[实用新型]无纸记录仪表采样电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种采样电路，特别涉及一种无纸记录仪表采样电路。 

背景技术

随着流程工业中自动化程度的不断加深，用户对过程参数的监视、控制的需求不断加大。无纸记录仪作为整个过程的数据记录单元，广泛应用于电力、冶金、石化、轻纺、食品、医药等行业，而无纸记录仪中的信号采样电路直接影响到记录仪的性能。 

传统的信号采样电路往往针对单独种类的传感器专门设计，通用性不高，并且只能实现单一通道的采样功能。 

发明内容

本实用新型是针对现在传统的信号采样电路通用性低，采样通道单一的问题，提出了一种无纸记录仪表采样电路，可以通过单片机控制切换实现同一电路，匹配所有传感器，并且可拓展到最多三个通道，以此使产品具有不同于同类产品的特性，增加产品竞争力。 

本实用新型的技术方案为：一种无纸记录仪表采样电路，单片机控制三个多通道模拟信号开关对现场的各种信号进行采集，采集后信号送运算放大器，同时单片机控制多通道模拟信号开关调节运算放大器的放大器增益，采集信号通过运算放大器进行信号调理后，送A/D转换电路进行模数转换。 

所述运算放大器的输出端接多通道模拟信号开关的输入，多通道模拟信号开关的输出接运算放大器的输入负，调整运算放大器的放大器增益。 

所述多通道模拟信号开关选用CD4051芯片。 

本实用新型的有益效果在于：本实用新型无纸记录仪表采样电路，通过价格较低的模拟开关，可方便的对不同类型采样对像进行信号调理，减少了对价格较高的运算放大器的使用。放大器增益的可控使采样量程变化度增大，增加了电路通用性，减小了后续电路设计和器件选型的难度。信号调理部分可重复叠加，使电路最多可实现三通道的全输入信号采样。 

附图说明

图1为本实用新型无纸记录仪表采样电路原理框图； 

图2为本实用新型无纸记录仪表采样电路中多路模拟开关电路图；

图3为本实用新型无纸记录仪表采样电路中可控放大增益电路图；

图4为本实用新型无纸记录仪表采样电路中A/D转换电路图。

具体实施方式

如图1所示无纸记录仪表采样电路原理框图，单片机5控制三个多通道模拟信号开关1、2、3对现场信号进行采集，采集后信号送运算放大器，同时单片机5控制多通道模拟信号开关7调节运算放大器4的放大器增益，采集信号通过运算放大器4进行信号调理后，送A/D转换电路6进行模数转换。如图2所示多路模拟开关电路图，这里选用CD4051八路模拟开关芯片，采集信号从IN1A端送入；如图3所示可控放大增益电路图，运算放大器4的输出6脚接多通道模拟信号开关7的输入，多通道模拟信号开关7的输出接运算放大器4的输入负，调整运算放大器4的放大器增益；如图4所示A/D转换电路图。 

通过单片机控制模拟开关切换采样类型和通道，同时选择合适得放大增益进行匹配，最后由A/D转换芯片获得当前电压对应码值。通过价格较低的模拟开关，可方便的对不同类型采样对像进行信号调理，减少了对价格较高的运算放大器的使用。同时，放大器增益的可控使采样量程变化度增大，增加了电路通用性，减小了后续电路设计和器件选型的难度。通过合适的滤波器参数选择，实现较强的干扰抑制和阶跃信号响应的平衡。最后通过合理的PCB布局设计使电路的稳定性和抗骚扰能力大大提高。 

针对不同工业现场信号，设计了能兼容标准电压、标准电流、热电阻、热电偶等多种类型信号输入的采样电路。电路通用性高，可方便移植到不同平台的仪表中，最多可实现三通道的全输入信号采样。同时热稳定性高，可以在0-50℃环境下正常工作，非线性误差小于0.1%。通过电路参数地合理选择，使电路对干扰有较强抑制的情况下（工频大于55dB），采样速率不小于10次/秒。