[实用新型]一种自动量程转换装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种模数转换装置，特别是涉及一种用于数据采集系统、传感器检测、监测，具有过电压保护、量程自动转换、显示和RS-232C通信接口的高精度、宽范围、高性价比的一种自动量程转换装置，。

背景技术

现有的自动量程转换装置，常常存在信号输入窄、范围只在单极性0～2V，响应速度慢(100us)、在量程转换临界点频繁切换、测量分辨率和测量精度低、安全性较低、并且不具有显示和串行通信方式等缺点。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的不足，提供了一种用于数据采集系统、传感器检测、监测，具有过电压保护、量程自动转换、显示和RS-232C通信接口的高精度、宽范围、高性价比的自动量程转换装置，。

本实用新型采用的技术方案是：

一种自动量程转换装置，由信号输入电路、量程转换电路、保护电路、单片机系统电路、A/D转换电路、超量程超时告警电路、RS-232C串行通信电路、显示电路组成；其特征在于：输入插座连接信号输入电路JI脚；信号输入电路的输出芯片LM324通过1脚连接到量程转换电路可编程运放器PGA103u的4脚，量程转换电路可编程运放器PGA103u通过74LS00与单片机1、2引脚相连，受到单片机系统电路芯片89C51反相控制；量程转换电路可编程运放器PGA103u分别连接到保护电路中4007的两个接点；保护电路中4007的两个接点连接到A/D转换电路芯片AD574；单片机系统电路芯片89C51中27脚连接到超量程超时告警电路Q2(9014)的2脚；单片机系统电路芯片89C51的11、10脚分别连接到RS-232C串行通信电路中电平转换芯片MAX232的11、12脚；单片机系统电路芯片89C51通过两块线路板的插座和连接线，分别与显示电路中串行显示芯片ZLG7289相连。

上述保护电路，采用二极管进行过压保护，用电阻分压设定保护电压。

本实用新型可解决以下技术问题：

(1)测量范围宽，在0～±200mV、0～±2V、0～±20V不同的测量范围内，均能可靠测量；(2)测量分辨率和测量精度高，性能价格比高，测量分辨率可达本量程的0.05％，测量精度为本量程的±3％；(3)安全性好，输入电路必须具有过载保护能力，用二极管进行过压保护，用电阻分压设定保护电压；(4)响应速度快，最多两次就能找到合适量程，采样速度50u s；(5)超量程超时报警；(6)具有显示和串行通信两种输出方式，使用方便，可远距离传输，并方便地与各种数据采集器与自动控制系统相连。

附图说明

图1为本实用新型一种自动量程转换装置，结构图；

图2为本实用新型一种自动量程转换装置，电路图；

具体实施方式

如图所示，本实用新型一种自动量程转换装置，，由信号输入电路1、量程转换电路2、保护电路3、单片机系统电路4、A/D转换电路5、超量程超时告警电路6、RS-232C串行通信电路7、显示电路8组成；输入插座J1连接信号输入电路1；信号输入电路1的输出芯片LM324的1脚连接到量程转换电路2可编程运放器PGA103u的4脚，量程转换电路2可编程运放器PGA103u的1、2脚通过74LS00受到单片机系统电路4芯片89C51的1、2引脚反相控制；量程转换电路2可编程运放器PGA103u的7脚分别连接到保护电路3中4007的两个接点；保护电路3中4007的两个接点连接到A/D转换电路5芯片AD574的14脚；单片机系统电路4芯片89C51的27脚连接到超量程超时告警电路6中Q2(9014)的2脚；单片机系统电路4芯片89C51的10、11脚分别连接到RS-232C串行通信电路7中电平转换芯片MAX232的12、11脚；单片机系统电路4芯片89C51的3、4、5、13脚通过两块线路板的插座和连接线，分别与显示电路8中串行显示芯片ZLG7289的6、7、8、9引脚相连。

被测电压先经过信号输入电路1的插座J1输入，量程转换电路2由可编程运放器PGA103u组成，放大倍数受单片机系统电路4控制，可以放大100、10、1，分别对应0～±200mV、0～±2V、0～±20V三档量程；保护电路3主要由电阻分压和两级管组成，是使A/D转换电路5的输入电压限制在-10～10V之间，保护A/D转换电路5芯片；超量程超时告警电路6由单片机系统电路4控制，当输入电压30秒超过20V或低于-20V装置能自动报警；显示电路8和RS-232C串行通信电路7用来数据输出。

进行量程转换时，采用可编程运放器PGA103u控制，能够自动选择量程变换的临界点、自适应处理量程的升降变换；当前量程不是最合适的量程时，若是降量程，根据本次采集的数据，找到合适量程；若是升量程，一次升到最高量程，再进行降量程处理；在选择量程时，为了解决量程变换的临界点不确定性，量程的选择方法，是通过给定升降量程阀值回差来解决的，如，在0～±2V档，输入电压超过2V时，升到0～±20V档，当输入电压低于1.95V时，再降到0～±2V档；这就避免了输入电压在2V波动时，量程选择的不确定性。