[发明专利]一种矿用CAN总线接口电流传感器

说明书

技术领域：

本发明涉及一种矿用行业的电流传感器，特别指的是一种矿用CAN总线接口电流传感器，主要应用于采煤机、掘进机、矿用组合开关的输配电及电机电流的检测和保护，同时测量单路或多路(如三相、多组三相)电流电压。

背景技术：

目前采煤机、掘进机、矿用组合开关等采用的传感器的输出都是模拟信号，传输信号线多，传输的距离短，易受干扰。采煤机、掘进机和组合开关柜的控制处理器的模拟量接口非常有限，但需要采集的信息又非常多，从而造成接口不够用，导致许多需要采集的信息无法采集。

为了解决以上技术中存在的问题，本发明提出了以下技术解决方案。

发明内容：

本发明由电流互感线圈(或霍尔环)、整流器、采集器、信号放大器、滤波器、A/D转换器、CANBUS接口、数据微处理器、CAN驱动收发器和直流电源组成，首先对输入电流经过电流互感线圈或霍尔原理转换成方便处理的弱交流电流信号，然后经过整流和采样得到直流信号并进行一定的放大和滤波处理，然后进行高精度A/D转换，将其转换成数字信号，再对数据进行软件滤波和线性化软件处理，通过抗干扰能力强且带有CANBUS接口的微处理器将数据转成CANBUS标准数据帧、扩展帧或CanOpen数据帧，采用CANBUS协议输出数据。最后通过专用的CAN驱动收发器转换成CANBUS电平信号发送。

供电电源可采用24V(实际可宽电压输入7～40V)或5V等直流电源，直流电源通过DC-DC集成IC转成数字电路和微处理器所需的5V和3.3V电压，提高转换效率，降低功耗，使电路能更稳定长时间地工作。

采用CANBUS技术解决了采集设备的模拟量接口不足及传感器模拟量传输距离短，易受干扰等问题。CANBUS接口技术采用数字信号传输数据，提高了数据的精度和抗干扰性；可以点对点，一点对多点(成组)及全局广播几种方式实时发送数据；接口简单，多个CANBUS模块仅需一对(2根)传输总线，且直接通讯距离远，传输速度快，抗干扰能力强。

本发明的主要特点是：

1、减少设备的信息采集接口(多个CANBUS输出电流传感器和其它CANBUS输出模块只需一个CANBUS端口)，无需站地址编码，代之以通讯数据编码，信息节点数理论上不受限制。

2、采用CAN总线非破坏性仲裁技术，按优先级送数，节省总线冲突仲裁时间，保证数据传输实时，能保证采煤机、掘进机、矿用组合开关等设备需采集的信息在重负荷下的性能，极强纠错能力，采用差分收发，可长距离传输，提高了数据的精度和抗干扰能力。

3、减少数据处理环节，后端采集设备对CANBUS模块的数据，直接采集，即可应用。

4、CANBUS采用短帧结构，传输时间短，抗干扰能力强，重新收发时间短，可靠性高，实时性好。

本发明的有益效果是提高了数据的精度和抗干扰性，可以点对点，一点对多点(成组)及全局广播几种方式实时发送数据；接口简单，多个CANBUS模块仅需一对传输总线(2根)，且直接通讯距离远，传输速度快，抗干扰能力强。

附图说明：

图(1)是本发明的工作原理图。

具体实施方式：

本发明由电磁感应磁环1、整流电路2、采集器3、信号放大器4、滤波器5、A/D转换器6、数据微处理器7、CANBUS接口8、CAN驱动收发器9和直流电源10组成，首先对输入电流经过电磁感应磁环1通过互感原理或霍尔原理转换成方便处理的弱交流电流信号，然后经过整流电路2整流，由采集器3采集部分信号传送给信号放大器4进行放大，再经滤波器5进行滤波处理，然后进行高精度A/D转换器6将其转换成数字信号，再对数据进行软件滤波和线性化软件处理，通过抗干扰能力强且带有CANBUS接口8的数据微处理器7，将数据转成CANBUS标准数据帧、扩展帧或CanOpen数据帧，采用CANBUS协议由CANBUS接口8输出数据。最后通过专用的CAN驱动收发器9转换成CANBUS电平信号发送。