電動執(zhí)行器的大比例變速調(diào)節(jié)機構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電動執(zhí)行器裝置領(lǐng)域，尤其是涉及電動執(zhí)行器的大比例變速調(diào)節(jié)機構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]在電動執(zhí)行器中，需要輸出1-5V或4-20mA的直流信號的時候，通常采用專用的D/A數(shù)模信號轉(zhuǎn)換芯片，一般是每路一片。當(dāng)輸出信號的精度較高時，D/A數(shù)模信號轉(zhuǎn)換芯片的位數(shù)也將隨之增加。在工業(yè)儀表中，通常增加到12位。12位D/A數(shù)模信號轉(zhuǎn)換芯片的價格目前比單片機的價格要高得多，占用的接口線數(shù)量也多。尤其是在需隔離的場合時，所需的光電隔離器數(shù)量與接口線相當(dāng)，造成元器件數(shù)量大批增加，使體積和造價隨之升高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明旨在提出電動執(zhí)行器的大比例變速調(diào)節(jié)機構(gòu)，能夠穩(wěn)定抗干擾地輸出4_20mA的高精度電流，且電路結(jié)構(gòu)簡單，成本低、驅(qū)動能力強，提高了執(zhí)行器的整體質(zhì)量，有效地保障安全運行。
[0004]為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
[0005]電動執(zhí)行器的大比例變速調(diào)節(jié)機構(gòu)，包括單片機、光耦、模擬開關(guān)、濾波電路、電壓跟隨器和V/I轉(zhuǎn)換電路，所述單片機通過脈沖寬度調(diào)制方式將數(shù)字脈沖信號轉(zhuǎn)換成模擬脈沖信號輸出，所述模擬脈沖信號經(jīng)所述光耦的光電隔離傳輸?shù)剿瞿M開關(guān)的公共接點，所述模擬開關(guān)的上接點接入精密電壓源，所述模擬開關(guān)的下接點接地，所述模擬開關(guān)的輸出端接入所述濾波電路，所述濾波電路的輸出端連接所述電壓跟隨器，所述電壓跟隨器的輸出端連接所述V/I轉(zhuǎn)換電路，所述V/I轉(zhuǎn)換電路輸出電流。
[0006]進一步的，所述單片機為單片機8051、單片機8031或單片機8098中的一種。
[0007]進一步的，所述模擬開關(guān)為模擬開關(guān)⑶5043。
[0008]進一步的，所述濾波電路包括兩級串聯(lián)的RC濾波。
[0009]進一步的，所述精密電壓源為5.000V±2mV。
[0010]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的電動執(zhí)行器的大比例變速調(diào)節(jié)機構(gòu)具有以下優(yōu)勢:
[0011]本發(fā)明利用單片機采用高精度脈沖寬度調(diào)制方式將數(shù)字脈沖信號轉(zhuǎn)換成模擬脈沖信號輸出，取代使用專用的D/A數(shù)模信號轉(zhuǎn)換芯片，有助于大幅降低電路成本，而且精度完全達標(biāo)；光耦能夠有效地抑制尖峰脈沖及各種干擾，因為光耦是電流型器件，干擾信號雖然有較大的電壓幅值，但能量很小，只能形成微弱電流，而光耦的輸出信號與輸入信號流經(jīng)發(fā)光二極管的電流有關(guān)，這樣干擾信號由于不能提供足夠的電流，所以不會進入輸出極；光耦的輸入回路和輸出回路之間分布電容很少，而絕緣電阻很大，這樣就避免了干擾通過光耦在輸入回路和輸出回路之間的耦合；經(jīng)隔離后的模擬脈沖信號驅(qū)動模擬開關(guān)CD4053，模擬開關(guān)CD4053是三組兩觸點模擬開關(guān)，模擬脈沖信號接入公共接點，使模擬脈沖信號與+5.000V精密電壓源和地接通，進而得到與單片機調(diào)制的模擬脈沖信號一致的波形信號；該波再經(jīng)濾波電路的兩級串聯(lián)的RC濾波，濾波后由電壓跟隨器輸出，電壓跟隨器能夠提高帶負載能力，最后經(jīng)V/I轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后穩(wěn)定抗干擾地輸出4-20mA的高精度電流。提高了執(zhí)行器的整體質(zhì)量，有效地保障安全運行。
【附圖說明】
[0012]構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0013]圖1為本發(fā)明實施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]附圖標(biāo)記說明:
[0015]1-單片機；2_光耦；3_模擬開關(guān)；4_濾波電路；5_電壓跟隨器；6_V/I轉(zhuǎn)換電路；7-精密電壓源。
【具體實施方式】
[0016]需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0017]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以通過具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
[0018]下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。
[0019]如圖1所示，本發(fā)明提供電動執(zhí)行器的大比例變速調(diào)節(jié)機構(gòu)，包括單片機1、光耦
2、模擬開關(guān)3、濾波電路4、電壓跟隨器5和V/I轉(zhuǎn)換電路6，所述單片機1通過脈沖寬度調(diào)制方式將數(shù)字脈沖信號轉(zhuǎn)換成模擬脈沖信號輸出，所述模擬脈沖信號經(jīng)所述光耦2的光電隔離傳輸?shù)剿瞿M開關(guān)3的公共接點，所述模擬開關(guān)3的上接點接入精密電壓源7，所述模擬開關(guān)3的下接點接地，所述模擬開關(guān)3的輸出端接入所述濾波電路4，所述濾波電路4的輸出端連接所述電壓跟隨器5，所述電壓跟隨器5的輸出端連接所述V/I轉(zhuǎn)換電路6，所述V/I轉(zhuǎn)換電路6輸出電流。
[0020]所述單片機1為單片機8051、單片機8031或單片機8098中的一種，此處優(yōu)選為單片機8051。
[0021]所述模擬開關(guān)3為模擬開關(guān)⑶5043。
[0022]所述濾波電路4包括兩級串聯(lián)的RC濾波。
[0023]所述精密電壓源7為5.000V±2mV。
[0024]本實例的工作過程:使用光電隔離技術(shù)將可控PWM信號與外部電路隔離，并結(jié)合低通濾波技術(shù)，運放負反饋模塊構(gòu)成4_20mA電流輸出電路。
[0025]本發(fā)明通過單片機1采用高精度脈沖寬度調(diào)制方式將數(shù)字脈沖信號轉(zhuǎn)換成模擬脈沖信號輸出，取代使用專用的D/A數(shù)模信號轉(zhuǎn)換芯片，光耦2抑制尖峰脈沖及各種干擾，通過光耦2的光電隔離作用將干擾隔離，防止干擾信號在光耦2的輸入回路和輸出回路之間耦合，經(jīng)隔離后的模擬脈沖信號驅(qū)動模擬開關(guān)3，模擬開關(guān)CD4053是三組兩觸點模擬開關(guān)，模擬脈沖信號接入公共接點，使模擬脈沖信號與+5.000V精密電壓源7和地接通，進而得到與單片機1調(diào)制的模擬脈沖信號一致的波形信號；該波再經(jīng)濾波電路4的兩級串聯(lián)的RC濾波，濾波后由電壓跟隨器5輸出，最后經(jīng)V/I轉(zhuǎn)換電路6轉(zhuǎn)換后穩(wěn)定抗干擾地輸出4-20mA的高精度電流。
[0026]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.電動執(zhí)行器的大比例變速調(diào)節(jié)機構(gòu)，其特征在于:包括單片機、光耦、模擬開關(guān)、濾波電路、電壓跟隨器和V/I轉(zhuǎn)換電路，所述單片機通過脈沖寬度調(diào)制方式將數(shù)字脈沖信號轉(zhuǎn)換成模擬脈沖信號輸出，所述模擬脈沖信號經(jīng)所述光耦的光電隔離傳輸?shù)剿瞿M開關(guān)的公共接點，所述模擬開關(guān)的上接點接入精密電壓源，所述模擬開關(guān)的下接點接地，所述模擬開關(guān)的輸出端接入所述濾波電路，所述濾波電路的輸出端連接所述電壓跟隨器，所述電壓跟隨器的輸出端連接所述V/I轉(zhuǎn)換電路，所述V/I轉(zhuǎn)換電路輸出電流。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動執(zhí)行器的大比例變速調(diào)節(jié)機構(gòu)，其特征在于:所述單片機為單片機8051、單片機8031或單片機8098中的一種。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動執(zhí)行器的大比例變速調(diào)節(jié)機構(gòu)，其特征在于:所述模擬開關(guān)為模擬開關(guān)CD5043。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動執(zhí)行器的大比例變速調(diào)節(jié)機構(gòu)，其特征在于:所述濾波電路包括兩級串聯(lián)的RC濾波。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動執(zhí)行器的大比例變速調(diào)節(jié)機構(gòu)，其特征在于:所述精密電壓源為5.000V±2mV。
【專利摘要】本發(fā)明提供了電動執(zhí)行器的大比例變速調(diào)節(jié)機構(gòu)，包括通過脈沖寬度調(diào)制方式將數(shù)字脈沖信號轉(zhuǎn)換成模擬脈沖信號輸出的單片機、光耦、模擬開關(guān)、濾波電路、電壓跟隨器和V/I轉(zhuǎn)換電路，模擬脈沖信號經(jīng)光耦的光電隔離傳輸?shù)侥M開關(guān)的公共接點，模擬開關(guān)的上接點接入精密電壓源，模擬開關(guān)的下接點接地，模擬開關(guān)的輸出端接入濾波電路，濾波電路的輸出端連接電壓跟隨器，電壓跟隨器的輸出端連接V/I轉(zhuǎn)換電路,V/I轉(zhuǎn)換電路輸出電流。有益效果是能夠穩(wěn)定抗干擾地輸出4-20mA的高精度電流，且電路結(jié)構(gòu)簡單，成本低、驅(qū)動能力強，提高了執(zhí)行器的整體質(zhì)量，有效地保障安全運行。
【IPC分類】G05D13/62
【公開號】CN105425846
【申請?zhí)枴緾N201511034749
【發(fā)明人】張志磊
【申請人】天津?qū)毢懔黧w控制設(shè)備股份有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年12月31日