一种多类直流信号自动测量系统及其测量方法与流程

本发明涉及直流信号测量，尤其涉及一种多类直流信号自动测量系统及其测量方法。

背景技术：

1、随着环保意识的日益增强，新能源行业成为了未来最具发展前景的产业之一；直流电源在新能源领域广泛使用，新能源汽车充电设备、新能源光伏发电系统、储能系统中都有涉及直流电源，精准监控直流电源能帮助新能源系统进行能源管理和保障安全可靠运行。

2、直流电源的监控主要涉及直流电压和电流的测量，电流电压信号的类型多种多样，大概有如下几种：直流电流经霍尔电流传感器采集转化为0-4v、4-20ma、0-100ma等直流信号；直流电流经分流器采集转化为0-75mv直流信号；直流电压经高压传感器转化为0-5v，直流电压直接接入48v等。因此针对上面的多种信号而设计的信号采集电路也是多种多样，电流和电压信号的硬件测量电路不同，而电压信号间的跨幅大，小信号和大信号要满足精度要求，硬件电路也需要区分。

3、现有技术中不同类型直流信号采集的处理方法，主要是依靠排针跳线帽短接相邻的两个排针，实现选择接入不同类型的传感器信号，然后进入 ad转换芯片测量，参见中国专利cn201520362907.2，提供了一种可实现多种传感器信号测量电路，这种方法需要产品在生产时手动跳线排针jp来形成需要的测量电路，信号固化后不能更改。现有技术最终在成品时候因测量电路固定，只支持一种测量信号，做不到多种信号测量电路通用，灵活性不够，不方便生产备货以及客户使用，因此需要一种多类直流信号自动测量系统及其测量方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述不足，提供一种多类直流信号自动测量系统及其测量方法，实现自动识别信号及测量。

2、本发明的目的是这样实现的：

3、一种多类直流信号自动测量系统，它包括信号输入单元、第一通道切换单元、信号识别单元、第二通道切换单元、信号采样单元和微控制单元，所述信号输入单元连接第一通道切换单元，所述第一通道切换单元分别连接信号识别单元和第二通道切换单元，所述第二通道切换单元连接信号采样单元，所述信号识别单元和信号采样单元分别连接微控制单元，所述微控制单元还连接第一通道切换单元和第二通道切换单元；

4、所述输入信号单元包括热敏电阻rv1和稳压二极管d5，所述第一通道切换单元包括单路可切换继电器k1、二极管d1、电阻r1、电容c1和三极管q1，所述信号识别单元包括运算放大器ic1b、电阻r2~r6和电容c2，所述第二通道切换单元包括单路继电器k2、k3、k4、二极管d2、d3、d4、电阻r9、r13、r16、电容c4、c6、c8和三极管q2、q3以及q4，所述信号采样单元包括模数转换器ic2、电阻r7、r8、r10、r11、r12、r14、r15和电容c3、c5以及c7，所述微控制单元包括微控制器ic3。

5、进一步地，所述热敏电阻rv1和稳压二极管d5并联后连接单路可切换继电器k1，k1的一路接线连接电阻r2，电阻r2分别连接电阻r4和r3，电阻r4连接运放ic1b的输入正端，电阻r3经过电阻r6连接运放ic1b的输入负端，运放ic1b的输出端连接微控制器ic3。

6、进一步地，k1的另一路接线分别连接单路继电器k2、k3、k4，k2经过电阻r8连接模数转换器ic2，k3经过电阻r10、r12后连接模数转换器ic2，k4经过电阻r15后连接模数转换器ic2，所述连接模数转换器ic2连接微控制器ic3。

7、进一步地，所述微控制器ic3的控制1管脚用于驱动继电器k1的开关触点转换动作，控制2管脚用于驱动继电器k2的开关触点闭合动作，控制3管脚用于驱动继电器k3的开关触点闭合动作，控制4管脚用于驱动继电器k4的开关触点闭合动作。

8、进一步地，电阻r1、电容c1和三极管q1组成继电器k1的驱动电路。

9、进一步地，电阻r9、电容c4和三极管q2组成继电器k2的驱动电路。

10、进一步地，电阻r13、电容c6和三极管q3组成继电器k3的驱动电路。

11、进一步地，电阻r16、电容c8和三极管q4组成继电器k4的驱动电路。

12、一种多类直流信号自动测量系统的测量方法，包括以下内容：

13、s1、直流信号经信号输入单元输出至第一通道切换单元，第一通道切换单元初始状态默认为通道导通至信号识别单元；

14、s2、信号经过信号识别单元，输出采样信号给微控制单元，微控制单元分析判断出输入直流信号的类型；

15、s3、微控制单元分析判断出输入直流信号的类型后，下达控制命令给第一通道切换单元；

16、s4、第一通道切换单元的通道选择导通至第二通道切换单元；

17、s5、微控制单元下达控制命令给第二通道切换单元，第二通道切换单元选择导通至信号类型对应的采样通道；

18、s6、信号采样单元对直流信号进行模数转换，最后传输给微控制单元，获取直流信号数据。

19、进一步地，步骤s2中如输入电压过压则在信号输入单元时被钳位保护，电压值抑制在器件钳位电压范围内，微控制单元分析判断出过压异常状态，可进行报警提示。

20、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

21、本发明提供了一种多类直流信号自动测量系统及其测量方法，可满足多类需求，生产备货只需考虑一种，进而减短订单发货周期，降低成本；本发明使用方便，产品支持多类信号测量，下单时信号错误也不影响，容错率高；本发明支持过压保护，防止生产或客户使用时候因接入错误直流信号而导致产品损坏，提高产品使用寿命。

技术特征：

1.一种多类直流信号自动测量系统，其特征在于：它包括信号输入单元（1）、第一通道切换单元（2）、信号识别单元（3）、第二通道切换单元（4）、信号采样单元（5）和微控制单元（6），所述信号输入单元（1）连接第一通道切换单元（2），所述第一通道切换单元（2）分别连接信号识别单元（3）和第二通道切换单元（4），所述第二通道切换单元4连接信号采样单元（5），所述信号识别单元（3）和信号采样单元（5）分别连接微控制单元（6），所述微控制单元（6）还连接第一通道切换单元（2）和第二通道切换单元（4）；

2.根据权利要求1所述的一种多类直流信号自动测量系统，其特征在于：所述热敏电阻rv1和稳压二极管d5并联后连接单路可切换继电器k1，k1的一路接线连接电阻r2，电阻r2分别连接电阻r4和r3，电阻r4连接运放ic1b的输入正端，电阻r3经过电阻r6连接运放ic1b的输入负端，运放ic1b的输出端连接微控制器ic3。

3.根据权利要求2所述的一种多类直流信号自动测量系统，其特征在于：k1的另一路接线分别连接单路继电器k2、k3、k4，k2经过电阻r8连接模数转换器ic2，k3经过电阻r10、r12后连接模数转换器ic2，k4经过电阻r15后连接模数转换器ic2，所述连接模数转换器ic2连接微控制器ic3。

4.根据权利要求2所述的一种多类直流信号自动测量系统，其特征在于：所述微控制器ic3的控制1管脚用于驱动继电器k1的开关触点转换动作，控制2管脚用于驱动继电器k2的开关触点闭合动作，控制3管脚用于驱动继电器k3的开关触点闭合动作，控制4管脚用于驱动继电器k4的开关触点闭合动作。

5.根据权利要求1所述的一种多类直流信号自动测量系统，其特征在于：电阻r1、电容c1和三极管q1组成继电器k1的驱动电路。

6.根据权利要求1所述的一种多类直流信号自动测量系统，其特征在于：电阻r9、电容c4和三极管q2组成继电器k2的驱动电路。

7.根据权利要求1所述的一种多类直流信号自动测量系统，其特征在于：电阻r13、电容c6和三极管q3组成继电器k3的驱动电路。

8.根据权利要求1所述的一种多类直流信号自动测量系统，其特征在于：电阻r16、电容c8和三极管q4组成继电器k4的驱动电路。

9.一种权利要求1所述的一种多类直流信号自动测量系统的测量方法，其特征在于：包括以下内容：

10.根据权利要求9所述的一种多类直流信号自动测量系统的测量方法，其特征在于：步骤s2中如输入电压过压则在信号输入单元时被钳位保护，电压值抑制在器件钳位电压范围内，微控制单元分析判断出过压异常状态，可进行报警提示。

技术总结
本发明涉及的一种多类直流信号自动测量系统及其测量方法，包括信号输入单元、第一通道切换单元、信号识别单元、第二通道切换单元、信号采样单元和微控制单元，所述信号输入单元连接第一通道切换单元，所述第一通道切换单元分别连接信号识别单元和第二通道切换单元，所述第二通道切换单元连接信号采样单元，所述信号识别单元和信号采样单元分别连接微控制单元，所述微控制单元还连接第一通道切换单元和第二通道切换单元。本发明可满足多类客户需求，生产备货只需考虑一种，进而减短订单发货周期；使用方便，产品支持多类信号测量，容错率高。

技术研发人员：马君,刘丽,孙运建,周晓龙,吴勤卫,王炜
受保护的技术使用者：江苏安科瑞电器制造有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/6/5