一种用于接收传感器信号的显示仪的制作方法

文档序号:15314133发布日期:2018-08-31 22:34阅读:243来源:国知局

本实用新型涉及传感器测量领域,尤其是一种用于接收并显示多种类型传感器的信号的设备,特别涉及一种用于接收传感器信号的显示仪。



背景技术:

在对传感器的测量与校准中,需要将传感器的信号正确显示,并转换成测量工程单位。这些传感器,如压力变送器、转速仪、流量计、热电偶或热电阻等,输出的是直流电流或直流电压模拟信号,测量时需要转换成压力、转速、流量、温度等工程单位的测量值。

传感器仪表一般由传感器、传输线路、显示装置三部分组成。传感器用来感知被测环境如压力、转速等工程量值,并将上述工程量值转换成直流电压或直流电流的模拟信号,通过传输线路传给显示装置,再由显示装置转换并显示,同时显示装置提供传感器的所需的供电,通过传输线路传送。传感器一般安装在监控现场,经传输线路将传感器的输出信号传输给位于控制室的显示装置。传输线路与显示装置一般都固定在控制室内部无法拆卸,因此就很难实现传感器一起测量与校准,而且配套的显示装置功能单一,只能用来显示配套的传感器的信号和工程单位,对于其他类型的传感器就无法兼容通用。如果是为了获取多个不同类型的传感器的信号,则往往需要针对一种传感器配置一个用于接收传感器信号的显示仪,空间占用大,设备体积庞大不便于移动,观察和记录也很麻烦,而且也容易看错。



技术实现要素:

本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于接收传感器信号的显示仪,以减少或避免前面所提到的问题。

为解决上述技术问题,本实用新型提出了一种用于接收传感器信号的显示仪,所述显示仪设置在一个手提箱中,所述手提箱由具有把手的底壳以及与所述底壳铰接的顶盖组成,所述底壳面向所述顶盖的一侧覆盖有一个盖板,所述盖板与所述底壳之间形成有一个容纳空间,所述显示仪的主机部分设置在所述容纳空间中,所述盖板上设置有与所述主机部分连接的液晶显示器、供电接口、电源开关以及用于连接传感器的信号线的接线端子;所述液晶显示器包括平行于所述盖板设置的液晶屏以及输入按键。

优选地,所述显示仪包括设置在所述主机部分和所述盖板之间的输入输出电路板,所述输入输出电路板用于将所述接线端子接收到的所述传感器的信号传递给所述主机部分的信号处理模块。

优选地,所述显示仪包括向所述输入输出电路板以及所述主机部分供电的配电模块,所述配电模块与所述供电接口和电源开关电连接;所述配电模块和所述主机部分之间设置有电源板。

优选地,所述主机部分包括所述信号处理模块、与所述信号处理模块连接的处理器以及与所述处理器连接的存储器、显示控制器和按键控制器;所述显示控制器和所述按键控制器分别与所述液晶屏以及输入按键连接。

优选地,所述信号处理模块包括信号选通单元、信号放大单元以及交直流转换电路。

优选地,所述处理器选用ARM Cortex-M3 32位RISC处理器。

本实用新型的用于接收传感器信号的显示仪,可以通过按键选择设定不同的传感器信号来源,通过不同传感器的直流电流或直流电压信号,将信号线性转换成所需测量的工程单位进行显示,提高了显示仪测量的通用性,降低了设备体积,便于移动测量,测量数据酿成、单位准确,便于阅读输出不易发生差错。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释,并不限定本实用新型的范围。其中,

图1显示的是根据本实用新型的一个具体实施例的用于接收传感器信号的显示仪的结构示意图;

图2显示的是本申请的用于接收传感器信号的显示仪的电路结构示意图;

图3显示的是根据本实用新型的另一个具体实施例的用于接收传感器信号的显示仪的信号处理电路结构示意图;

图4显示的是本申请的用于接收传感器信号的显示仪的电流和电压信号转换电路图。

图5显示的是本申请的用于接收传感器信号的显示仪的信号放大单元的电路原理图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。其中,相同的部件采用相同的标号。

图1显示的是根据本实用新型的一个具体实施例的用于接收传感器信号的显示仪的结构示意图,如图,本申请的用于接收传感器信号的显示仪100为了方便运输和携带,采用了铝合金样式的手提箱,亦即如图所示,本申请的显示仪100设置在一个手提箱中,手提箱由具有把手11的底壳10以及与底壳10铰接的顶盖20组成,底壳10面向顶盖20的一侧覆盖有一个盖板12,盖板12与底壳10之间形成有一个容纳空间,显示仪100的主机部分30就设置在所述容纳空间中,盖板12上设置有与主机部分30连接的液晶显示器40、供电接口50、电源开关60以及用于连接传感器的信号线的接线端子70;液晶显示器40包括平行于盖板12设置的液晶屏41以及输入按键42。

本申请的用于接收传感器信号的显示仪采用了一体结构的手提箱的结构,整个显示仪100均完整的设置在手提箱内部,可以通过顶盖20将整体结构扣合在手提箱中携带运输,结构紧凑耐用,适应性广,十分方便操作人员通过把手11将其整体携带至现场对传感器进行连接测量。

进一步地,图2显示了本申请的用于接收传感器信号的显示仪的电路结构示意图,如图,本申请图2所示显示仪100的具体结构中,包括设置在主机部分30和盖板12之间的输入输出电路板13,输入输出电路板13用于将接线端子70接收到的传感器的信号传递给主机部分30的信号处理模块31。

另外,显示仪100进一步还包括向输入输出电路板13以及主机部分30供电的配电模块56,配电模块56与供电接口50和电源开关60电连接;配电模块56和主机部分30之间设置有电源板57。另外,本申请的配电模块56还可以用于对传感器进行供电,可用于对单独的传感器进行测试和校准,无需传感器处于带电运转状态,降低了对测试环境的要求。

进一步地,主机部分30包括信号处理模块31、与信号处理模块31连接的处理器32以及与处理器32连接的存储器33、显示控制器34和按键控制器35;显示控制器34和按键控制器35分别与液晶屏41以及输入按键42连接。

另外,信号处理模块31包括信号选通单元311、信号放大单元312以及交直流转换电路313(具体参见图3所示)。

图2所示的用于接收传感器信号的显示仪的基本工作原理是,显示仪100经配电模块56供电后,传感器输出的电压或电流信号经接线端子70接入显示仪100,传感器信号经过信号选通单元311、信号放大单元312和交直流转换电路313(A/D转换电路)处理。A/D转换电路将信号的模拟量转换为数字量以便处理器32(CPU)进行运算处理。在一个具体实施例中,处理器32可以选用ARM Cortex-M3 32位RISC处理器,传感器信号经过采集和处理后,被送至存储器33存贮。其中,为了与传统PC机兼容,本申请的显示仪100优选采用PC/104总线技术,存储器33可以通过只读存储器ROM用来存储固化的程序,随机存贮器RAM用来存贮经CPU处理后的历史数据。接通电源后,ROM的程序就能让CPU开始工作。另外,本发明的显示仪100还可以设置人机交互接口,例如可用于接驳硬盘、软驱、显示器、键盘、鼠标等外部设备的接口等。

图3显示的是根据本实用新型的另一个具体实施例的用于接收传感器信号的显示仪的信号处理电路结构示意图,其中显示对于不同传感器信号的处理过程。如图,传感器信号通过盖板12上的接线端子70输入显示仪之后,先经过输入输出电路板13的信号调理电路314,然后进入信号处理模块31的信号选通单元311。对于不同传感器,其输出信号有可能是电压、电流、热电偶和热电阻,面板12上的接线端子70是根据不同类型的信号分别设置的,操作时针对不同的传感器,应该连接不同的接线端子,然后通过按键42在显示屏41上显示的菜单中进行选择设定,例如可以设定信号的类型、工程单位、量程上限、量程下限、信号切除等信息。设定之后,CPU可以根据设定信息选择输入信号通过信号选通单元311进行测量,例如选择对信号通过信号放大单元312以及交直流转换电路313进行进一步的处理,最后将测量获得的数值记录下来。

图4显示的是本申请的用于接收传感器信号的显示仪的电流和电压信号转换电路图。如图,由于输入到交直流转换电路313的输入信号必须转换成电压信号才能进行测量,因此本申请选择将输入的电流信号转换为与之成线性关系的电压信号。如图,首先将不同规格的输入信号转换成电压信号(如果是电压信号则直接输入交直流转换电路313的转换器3131),然后将电压输出到测量部分进行处理。例如,输入电流is首先经过Rl转换成输入电压ui=is*R1,再经同相输入比例放大得到输出电压u0=is*R1(1+R2/R3)。根据传感器电流输出要求,确定负载R1大小。R1确定后,根据is与u0的范围确定R2、R3。为减少运放偏置电流产生的误差,要求两输入端对地电阻相等,即R4=R2R3/(R2+R3)。在一个具体实施例中,转换器3131可以选择现有的具有28个引脚的采用双列直插式封装的AD1674转换器,该转换器是现有比较通用的可适用于采用逐次逼近法测量电压信号的转换器,其由一个比较器、D/A转换器、输出寄存器及控制逻辑电路组成,基本原理是从高位到低位逐位试探比较获得最低电压测量值。有关采用现有AD1674转换器的逐次逼近法测量电压信号的原理为现有技术,可以参见不同厂家的产品说明书进行配置设定,该现有技术在此不再一一赘述。

进一步地,图5显示的是本申请的信号放大单元312的电路原理图。即,当输入的信号是微弱电压信号时,需要对信号u1放大为u2,以更好地匹配交直流转换电路313的范围,从而提高测量精度和灵敏度。在一个具体实施例中,可以采用程控放大器(PGA)3121来实现信号的放大,根据待测模拟信号u1的幅值大小来改变放大器的增益,实现量程的自动切换。其增益G=(R5+R6)/R6,通过调整反馈电阻R5、R6的比值实现增益控制,以获得放大信号u2=u1*G。

综上所述,本实用新型的用于接收传感器信号的显示仪,可以通过按键选择设定不同的传感器信号来源,通过不同传感器的直流电流或直流电压信号,将信号线性转换成所需测量的工程单位进行显示,提高了显示仪测量的通用性,降低了设备体积,便于移动测量,测量数据酿成、单位准确,便于阅读输出不易发生差错。

本领域技术人员应当理解,虽然本实用新型是按照多个实施例的方式进行描述的,但是并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案。说明书中如此叙述仅仅是为了清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体加以理解,并将各实施例中所涉及的技术方案看作是可以相互组合成不同实施例的方式来理解本实用新型的保护范围。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式,并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员,在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合,均应属于本实用新型保护的范围。

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