此抗干扰能力也不足。所以，如何研发出一种脉冲输出电路，使其能够提高负载产生的响应信噪比，增强抗干扰能力，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种脉冲输出电路，增强了输出电流，提高负载产生的响应信噪比。其具体方案如下：

一种脉冲输出电路，包括：

用于提供原始脉冲信号的原始脉冲输出电路；

用于对所述原始脉冲信号进行放大，并将放大后的脉冲信号输出给负载的放大电路。

优选的，所述原始脉冲信号为占空比小于预设值的脉冲信号。

优选的，所述放大电路包括第一放大电路、第二放大电路和第三放大电路。

优选的，所述第一放大电路包括：第一电源、第一输入电阻、第一输出电阻和N沟道三极管；所述第一电源与所述第一输入电阻的第一端连接，所述N沟道三极管的基极、所述原始脉冲输出电路和所述第一输入电阻的第二端连接，所述N沟道三极管的集电极与所述第一输出电阻的第一端连接，所述N沟道三极管的发射极接地。

优选的，所述第二放大电路包括：第二电源、第二输入电阻、第二输出电阻和P沟道三极管；所述第二电源、所述第二输入电阻的第一端和所述P沟道三极管的发射极连接，所述第二输入电阻的第二端、所述第一输出电阻的第二端和所述P沟道三极管的基极连接，所述P沟道三极管的集电极与所述第二输出电阻的第一端连接，所述第二输出电阻的第二端接地。

优选的，所述第三放大电路包括：第三电源、钳位二极管、限流电阻、储能电容、第一N沟道电力场效应晶体管、第一二极管、第二N沟道电力场效应晶体管和第二二极管；所述第三电源与所述限流电阻的第一端连接，所述负载的第一端、所述限流电阻的第二端和所述储能电容的第一端连接，所述储能电容的第二端接地，所述钳位二极管正极接地，所述负载的第二端、所述钳位二极管的负极、所述第一N沟道电力场效应晶体管的源极和所述第二N沟道电力场效应晶体管源极连接，所述第一N沟道电力场效应晶体管的栅极和漏极与所述第二N沟道电力场效应晶体管的栅极和漏极均连接在所述P沟道三极管的集电极和所述第二输出电阻的第一端之间，所述第一N沟道电力场效应晶体管的漏极与所述第一二极管的负极连接，所述第一二极管的正极与所述第一N沟道电力场效应晶体管的源极连接，所述第二N沟道电力场效应晶体管的漏极与所述第二二极管的负极连接，所述第二二极管的正极与所述第二N沟道电力场效应晶体管的源极连接。

优选的，还包括连接在所述原始脉冲输出电路与所述放大电路之间的隔离电路，用于将所述原始脉冲输出电路隔离，并将隔离后的脉冲信号输送给所述放大电路。

优选的，所述隔离电路包括接地电阻、隔离电容和隔离电阻，所述隔离电容的第一端、所述第一输入电阻的第二端和所述原始脉冲输出电路连接，所述隔离电容的第二端与所述隔离电阻的第一端连接，所述隔离电阻的第二端与所述放大功能器件的基极连接，所述接地电阻的第一端、所述放大功能器件的基极和所述隔离电阻的第二端连接，所述接地电阻的第二端接地。

本实用新型实施例还提供一种电子测量装置包括如上述任一种的脉冲输出电路。

优选的，所述电子测量装置为磁致伸缩液位计。

本实用新型所提供的脉冲输出电路包括：用于提供原始脉冲信号的原始脉冲输出电路，用于对所述原始脉冲信号进行放大，并将放大后的脉冲信号后输出给负载的放大电路；其中，放大电路包括放大功能器件。原始脉冲信号进入放大电路，经由放大功能器件放大，生成电流值更高的脉冲电流，流向负载，使负载能够产生较大的负载感应效应。可见，相较于现有技术的数字电路，只能提供小范围的电流输出能力，本实用新型通过增加一个放大电路，放大原始的脉冲信号，使电流范围更宽、更大，从而得到满足负载特性的脉冲电流，带动负载生成较大的负载感应效应，提高负载产生的相应信噪比，增强抗干扰能力，满足生产需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例所提供的一种脉冲输出电路的示意图；

图2为本申请另一实施例所提供的一种脉冲输出电路的示意图；

图3为本申请另一实施例所提供的一种脉冲输出电路的示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例公开了一种脉冲输出电路，参考图1所示，图1为本申请实施例所提供的一种脉冲输出电路的示意图，该脉冲输出电路包括原始脉冲输出电路101和放大电路102。

原始脉冲输出电路101用于给放大电路102和负载提供原始脉冲信号。原始脉冲输出电路101可以是数字电路或硬件电路。优选的本实施例原始脉冲输出电路101输出的是阶脉冲，当然根据实际使用环境的变化，可以输出其他脉冲信号。

放大电路102用于对原始脉冲信号进行放大，并将放大后的脉冲信号输出给负载。可以理解的是放大电路102中的放大功能器件可以为三极管和/或全控型器件，本实用新型实施例中优选的放大电路102中包含电源，当然该电源也可以为外置的独立电源。

本实施例中，上述原始脉冲信号为占空比小于预设值的脉冲信号，其中，上述预设值可以根据实际的应用需求进行具体设定，例如，可以将其设为0.05。本实施例可通过对上述原始脉冲输出电路101进行调节来输出占空比低于上述预设值的原始脉冲信号。

原始脉冲输出电路101将原始脉冲信号输出到放大电路102，原始脉冲信号在电源提供的额外电压后流向放大功能器件，通过放大功能器件的输入端进入放大功能器件，放大功能器件根据自身特性对原始脉冲信号进行放大，放大后的原始脉冲信号流向负载，负载得到符合自身负载特性的电流脉冲信号，产生较大的负载感应效应，使信号检测起来更加清晰。

可见，本实用新型实施例中脉冲输出电路，相较于现有技术的数字电路，只能提供小范围的电流输出能力，本实用新型通过增加一个放大电路102，放大原始的脉冲信号，使电流范围更宽、更大，从而得到满足负载特性的脉冲电流，带动负载生成较大的负载感应效应，使信号检测起来更加清晰，提高负载产生的相应信噪比，增强抗干扰能力，满足生产需求。

本实用新型实施例公开了一种具体的脉冲输出电路，相对于上一实施例，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化。参考图2所示，图2为本申请另一实施例所提供的一种脉冲输出电路的示意图，具体的：

本实用新型实施例脉冲输出电路，包括用于提供原始脉冲信号的原始脉冲输出电路和用于对所述原始脉冲信号进行放大，并将放大后的脉冲信号输出给负载的放大电路。实际生产中，负载RL1的特性很可能变化很大，对于电流的要求也会提高，这时简单的上述放大电路就可能无法胜任，可能需要更大的电流，来达到负载RL1的要求，使负载RL1能够正常工作，使其信号检测起来更加清晰，因此本实施例中，上述放大电路采用三级放大电路，包括第一放大电路、第二放大电路和第三放大电路。

参考图2所示，第一放大电路可以包括第一电源V1、第一输入电阻R1、第一输出电阻R2和N沟道三极管U1；第一电源V1与第一输入电阻R1的第一端连接，N沟道三极管U1的基极、上述原始脉冲输出电路和第一输入电阻R1的第二端连接，N沟道三极管U1的集电极与第一输出电阻R2的第一端连接，N沟道三极管U1的发射极接地GND。

参考图2所示，第二放大电路可以包括：第二电源V2、第二输入电阻R3、第二输出电阻R4和P沟道三极管U2；第二电源V2、第二输入电阻R3的第一端和P沟道三极管U2的发射极连接，第二输入电阻R3的第二端、第一输出电阻R2的第二端和P沟道三极管U2的基极连接，P沟道三极管U2的集电极与第二输出电阻R4的第一端连接，第二输出电阻R4的第二端接地GND。

参考图2，第三放大电路可以包括：第三电源V3、钳位二极管D1、限流电阻R5、储能电容C1、第一N沟道电力场效应晶体管U31、第一二极管D2、第二N沟道电力场效应晶体管U32和第二二极管D3；第三电源V3与限流电阻R5的第一端连接，负载RL1的第一端、限流电阻R5的第二端和储能电容C1的第一端连接，储能电容C1的第二端接地GND，钳位二极管D1正极接地GND，负载RL1的第二端、钳位二极管D1的负极、第一N沟道电力场效应晶体管U31的源极和第二N沟道电力场效应晶体管U32源极连接，第一N沟道电力场效应晶体管U31的栅极和漏极与第二N沟道电力场效应晶体管U32的栅极和漏极均连接在P沟道三极管U2的集电极和第一输出电阻R6的第一端之间，第一N沟道电力场效应晶体管U31的漏极与第一二极管D2的负极连接，第一二极管D2的正极与第一N沟道电力场效应晶体管U31的源极连接，第二N沟道电力场效应晶体管U32的漏极与第二二极管D3的负极连接，第二二极管D3的正极与第二N沟道电力场效应晶体管U32的源极连接。

其中，为了便于安装和生产，可将第一N沟道电力场效应晶体管U31、第一二极管D2、第二N沟道电力场效应晶体管U32和第二二极管D3集成为一个放大芯片，该放大芯片包括8个管脚，具体连接和位置关系参见图2所示。

可以理解的是，本实用新型实施例中的第一电源V1、第二电源V2和第三电源V3，可以根据实际需求对参数进行选择，从而为放大电路提供合适的大电流，提高信号的可靠性。

当上述原始脉冲输出电路出现故障时，后级负载容易过载，造成严重发热，损坏电路，甚至反向击穿。参考图3所示，为避免负载RL1过载，造成严重发热，损坏电路，甚至反向击穿的概率增加隔离电路，对脉冲输出电路进行保护。

隔离电路连接在上述原始脉冲输出电路与上述放大电路之间，用于将上述原始脉冲输出电路隔离，并将隔离后的脉冲信号输送给上述放大电路。隔离电路包括接地电阻R7、隔离电容C2和隔离电阻R6，隔离电容C2的第一端、第一输入电阻R1的第二端和上述原始脉冲输出电路连接，隔离电容C2的第二端与隔离电阻R6的第一端连接，隔离电阻R6的第二端与放大功能器件的基极连接，接地电阻R7的第一端、放大功能器件的基极和隔离电阻R6的第二端连接，接地电阻R7的第二端接地GND。

需要说明的是，图3所示的U3，也即上述的放大芯片。

其中，本实用新型实施例中N沟道三极管U1、P沟道三极管U2、第一N沟道电力场效应晶体管U31和第二N沟道电力场效应晶体管U32只是优选的选择，根据实际生产需求可以更换为其他放大功能器件，也可以改变数量；同样，本实用新型实施例中其他电路元件也可以替换为同等功能的电路元件。

可以理解的是，本实用新型实施例中隔离电路和上述放大电路等各电路可以根据实际应用需求进行改进，例如，上述放大电路可以为一级放大电路、二级放大电路、三级放大电路或四级放大电路等多级放大电路及其各自改进电路，此处不做具体限定。

限流电阻R5和储能电容C1的具体参数是可以根据实际应用中改变的，通过调节限流电阻R5和/或储能电容C1的参数可以改变输出到负载RL1上的脉冲电流。

本实用新型实施例中，将上述放大电路变为三级放大电路，逐级增大了电流值，扩大了可获得的电流值范围，从而可以满足对于更大脉冲电流的负载RL1的驱动条件；同时还增加了隔离电路，提高了电路的安全性，防止了原始脉冲信号Plus输出电路出现不可控而导致的，后级负载RL1过载，损害电路的情况，提高了电路的可靠性。

本实用新型实施例中，还包括一种电子测量装置，该电子测量装置可以为磁致伸缩液位计，当然还可以为其它测量装置，在此不做限定。

以上对本实用新型所提供的一种脉冲输出电路进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本实用新型的范围。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。