[实用新型]一种两线制传感器的开关量信号接口电路

说明书

技术领域

本发明涉及信号接口电路，尤其涉及以两线制传感器作为开关量信号的接口电路，属于电子自动化控制技术领域。 

背景技术

在电气自动化控制系统中，开关量输入包括两类：一类是设备的辅助触点和有关继电器的触点，以检测这些设备的工作状态开合；另一类是智能控制装置本身的一些触点，如输出继电器的触点和装置面板上的切换开关。通过开关的闭合或断开，以电平的形式反映设备的状况。这种开关状态量的输入电路是电气控制系统申最为基本的一个环节，它的可靠性和电气特性直接影响控制系统的性能和结构。 

目前的数字量输入信号采用的两线制传感器，其中一芯电缆为信号线，另外一芯为电源线，当传感器检测到被监控的物理量有变化时，在信号线上会出现高低电平信号的输出，后级设备可以采集信号线的高低电平来获知物理量的状态。当两线制传感器直接接入电磁继电器的回路时，传感器在由有信号输入到无信号输入的变换时，会出现因静态电流的存在而导致电磁继电器的释放不可靠的情况，导致了信号的传输失败。另外，经常要使用按钮开关、搬钮开关、多位开关、接触器、继电器等。它们常常是开关量的输入源。由于这类开关大都是机械开关，当开关触点闭合时，在达到稳定之前会产生短暂的抖动，弹跳抖动的时间一般可达数毫秒。 

因此，对输入输出信号的电平、传送速度、传送方式通常都有要求，外部信号如不满足这些要求，就需要接口，以便与微机系统取得协调。另外，接口能帮助解决干扰问题，当信号输入到接口时，将无用的、错误的信号阻隔在外或加以区别。只有合理选择微机接口电路，才会使微机控制系统安全可靠地工作。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提出一种两线制传感器 的开关量信号接口电路，采用信号转换电路消除静态漏电流的方式，解决两线制传感器在输出数字量开关信号时，因传感器在没有输入情况下，需要启动电流来维持传感器的正常工作；由于有漏电流的存在，采集信号错误，尤其是驱动电磁继电器时，会导致电磁继电器不能可靠释放的问题；能较好地保证控制器的稳定性、延长器件的使用寿命。 

本实用新型的上述目的，将通过以下技术方案得以实现： 

一种两线制传感器的开关量信号接口电路，其特征在于：由信号源S1、初始回路、稳压电路、继电器回路、输出端构成，信号源S1连接初始回路的两输入端，初始回路的两输出端连接稳压二极管D1两端，继电器K1的输入端连接初始回路输出端的电阻R3、发光二极管B2和续流二极管D1的两端，所述的初始回路由功率开关管Q1、功率开关管Q2、电阻R1、电阻R2、电阻R4、电阻R5、电阻(R6)组成，所述的功率开关管Q1、功率开关管Q2的输入端连接稳压电路；信号源S1正向电压接入功率开关管Q1的正向输入端，反向电压接入功率开关管Q1的反向输入端，功率开关管Q1的反向输入端与功率开关管Q2的正向输入端相连并接入继电器的正向输入端，功率开关管Q1、功率开关管Q2的输出端连接入继电器回路中。 

进一步地，初始回路为开关量前置触发电路，其反向输入端接入信号源中，信号源S1接入电路后，由电阻R1、电阻R2、电阻R4、电阻R5、电阻R6、功率开关管Q1、功率开关管Q2形成了传感器的初始回路，电阻R6与稳压二极管ZD1为Q1提供了静态工作条件，保护二极管D2保护了功率开关管Q1的反向冲击电压。电阻R2和稳压二极管ZD2为功率开关管Q2提供了静态工作条件，保护二极管D3保护了功率开关管Q2的反向冲击电压。在传感器无输入信号时，功率开关管Q1、功率开关管Q2处于导通状态，传感器的静态启动电流经由功率开关管Q2回到电源负，此时V1接近0V，此时电磁继电器由于工作电压低于动作电压而无法吸合。 

初始回路中的功率开关管Q1、功率开关管Q2为触发电路的功率开关管，具有一定的门限启动电压，门限电压通过电源经电阻R1、电阻R2、电阻 R4、电阻R5、电阻R6分压获得，其正向电压接入功率开关管Q1的正向输入端，反向电压接入功率开关管Q1的反向输入端，功率开关管Q1的反向输入端与功率开关管Q2的正向输入端相连并接入继电器的正向输入端，开关管功率开关管Q1、功率开关管Q2的输出端相连并接入继电器回路中。 

进一步地，所述继电器回路为由位于初始回路之后的电阻R3、发光二极管B2和续流二极管D1组成，由于继电器上的电压不能突变，续流二极管D1将电磁继电器线路中的残留电流能量释放掉，从而使电压不会随触点闭合或断开时的抖动而急剧变化，消除了抖动干扰。其次信号源提供正常工作条件时，驱动电流经过电阻R3可维持发光二极管B2显示，使得工作状态可知。