专利名称：流量仪表的无极性接线系统的制作方法
技术领域：
本发明属于仪表测量技术领域，尤其涉及一种流量仪表的无极性接线系统。
背景技术：
任何流量仪表都要与传感器连接，目前所有产品都采用有正负极性的方式进行连接，在工业现场时有接线错误的情况发生，导致仪表无法正常工作，特别是一些场况复杂环境下安装的成套系统，安装、检测极为不便，一旦接错，整个系统不能运行，经济损失严重。

发明内容
本发明的目的是提供一种流量仪表的无极性接线系统，其可实现流量仪表与传感器无极性任意接线，彻底消除因接线错误产生的测量故障。
为实现上述目的，本发明采取以下设计方案一种流量仪表的无极性接线系统，它包括一传感器模拟信号采集单元，完成模/数转换；一极性识别及逻辑控制单元，完成极性判断、给出极性控制信号；一接线极性转换单元，由一组电子开关构成；一组外接传感器接线端子；传感器模拟信号采集单元采集传感器输入信号输出给极性识别及逻辑控制单元；极性识别及逻辑控制单元的一控制输出端输出控制接线极性转换单元的第一电子开关和第三电子开关；极性识别及逻辑控制单元的另一控制输出端输出控制接线极性转换单元的第二电子开关和第四电子开关；第一与第四电子开关的一极端相互连接并与外接传感器的一接线端子相接，第二与第三电子开关的一极端相互连接并与外接传感器的另一接线端子相接；第一与第二电子开关的另一极端相互连接并同接电源，第三与第四电子开关的另一极端相互连接并同接传感器模拟信号采集单元。
本发明的优点是由于流量仪表与传感器可无极性任意接线，不仅方便了用户的使用，而且还可避免因接线错误给用户带来的检修麻烦及工期的延误。


图1为本发明构成的逻辑框2为本发明电路原理图具体实施方式
如图1所示，本发明流量仪表的无极性接线系统包括一传感器模拟信号采集单元，完成传感器模拟信号到数字信号的转换。
一极性识别及逻辑控制单元，完成极性判断，给出极性控制信号。
一接线极性转换单元，由四个电子开关EA、GA、EB、EB组合构成，完成实施接线极性的转换。
一组传感器接线端子X、Y，实现与传感器的连接。
传感器模拟信号采集单元采集传感器输入信号输出给极性识别及逻辑控制单元；极性识别及逻辑控制单元的一控制输出端A输出控制接线极性转换单元的第一电子开关EA和第三电子开关GA；极性识别及逻辑控制单元的另一控制输出端B输出控制接线极性转换单元的第二电子开关EB和第四电子开关GB；第一与第四电子开关的一极端相互连接并与外接传感器的一接线端子相接X，第二与第三电子开关的一极端相互连接并与外接传感器的另一接线端子Y相接；第一与第二电子开关的另一极端相互连接并接电源，第三与第四电子开关的另一极端相互连接并接传感器模拟信号采集单元。
图2所示的是本发明一较佳实施例所述的传感器模拟信号采集单元传感器模拟信号采集部分由取样电阻RS和A/D转换芯片(型号AD7715)构成，完成传感器模拟信号到数字信号的转换。
所述的极性识别及逻辑控制单元采用微处理器MCU(型号AT89C52)，通过设置的软件功能完成极性判断，给出极性控制信号(现有技术，此处不详述)。
所述的接线极性转换单元由四个电子开关EA、GA、EB、GB组合构成，各构成如下第一电子开关EA由电阻RBA1、RCA1，三极管TA3、TA2构成电子开关；第二电子开关EB由电阻RBB1、RCB1，三极管TB2、TB3构成电子开关；第三电子开关GA由电阻RBB2，三极管TB1构成电子开关；第四电子开关GB由电阻RBA2，三极管TA1构成电子开关；由极性识别及逻辑控制单元的信号输出端A输出控制信号一路通过电阻RBA1连接三极管TA3的基极，再通过它的集电极使三极管TA3导通。再通过电阻RCA1到三极管TA2的基极再到TA2的集电极使其导通，然后到传感器输出端子X，它的发射集连接+24V电源。另一路通过电阻RBB2连接三极管TB的基极，集电极接传感器输出端子Y使其导通，它的发射极接取样电阻RS，然后通过模数转换A/D进入微处理器MCU。
控制信号由微处理器的信号输出端B端输出控制信号，一路通过电阻RBA2连接三极管TA1的基极，再通过它的集电极使三极管TA3导通然后到传感器输出端子X。它的发射极接取样电阻RS然后通过模数转换A/D进入微处理器MCU。另一路通过电阻RBB连接三极管TB3的基极，信号通过集电极使三极管TB3导通，然后接电阻RCB再接三极管TB2的基极通过它的集电极使其导通，再连接传感器输出端子Y。而它的发射集接+24V电源。
本发明的工作过程及原理首先对传感器进行极性检测，确定传感器接到仪表端子上对应端子的正负极性，再通过对电子开关的通断控制，将正极连接到24V电源端，负极连到取样电阻。
由传感器输入的4～20mA标准电流在RS上产生相应的电压，经过A/D变换芯片变换成数字信号，输入给微处理器MCU；MCU收到A/D变换数值后，根据这一值的大小可以判断出与传感器接线是否正确，若不正确，则给出极性转换的逻辑控制命令，如果是正确的，则保持原来的极性不变。
极性判断原理是基于传感器的一个基本性能，在正确接线情况下，其输出电流为4～20mA，在接线错误的情况下，其输出电流近似为零。当输出电流大于等于4mA时，系统认为接线极性正确，当输出电流小于4mA时，系统认为接线极性错误，需要转换极性。
极性转换单元具体地实现了极性的转换，TA1，TA2，TA3，实现端子X的极性转换，在用户任意接线的情况下，将X端子接到+24V或接到地线。TB1，TB2，TB3实现端子Y的极性转换，在用户任意接线的情况下，将Y端子接到+24V或接到地线。
A，B端输出为极性逻辑控制信号，A＝1，B＝0时，Y接地线。A＝0，B＝1时，X接地线，Y接+24V。
具体的工作原理如下，当A＝1，B＝0时，TB导通，Y端子通过TB1的集电极与发射极，再通过取样电阻RS到地。同时，TA3，TA2导通，X端子经由TA2与+24V相连。TA1，TB2，TB3处于断开状态。当A＝0，B＝1时，TA1导通，X端子经TA1，RS到地线，Y端子经TB2连到+24V。TB1，TA2，TA3处于关断状态。X，Y是与传感器相连的两个端子，在与传感器连线时，不必考虑极性，可任意连接。
权利要求
1.一种流量仪表的无极性接线系统，其特征在于它包括一传感器模拟信号采集单元，完成模/数转换；一极性识别及逻辑控制单元，完成极性判断、给出极性控制信号；一接线极性转换单元，由一组电子开关构成；一组外接传感器接线端子；传感器模拟信号采集单元采集传感器输入信号输出给极性识别及逻辑控制单元；极性识别及逻辑控制单元的一控制输出端输出控制接线极性转换单元的第一电子开关和第三电子开关；极性识别及逻辑控制单元的另一控制输出端输出控制接线极性转换单元的第二电子开关和第四电子开关；第一与第四电子开关的一极端相互连接并与外接传感器的一接线端子相接，第二与第三电子开关的一极端相互连接并与外接传感器的另一接线端子相接；第一与第二电子开关的另一极端相互连接并接电源，第三与第四电子开关的另一极端相互连接并接传感器模拟信号采集单元。
2.根据权利要求1所述的流量仪表的无极性接线系统，其特征在于所述的控制接线极性转换单元的第一、第二电子开关是由两电阻及两三极管组合构成，前电阻RBA1连接前三极管的基极，再通过它的集电极使三极管连第二电阻，该第二电阻接后三极管的基极，再由后三极管的集电极接传感器输出端子，后三极管的发射集连接电源。
3.根据权利要求1所述的流量仪表的无极性接线系统，其特征在于所述的控制接线极性转换单元的第三、第四电子开关是由一电阻及一三极管组合构成，该电阻连接三极管的基极，三极管的集电极接传感器输出端子，三极管的发射集接传感器模拟信号采集单元的取样电阻。
全文摘要
本发明公开了一种流量仪表的无极性接线系统，它包括一完成模/数转换的传感器模拟信号采集单元；一完成极性判断、给出极性控制信号的极性识别及逻辑控制单元；一接线极性转换单元；一组外接传感器接线端子；传感器模拟信号采集单元采集传感器输入信号输出给极性识别及逻辑控制单元；极性识别及逻辑控制单元的控制输出端输出控制接线极性转换单元各电子开关；各电子开关逻辑组合后外接传感器的接线端子。由于流量仪表与传感器可无极性任意接线，不仅方便了用户的使用，而且还可避免因接线错误给用户带来的检修麻烦及工期的延误。
文档编号G01D5/12GK1525649SQ0310491
公开日2004年9月1日 申请日期2003年2月28日 优先权日2003年2月28日
发明者龚亚玲, 谭立军 申请人:北京山鑫海达科技发展有限公司