专利名称：一种适用于多种传感器的频率电压转换电路的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及一种传感器频率电压转换电路，具体涉及一种适用于多种传感器 的频率电压转换电路。
背景技术：
现有技术的煤矿用于检测连续物理量的传感器多采用频率输出形式，频率输出制 式常有1000Hz、2000Hz、5000Hz等多种，这些传感器包含瓦斯浓度传感器、负压(压力)传 感器、风速传感器、液位传感器、物位仪、温度传感器、一氧化碳传感器以及其余以频率作为 数据传输手段的智能设备。对于频率输出传感器，系统为了获取传感器测量参数的大小，在后续阶段采用两 种方式进行传感器信号后续处理1)直接获取传感器输出频率信号，即对频率输出传感器 需要进行脉冲整形、CPU软件计数或者频率转模拟、模拟采样等处理；不仅加重了传感器后 续信号处理硬件成本，也加重了 CPU的负担，降低了检测系统的系统稳定性。2)利用传感器 输出频率电压转换电路，将传感器输出的频率信号转化为易处理的电压信号，再进行传感 信号的后续处理，由于电压信号较频率信号的处理对电路精度、硬件设备要求较低，因此这 是目前普遍采用的一种方式；但现有技术的频率电压转换电路存在电路形式单一、一个电 路设计只针对一个频率段的一种类型传感器进行转换的特点，并且电路的频率转化范围固 定不可调。
实用新型内容有鉴于此，为了解决上述问题，本实用新型公开了一种适用于多种传感器的频率 电压转换电路，通过调节电路中的频率适配控制器，实现了在不改变电路组件的情况下，在 同一电路设计中可同时容纳不同频段的不同类型传感器进行频率电压转换。本实用新型的目的是这样实现的一种适用于多种传感器的频率电压转换电路， 包括频率适配控制器和频率电压转换模块，频率电压转换模块的充电泵输出电阻端连接有 可调电阻；频率适配控制器包括频率档步进转换模块和步进器，频率档信号输入频率档步 进转换模块，经过频率档步进转换模块转换为步进控制信号输出至步进器，步进器步进控 制端与可调电阻的电阻调节端连接。进一步，可调电阻为滑动触点式可调电阻，步进器步进控制端与可调电阻的滑动 触点连接；进一步，频率电压转换模块为LM2917芯片；进一步，频率电压转换模块的传感器频率输入端连接有光耦隔离电路；光耦隔离 电路包括光耦合器、直流电源、频率信号输出承载电阻；光耦合器包括发光二极管和光敏三 极管，发光二极管与输入频率信号端连接，光敏三极管的光敏部对向发光二级管发光部，光 敏三极管的集电极连接直流电源，光敏三极管的发射极连接频率信号输出承载电阻，频率 电压转换模块的频率信号输入端与光敏三极管的发射极连接。[0009]本实用新型的有益效果是在不改变电路组件的情况下，通过调整与频率电压转 换模块的充电泵输出电阻端连接的可调电阻，实现不同档频率在同一频率电压转换电路中 的频率电压转换；在频率档步进转换模块中通过存储频率档/步进数对应表，实现了不同 档频率电压转换的自动切换；在频率电压转换模块的频率信号输入端连接有光耦隔离电 路，排除了频率电压转换电路中本安电源的安装，提高的转换电路的安全性。
为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用 新型作进一步的详细描述图1示出了频率电压转换电路结构；图2示出了频率适配控制器结构；图3示出了光耦隔离电路结构。
具体实施方式
以下将对本实用新型的优选实施例进行详细地描述。如图1所示，频率电压转换电路包括频率适配控制器和频率电压转换模块U4，频 率电压转换模块采用LM2917芯片，频率电压转换模块的充电泵输出电阻端即LM2917的第 3引脚连接有可调电阻R1,频率电压转换模块的充电泵定时电容端即LM2917的第2引脚接 电容C1，频率电压转换模块的直流电源输入端即LM2917的第8引脚连接直流电源V。。，频率 电压转换模块的增益常数为K ；此外，积分电容C2与可调电阻R1并联；直流电源V。。经过分压电阻R4、二极管LED 分压后，向频率电压转换模块的比较器的反相输入端即LM2917的第11引脚提供参考电压； 直流电源V。。通过限流电阻R3向频率电压转换模块的内部稳压管限流输入端即LM2917的第 9引脚提供稳定电流；频率信号自频率电压转换模块的频率输入端即LM2917的第1引脚输 入频率电压转换模块，经过转换获得的电压信号从电压输出端即LM2917的第5引脚输出， 电压输出端即LM2917的第5引脚串联有负载电阻R2 ；频率电压转换模块的运算放大器负 输入端I0与电压输出端即LM2917的第5连接，采用运放跟随方式，减小输出阻抗。如图3所示，频率电压转换电路还包括光耦隔离电路，频率电压转换模块U4的传 感器频率信号输入端F。ut连接有光耦隔离电路；光耦隔离电路包括光耦合器U1、直流电源 Vcl、频率信号输出承载电阻；传感器频率信号从光耦合器U4的发光二极管输入，发光二极 管发光导通的光敏三极管，光敏三极管的集电极连接直流电源Vel，光敏三极管的发射极连 接频率信号输出承载电阻，输出频率信号从光敏三极管的发射极输出。由于光电隔离的高 耐压使得光耦具有很好的隔离效果，光耦输出侧不需要本安电源，光耦光敏二极管利用频 率信号的电流打通，也不需要本安电源，提高了本频率转换电路的安全性。如图2所示，频率适配控制器包括频率档步进转换模块M和步进器S,拨码开关B 拨动产生频率档信号输入频率档步进转换模块M,频率档信号经过频率档步进转换模块M 查表频率档数/步进数对表，并转换为对应的步进数，转换后的步进数被封装入步进控制 信号，频率档步进转换模块M将步进控制信号输出至步进器S ；步进器S的步进控制端控制可调电阻Rl的滑动触点来控制可调电阻Rl大小。[0020]多档频率电压转换思想图1所示频率电压转换电路输入频率信号大小f。ut和输出电压信号大小V。满足如 下关系V0 = Vcc^utC1R1K在不改变频率电压转换模块U4外围硬件的情况下，即电容C1，直流电源V。。和电阻 R1不改变时，输入频率与输出电压成正比关系，不同输入频率可以对应不同输出电压；但由 于输出电压受直流电源V。。的限制，有固定的取值范围，所以在不改变外围硬件的情况下， 电路只能实现一定频率范围内的频率到电压转换。为了实现多档较大范围频率到电压转换，将电阻R1改变为可调电阻，在不同的阻 值下，输出电压V。在固定取值范围内对应不同输入频率的范围，实现多频率档的频率电压 转换。因此，要在同一电路中，将电路切换为适应不同频率档的频率电压转换电路，就要 知道不同频率档数与电阻R1对应关系，并在频率档切换后，自动调节电阻为适应的大小。以传感器输出频率档为0-1Κ、0-2Κ和0-5Κ时，在本电路中的频率电压转换为例， 多档频率到电压的转换转换方法步骤为1)根据频率电压转换电路的转换关系V。= Vc^ftjutC1R1K有5v = VccC1R11KXIOOO5v = VccC1R12K X 20005ν = VccC1R13KXSOOO其中，Vcc为频率电压转换模块直流电源端所连接的直流电源的电压值，C1为频率 电压转换模块充电泵定时电容端接的定时电容的电容值，&至4为各频率档信号对应的频 率上限值，为fi = 1000, f2 = 2000, f3 = 5000 ；Vmax为频率电压转换电路输出电压最大值， 为= 5v ；R11至R13分别对应第一档到第3档频率信号按正比例关系转换为电压信号时， 可调电阻应该被控制调节到的电阻值；K为频率电压转换模块的增益常数2)通过 1)记录下 R11, R12，R13 的值；3)对于i档频率，控制步进器将可调电阻R1从0调节到Rli (i = 1. . . W，W = 3为 频率档总数)，并记录步进数，将步进数与i档档数成对存储至频率档步进转换模块；5)在频率档步进转换模块中记录下所有档次频率的档次数/步进数对；6)频率档步进转换模块M接收频率档信号，从频率档信号中获取频率档数；7)频率档步进转换模块M获取该频率档数对应的频率档数和步进数对，将步进数 装入步进控制信号输出至步进器S ；8)步进器S根据步进控制信号，调节可调电阻Rl滑动触点步进移动。本发明公开的频率电压转换电路及多档频率电压转换方法适用于煤矿设备的频 率信号转换为电压信号，也可用于石化、燃气等对电器设备有防爆要求的场合。以上所述仅为本实用新型的优选并不用于限制本实用新型，显然，本领域的技术 人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘 若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本 实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求一种适用于多种传感器的频率电压转换电路，其特征在于包括频率适配控制器和频率电压转换模块，频率电压转换模块的充电泵输出电阻端连接有可调电阻；频率适配控制器包括频率档步进转换模块和步进器，频率档信号输入频率档步进转换模块，经过频率档步进转换模块转换为步进控制信号输出至步进器，步进器步进控制端与可调电阻的电阻调节端连接。
2.如权利要求2所述的一种适用于多种传感器的频率电压转换电路，其特征在于可 调电阻为滑动触点式可调电阻，步进器步进控制端与可调电阻的滑动触点连接。
3.如权利要求2所述的一种适用于多种传感器的频率电压转换电路，其特征在于频 率电压转换模块为LM2917芯片。
4.如权利要求3所述的一种适用于多种传感器的频率电压转换电路，其特征在于频 率电压转换模块的传感器频率输入端连接有光耦隔离电路；光耦隔离电路包括光耦合器、 直流电源、频率信号输出承载电阻；光耦合器包括发光二极管和光敏三极管，发光二极管与 输入频率信号端连接，光敏三极管的光敏部对向发光二级管发光部，光敏三极管的集电极 连接直流电源，光敏三极管的发射极连接频率信号输出承载电阻，频率电压转换模块的频 率信号输入端与光敏三极管的发射极连接。
专利摘要本实用新型公开了一种适用于多种传感器的频率电压转换电路，包括频率适配控制器和频率电压转换模块，频率电压转换模块的充电泵输出电阻端连接有可调电阻，频率适配控制器的步进控制端与可调电阻的滑动触点连接；频率适配控制器包括一频率档信号输入端，频率档信号从频率档信号输入端输入频率适配控制器，经过频率适配控制器转化为步进控制信号控制频率适配控制器的步进控制端调节可调电阻；在多档频率电压转换中，通过在频率适配控制器中建立频率档/步进数对表，使得频率档变化时，频率适配控制器通过查找对应的步进数便可驱动可调电阻变化实现了多档频率在同一电路中的频率至电压转换。
文档编号H02M3/16GK201742295SQ20102024350
公开日2011年2月9日 申请日期2010年6月30日 优先权日2010年6月30日
发明者安文斗, 李直霖, 王开云, 郑磊 申请人:煤炭科学研究总院重庆研究院