[实用新型]一种基于模拟量通道倍增装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种模拟信号转换装置，特别涉及一种基于模拟量通道倍增装置。

背景技术

现场控制系统中控制卡件、现场仪表、执行机构所用的模拟信号大部分是通用4～20mA的电流信号，此信号抗干扰性强，已经成为电流型仪表设备的标准信号。

在大型的控制系统中，针对频繁出现模拟信号实行倍增技术，单通道模拟量信号输入输出会使系统变得非常复杂，为此增加了信号的处理的灵活性，减少了仪表设备的数量是非常重要的问题。

发明内容

本实用新型是针对现在单通道模拟量信号输入输出会使所需设备繁多复杂化的问题，提出了一种基于模拟量通道倍增装置，实现一个通道可以转换为多个通道高精度隔离输出。

本实用新型的技术方案为：一种基于模拟量通道倍增装置，包括输入采样电路，放大运算电路，光电隔离倍增电路、输出驱动电路和供电电路，输入采样电路采集模拟信号统一转换为电压信号输出经放大运算电路进行放大，放大运算电路将信号放大后送入光电隔离倍增电路，光电隔离倍增电路内通过数个线性光耦隔离耦合到数个输出驱动电路，各个输出驱动电路均输出4～20mA的标准电流信号，供电电路给各个电路供电。

所述输入采样电路分三路：输入模拟信号为标准4～20mA电流信号直接接采样电阻转换为采样电压送放大运算电路进行放大后输出1～5V的中间电压值；输入模拟信号为有零点的0～20mA电流信号直接接采样电阻转换为采样电压后，接负电源偏置电路后再送放大运算电路进行放大后输出1～5V的中间电压值；输入模拟信号为电压信号直接接负电源偏置电路后再送放大运算电路进行放大后输出1～5V的中间电压值。所述放大运算电路输出的1～5V的中间电压值送入光电隔离倍增电路，光电隔离倍增电路经光电隔离后再经过并联的数个线性光耦隔离耦合到各路输出驱动电路。

所述供电电路包括一个24V-12V的电源为输入部分有源器件供电，数个24V-15V电源分别为数个输出驱动电路供电。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型基于模拟量通道倍增装置，统一了模拟量信号的输出，不仅4～20mA电流信号可以高精度输出，0～20mA、0～2.5V都可以转换为高精度的4～20mA电流输出；再者，一个通道可以转换为多个通道高精度隔离输出，且转换精度非常高，可以达到0.1%，不仅减少了控制系统空间布局，且节省了仪表，节省了费用，统一了信号，方便了控制。

附图说明

图1为本实用新型基于模拟量通道倍增装置结构示意框图；

图2为本实用新型基于模拟量通道倍增装置中输入采样电路及放大运算电路图；

图3为本实用新型基于模拟量通道倍增装置中光电隔离倍增电路图；

图4为本实用新型基于模拟量通道倍增装置中输出驱动电路图。

具体实施方式

如图1所示基于模拟量通道倍增装置结构示意框图，包括输入采样电路1，放大运算电路2，光电隔离倍增电路3和输出驱动电路4，以及整个装置的供电电路，其中一个24V-12V的电源为输入部分有源器件供电，四个24V-15V电源分别为四个通道的有源器件供电，这样整个装置做到了输入和输出隔离，输出每路之间隔离。

输入采样电路1：当输入电流信号(4～20mA)时，通过采样精密电阻转换为电压信号；当输入电压信号时，直接放大输出，最终电流或电压信号转换为统一的电压信号。

光电隔离倍增电路3：把统一的电压信号通过线性光耦隔离，耦合到输出通路。

输出驱动电路4：光耦隔离后的每一路电压信号，通过运算放大器，稳定到输出精密电路的两端，通过场效应管作为开关输出电流模拟信号。

输入采样电路1及放大运算电路2如图2所示，当输入信号为4～20mA电流信号：开关J2闭合，输入电流信号通过125欧姆采样精密电阻R03，转换为采样电压0.5V～2.5V，然后经过运算放大器，转换为1～5V的中间电压值；当输入信号为0～20mA电流信号：开关J2断开，输入电流信号通过125欧姆采样精密电阻R03，转换为采样电压0 V～2.5V，且加上负电源偏置电路，然后经过运算放大器，转换为1～5V的中间电压值；当输入信号为0～2.5V电压信号：开关J1闭合，开关J2断开，输入电压信号直接加上负电源偏置电路，然后经过运算放大器，转换为1～5V的中间电压值。