[发明专利]一种多功能模拟信号采集电路

说明书

本发明涉及一种多功能模拟信号采集电路，通过控制开关的打开和闭合，判断本发明模拟信号采集电路输出的电压信号达到固定极限的峰值或是正常工作电压范围，当开关打开，电路输出的电压信号达到固定极限的峰值时，判定电路需要测量的是电流模拟量，然后闭合开关，电路输出待测电流转换的电压；当电路输出的电压信号在正常工作范围内时，判定电路需要测量的是电压模拟量，电路直接输出待测电压转换后的电压。本发明采用一个模拟信号采集电路，就能满足监测待测电流和待测电压，不需要额外增加信号采集电路，节约了电路的设计成本，同时，本发明的电路结构简单、易于生产调试，回路取样精度高且稳定，偏置电压和温度漂移电压较小。

技术领域

本发明属于电力系统保护测控技术领域，具体涉及一种多功能模拟信号采集电路。

背景技术

传统变电站非电量传感器输出一般都是0～5V或者是4～20mA，如变压器温度、油中气体等，这时的非电量模拟信号等级范围较为固定，只需要在电路设计中考虑电流和电压两种规格即可，也可以设计成兼容，在使用时通过接通电流取样电阻，直接把电流采样转化为电压采样即可。但是随着智能变电站技术的进步，在设备电源、新能源电平、一次设备检测、避雷器等的检测中，对非电量的监视范围扩展了很大，导致了非电量模拟信号电平等级出现多个等级，如0～600VDC、0～300VDC、0～48VDC、0～5V、-10～+10V、4～20mA、-40～40mA。

现有技术的模拟信号采集电路一般是针对不同模拟量范围设计不同的电路进行检测，比如专门设计测量电压模拟信号的转换电路，或专门设计测量电流模拟信号的转换电路，没有一种通用的模拟信号转换电路，不仅设计的转换电路复杂，也提高了转换电路的设计成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种多功能模拟信号采集电路，用于解决现有的采集模拟信号的转换电路不能同时适用于检测电压信号和电流信号、需分别设计检测电路提高检测成本的问题。

为解决上述技术问题，本发明提出一种多功能模拟信号采集电路，包括以下解决方案：

方案一，包括第一支路和第二支路，两个支路的端口并联，用于连接待测信号，其中，第一支路串设有开关和第一电阻，第二支路为电阻分压支路，第二支路的分压端用于连接运算放大器的输入端。

方案二，在方案一的基础上，所述第二支路依次串设有第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻，其中，第三电阻和第四电阻的两端为所述分压端。

方案三，在方案二的基础上，所述第三电阻和第四电阻的公共端接地。

方案四、五，分别在方案二、三的基础上，所述第三电阻和第四电阻的两端还连接有保护元件，保护元件用于与所述运算放大器的输入端并联。

方案六、七，分别在方案四、五的基础上，所述保护元件为稳压二极管。

方案八，在方案二的基础上，所述第二电阻的阻值和第五电阻的阻值相等，第三电阻的阻值和第四电阻的阻值相等。

本发明的有益效果是：通过控制开关的打开和闭合，判断本发明模拟信号采集电路输出的电压信号达到固定极限的峰值或是正常工作电压范围，当开关打开，电路输出的电压信号达到固定极限的峰值时，判定电路需要测量的是电流模拟量，然后闭合开关，电路输出待测电流转换的电压；当电路输出的电压信号在正常工作范围内时，判定电路需要测量的是电压模拟量，电路直接输出待测电压转换后的电压。本发明采用一个模拟信号采集电路，就能满足监测待测电流和待测电压，不需要额外增加信号采集电路，节约了电路的设计成本，同时，本发明的电路结构简单、易于生产调试，回路取样精度高且稳定，偏置电压和温度漂移电压较小。

附图说明

图1是本发明的采集模拟信号的转换电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。