[发明专利]一种含自检冗余功能的电流传感器

权利要求书

1.一种含自检冗余功能的电流传感器，其特征在于：包括传感器组、信号处理单元和报警单元，

所述信号处理单元分别与传感器组和报警单元控制连接，传感器组通电时，向信号处理单元输出一个严格与输入信号成线性比例的小电流信号，信号处理单元对从传感器组输入的信号进行处理，信号处理单元分析传感器组输入的信号是否异常，当为异常结果时，信号处理单元给报警单元发送信号，报警单元执行对应动作，

所述传感器组包括第一电流传感器电路和第二电流传感器电路，所述第一电流传感器电路和第二电流传感器电路均选用霍尔闭环电流传感器，所述第一电流传感器电路和第二电流传感器电路的结构相同，且分别独立工作；

所述第一电流传感器电路包括电平V3输出支路和电平V5输出支路，电平V3输出支路的电平为电平V3，电平V5输出支路的电平为电平V5，所述第二电流传感器电路包括电平V4输出支路和电平V6输出支路，电平V4输出支路的电平为电平V4，电平V6输出支路的电平为电平V6；

所述信号处理单元包括第一比较器、第二比较器和单片机，

所述电平V3输出支路和电平V4输出支路分别与第一比较器的输入端口连接，提供第一比较器的输入信号，所述第一比较器的输出端口连接电平V7输出支路，所述第一比较器比较V3输出支路的电平和V4输出支路的电平并向单片机传输电平V7输出支路传输的信号；

所述电平V5输出支路和V6输出支路分别与第二比较器的输入端口连接，提供第二比较器的输入信号，所述第二比较器的输出端口连接电平V8输出支路，所述第二比较器比较电平V5输出支路的电平和电平V6输出支路的电平并向单片机传输电平V8输出支路传输的信号；

所述单片机分析处理所述电平V7输出支路和V8输出支路的信号并进行比较分析是否异常，根据分析结果决定是否给报警单元发送控制信号，当为异常结果时，信号处理单元给报警单元发送信号，报警单元执行报警动作，

所述单片机还与3.3V供电源连接，所述3.3V供电源用于给单片机提供电源，所述报警单元包括无线WIFI芯片和天线，通过无线WIFI芯片以及天线向主控室传输报警信号，以便及时得到支援，

特定的电路，包括传感器电路、比较器电路、单片机和报警电路，所述传感器电路依次连接比较器电路、单片机电路和报警电路；

所述传感器电路包括第一传感器电路和第二传感器电路，所述第一传感器电路和第二传感器电路的结构与原理均相同；

所述比较器电路包括第一比较器电路和第二比较器电路，所述第一比较器电路与第二比较器电路的结构与原理均相同；

所述第一传感器电路包括电平V3输出支路和电平V5输出支路，电平V3输出支路的电平为电平V3，电平V5输出支路的电平为电平V5，所述第二电流传感器电路包括电平V4输出支路和电平V6输出支路，电平V4输出支路的电平为电平V4，电平V6输出支路的电平为电平V6；第一传感器电路将电平V3输出支路和电平V5输出支路分别与第一比较器电路和第二比较器电路连接,第二传感器电路将电平V4输出支路和电平V6输出支路分别与第一比较器电路和第二比较器电路连接，所述第一比较器电路比较电平V3和电平V4的值并连接电平V7输出支路，V7输出支路的电平为电平V7，所述第二比较器电路比较电平V5和电平V6的值并连接电平V8输出支路，电平V8输出支路的电平为电平V8；

所述第一比较器电路和第二比较器电路与单片机的不同输入端口连接，单片机比较电平V7和电平V8的值并分析是否异常，当为异常结果时，单片机给报警电路传输控制信号，报警电路执行报警动作；所述第一传感器电路与第二传感器电路均包括传感器感应电路、功率放大电路、次级线圈、感应器比较电路和偏移调节电路，所述传感器感应电路依次与功率放大电路和次级线圈连接，在传感器感应电路与次级线圈之间还连接电容器和电阻组成深度负反馈电路，

所述传感器感应电路选用霍尔元件进行电磁感应；所述次级线圈同时连接感应器比较电路和偏移调节电路；

所述第一传感器电路的次级线圈与连接感应器比较电路和偏移调节电路连接端的电平为电平V1，所述第二传感器电路的次级线圈与连接感应器比较电路和偏移调节电路连接端的电平为电平V2，

所述第一传感器电路的感应器比较电路的输出端的电平为电平V3，所述偏移调节电路的输出端的电平为电平V5，所述第二传感器电路的感应器比较电路的输出端的电平为电平V4，所述偏移调节电路的输出端的电平为电平V6；

所述第一传感器电路包括传感器感应电路、功率放大电路、次级线圈L1、感应器比较电路和偏移调节电路，所述传感器感应电路包括电源滤波电容器C1、霍尔元件H1、霍尔分压电阻R1、霍尔分压电阻R4、调节零点电阻R2、调节零点电阻R3和调节零点电阻R9，所述调节零点电阻R3和调节零点电阻R9用于调节零点；

所述功率放大电路包括运算放大器IC1是；输入电阻R7、输入电阻R8是；深度负反馈电容C3、深度负反馈电阻R15、极性保护元件D1、极性保护元件D2、功率放大器件Q1、功率放大器件Q2、电阻R16、电阻R17和输出信号取样电阻，R26极性保护元件D1和极性保护元件D2用于防止电路交越失真；电阻R16、电阻R17是基级维持电流的电阻；

所述感应器比较电路和包括运算放大器IC3、偏置电阻R22、输入电阻R21和反馈电阻R35；所述偏移调节电路包括运算放大器IC4、可调节偏置电阻R24、可调节偏置电阻R25、可调节偏置电阻R27，输入电阻R23和反馈电阻R36，所述可调节偏置电阻R24、可调节偏置电阻R25和可调节偏置电阻R27用于调节运算放大器的零点输出值，第二电流传感器电路的原理和结构均与第一电流传感器电路相同；

电平V3与电平V1值数值相同；电平V5比V1高0.2dB，第二路电流传感器电路电流的输出值及偏置调节与第一电流传感器电路的相同，电平V6与电平V2的数值相同；电平V4比电平V2低0.2dB；

所述第一比较器电路包括第一比较器IC8、输入电阻R40、输入电阻R41、高阻值反馈电阻R39、钳位二极稳压管ZW1和钳位二极稳压管ZW2，所述第一比较器IC8比较电平V3和电平V4；所述第二比较器电路包括第一比较器IC7、输入电阻R43、输入电阻R44、高阻值反馈电阻R42、钳位二极稳压管ZW3和钳位二极稳压管ZW5，所述第二比较器IC7比较电平V5和电平V6，其中电平V4低于电平V3，电平V7为高电平输出，电平V6低于电平V5，电平V8为高电平输出；

所述电平V7输出支路和电平V8输出支路的电平V7和电平V8均为高电平时，单片机分析比较结果正常，不向报警电路传输控制信号，所述电平V7输出支路和电平V8输出支路的电平V7和电平V8为上述的其他情况时，单片机分析比较结果异常，向报警电路传输控制信号，报警电路执行报警动作。