[发明专利]一种工程机械专用控制器的模拟量输入电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种输入电路，尤其涉及一种工程机械专用控制器的模拟量输入电路。

背景技术

目前我国工程机械行业自动化领域控制设备中，控制器信号除了常见的模拟量电压输入信号、电流输入信号，还有电阻输入型的模拟量输入信号。而模拟量输入（采样）电路普遍存在的问题：1）对模拟量信号的采集电路设计较为简单，缺少隔离设计，通道少难以满足工程机械控制系统采集点较多的需要；2）工程机械现场又存在信号干扰大，会造成模拟量信号采集误差大，信号失真，给控制系统整体造成影响，不能满足高精度模拟量信号采集的要求；3）工程机械设备中一些传感器信号是以电阻输入方式存在。

目前市场上在工程机械控制设备上对模拟量电阻输入电路的研究较少，模拟量输入电路专利研究主要集中在采样接口通道数量，采样精度，和抗干扰性能等方面。对模拟量输入电路设计，在电路采样隔离电路方面大多采用光耦隔离方式，当用光电耦合器来隔离输入输出通道时，必须对所有的信号（包括数字信号、控制信号、状态信号）全部隔离，使得被隔离的两边没有任何电器上的联系，否则这种隔离是没有任何意义的。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明的目的是提供一种工程机械专用控制器的模拟量输入电路，能够有效保护采集电路，扩大模拟量数据采集范围，具有应用灵活，使用方便，成本低廉的特点。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

一种工程机械专用控制器的模拟量输入电路，其中，包括一个电压-电流转换电路和一个模拟量电压输入电路，所述电压-电流转换电路为一个电流串联负反馈放大器电路，所述模拟量电压输入电路包括依次连接的第一RC滤波电路，同相放大电路和隔离电路，所述第一RC滤波电路输入接所述电压-电流转换电路的电流输出端，所述隔离电路输出至控制单元的A/D采样端口。

在本发明的另一个实施例中，所述电压-电流转换电路将0-5V直流电压信号线性地转换成0-10mA的电流信号。

在本发明的另一个实施例中，所述电压-电流转换电路包括第一运算放大器，所述第一运算放大器与工作电压V2401之间串接有由R2103和C2102构成的第二RC滤波电路，所述第一运算放大器的反相输入端接电阻R2403后接地，所述第一运算放大器的正相输入端通过电阻R2401接Vin，所述第一运算放大器的正相输入端与负载电阻R之间串接有电阻R2402，所述第一运算放大器的反相输入端与输出端之间串接电阻R2404，所述第一运算放大器的输出端通过电阻R2405连接负载电阻R的一端，所述负载电阻R与所述电阻R2403的接地端之间还串接有稳压二极管Z2101。

在本发明的另一个实施例中，所述第一RC滤波电路由电阻R2101和电容C2101构成。

在本发明的另一个实施例中，所述同相放大电路包括第二运算放大器，所述第二运算放大器的反相输入端通过电阻R2408接地，所述第二运算放大器的反相输入端和输出端之间串接有电阻R2407，所述第二运算放大器与工作电压V2402之间串接有由电阻R2104和电容C2103构成的第三RC滤波电路，所述第二运算放大器的正相输入端通过电阻R2102接地。

在本发明的另一个实施例中，所述隔离电路包括第三运算放大器，所述第三运算放大器的正相输入端与所述第二运算放大器的输出端之间串接有电阻R2701，所述第三运算放大器与工作电压V2403之间串接有由电阻R2105和电容C2101构成的第四RC滤波电路，所述第三运算放大器的反相输入端通过电阻R2702与所述第三运算放大器的输出端连接，所述第三运算放大器的输出端还连接有由电阻R2703和电容C2104构成的第五RC滤波电路。

在本发明的另一个实施例中，所述负载电阻R的变化范围为0-130Ω。