【正文】 這是因?yàn)樵趥鞲衅鞯妮敵鲭娐分性O(shè)置了電壓 — 頻率變換器 （ V/F變換 ） ，因此 ， 只需進(jìn)行 脈沖計(jì)數(shù) ， 再 乘以變換系數(shù) 即可測量 ， 不需進(jìn)行 A/D變換 。 ? 電壓型和電流型制式的信號 ， 則需要經(jīng)過輸入接口電路變?yōu)?A/D轉(zhuǎn)換器所要求的 0～ 1V標(biāo)準(zhǔn)輸入信號 形式 ， 方能進(jìn)行轉(zhuǎn)換 。 圖 628是輸入接口電路原理圖 。 91 ?模擬信號 輸入到 接口電路 ，首先進(jìn)行阻抗變換，由跳接線 S1來完成。共三個擋位 : ?A擋 :把 1～ 5mA的信號變換為 ～ 1V； ?B擋 :電壓型信號 0～ 1V和 0～ 5V原樣輸入 。 ?C擋 :變換 4～ 20mA信號為 1～ 5V。 ?后邊是一級電壓跟隨器 N1,用以提高輸入阻抗。 92 ?其次，進(jìn)行線路誤差補(bǔ)償。由于傳感器（如CH CO等）的直流工作電源是由分站集中供電，電源線 與 傳感器信號 輸出線 共用一根地線 ，因此，在公共地線上將產(chǎn)生直流電壓降，疊加在信號上，使分站接收端的模擬信號 電壓增大 ，形成“零點(diǎn)誤差”。 ?零點(diǎn)誤差 :輸入為零時，實(shí)際輸出值與規(guī)定的輸出值之差。 比如一個電流表，零點(diǎn)沒有校準(zhǔn)，就是不通電時，它的指針也不指零。 93 ?為了消除零點(diǎn)誤差，設(shè)置線路誤差補(bǔ)償電路。圖 628中的運(yùn)算放大器 N2和 N3構(gòu)成線路誤差補(bǔ)償電路。 94 ?N2為同相比例放大器，放大倍數(shù)是 2，其輸入端為 1/2分壓電路，則綜合放大系數(shù)為 1。 ?N3為射極輸出器，其 正相輸入端 接到電位器Rp可動端上，若輸入一個適當(dāng)大小的 正電位 ，則 N2的 反相輸入端亦是一個正電位 ，將 使 N2的輸出電壓值減小 。 95 ?調(diào)整電位器 RP，可使 N2的輸出電壓 值恰好等于傳感器的實(shí)際輸出值，這樣零點(diǎn)誤差就得到了補(bǔ)償。 ?每當(dāng)傳感器與分站間距離變化，即電纜長度變化時，需要相應(yīng)地調(diào)整電位器 Rp，以消除線路電阻變化帶來的誤差。 ?只有電壓型信號才需要補(bǔ)償零點(diǎn)誤差 ，電流制式的信號不需補(bǔ)償。因此，應(yīng)盡量選用電流型的傳感器。 96 ?最后是量程轉(zhuǎn)換電路，它是由跳接線 S2及電阻 R R6組成。 R5的阻值是 R6的 4倍。 ?當(dāng)傳感器輸出制式為 0～ 5V或 4～ 20mA時，將跳接線選樣為位置 A，經(jīng)過 1/5分壓后，輸出電壓為 0～ 1V（電流制為 ～ 1mA）。 ?若傳感器輸出制式為 0～ 1V或 1～ 5mA時，應(yīng)將跳接線選擇位置 B， 使輸出信號不經(jīng)分壓直接輸出。 97 二、開 關(guān)量采集 電路 ?開關(guān)量采集電路由輸入接口電路、輸入緩沖器等組成，其工作原理框圖如圖 629所示。輸入接口電路主要由光電耦合器、顯示電路等構(gòu)成。 98 ? 開關(guān)量輸入信號經(jīng)過輸入接口電路進(jìn)入緩沖器。光電耦合開入電路直接與開停狀態(tài)檢測傳感器相接，將接收到的電流信號或觸點(diǎn)信號，經(jīng)光電隔離轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的 TTL電平信號。 ? 此信號送入二極管顯示電路，同時也送到緩沖電路。當(dāng)單片機(jī)對緩沖電路使能時，緩沖器內(nèi)的開停狀態(tài)信息經(jīng)數(shù)據(jù)總線送單片機(jī)處理。 ? TTL電平信號： +5V等價于邏輯 “ 1”， 0V等價于邏輯“ 0”。 ? 使能 :負(fù)責(zé)控制信號的輸入和輸出，就是一個 “ 允許 ”信號。 99 ?輸入接口電路的光電耦合器是為了 防止 開關(guān)量傳感器對分站帶來 干擾 ，在電路上將它們隔離開。 ?采用光電隔離技術(shù)是開關(guān)量輸入（同樣適用于開關(guān)量輸出）電路中最有效、最常用的抗干擾措施。它能將輸入信號與輸出信號連同電源和地線在電氣上完全隔離，因此抗干擾能力強(qiáng)。 ?光電耦合器壽命長，可靠性高，與繼電器有觸點(diǎn)式隔離器件相比，響應(yīng)速度快，易與邏輯電路配合使用。 100 ?光電耦合器還具有電平轉(zhuǎn)換功能，將設(shè)備開停狀態(tài)信號轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的 TTL芯片電平信號（ +5V）。 為了監(jiān)視傳感器與分站間信號傳輸電纜的斷線或短路故障，輸入接口電路采用雙耦合器接線，如圖 630所示。 101 102 ?當(dāng)開關(guān)量輸入端接收到 +5mA電流時，耦合器IC1導(dǎo)通，輸出端 1為低電平，表示設(shè)備 開 ； ?當(dāng)開關(guān)量輸入端接收到 5mA電流時，耦合器IC2導(dǎo)通，輸出端 2為低電平，表示設(shè)備 停 ； ?當(dāng)開關(guān)量輸入端 無電流 輸入時，耦合器 ICIC2的輸出端 2均為高電平，表示傳感器或連接電纜 損壞 。 ?因此，取耦合器開關(guān)量輸入可監(jiān)測設(shè)備的接通、斷開、斷線三種狀態(tài)。需占用兩位數(shù)據(jù)線。 103 ?IC1與 IC2接在同一個與非門的輸入端。 IC1輸出端直接聯(lián)在另一個數(shù)據(jù)緩沖器上，只有 IC1與 IC2輸出均為高電平、輸入口無電流時，與非門輸出低電平，表示故障狀態(tài)。 ?IC1輸出端電平的高、低表示設(shè)備的開、停。其信息直接經(jīng)緩沖器 2送到數(shù)據(jù)總線被 MPU（微處理器） 接收。 ?與非門真值表： 有 0出 1，全 1出 0 。 104 ?在開入口電路中接入了一組發(fā)光二極管顯示電路 ， 各路二極管的狀態(tài)隨所測設(shè)備的開停而變化 。 設(shè)備處于 開 的狀態(tài) ， 發(fā)光二極管 亮 ；設(shè)備處于 停 的狀態(tài) ， 發(fā)光二極管 滅 。 此顯示電路是供分站工作人員從觀察窗了解設(shè)備開停狀態(tài)之用 。 ?開關(guān)量輸入口 （ 即開入口 ） 既可接收 177。 5mA信號 ， 也可接收觸點(diǎn)信號 ， 由跳線器選擇即可 ，即當(dāng)開入口接入觸點(diǎn)信號時 ， 只需將相應(yīng)輸入口上的光電耦合器的輸入與輸出用跳接線短接即可 。 105 三、開 關(guān)量輸 出電路 ?開關(guān)量輸出中有 4路由單片機(jī) I/O口直接控制，另外 4路由數(shù)據(jù)總線進(jìn)行控制。開關(guān)量輸出主要由 驅(qū)動器 、 顯示電路 和 繼電器電路 組成，電路原理框圖見圖 631。 106 ?為了保證控制有效，采用雙組觸點(diǎn)繼電器作為開關(guān)量輸出控制，一組觸點(diǎn)對外控制，另一組觸點(diǎn)將繼電器狀態(tài)信息回送單片機(jī)，由單片機(jī)再送給地面中心站計(jì)算機(jī)。地面中心站管理人員可隨時了解井下分站的對外控制狀態(tài)。回送信息的觸點(diǎn)狀態(tài)電路如圖632所示。 107 ?圖中， NO為常開觸點(diǎn)， NC為常閉觸點(diǎn)， BX為數(shù)據(jù)總線上的 1位， C為控制觸點(diǎn)。通常，控制觸點(diǎn) C與常閉觸點(diǎn) NC相接。 ?當(dāng) MPU不對 RLY使能時， PLY為高電平 ，無論控制觸點(diǎn)接在常開端還是常閉端，二極管均 不能導(dǎo)通 。因此，其觸點(diǎn)狀態(tài)信息不可能送到數(shù)據(jù)總線上去。 108 ?當(dāng) MPU對 RLY使能時，沒有吸合繼電器的控制觸點(diǎn) C仍與常閉觸點(diǎn) NC相接，此路二極管 D導(dǎo)通，使其所對應(yīng)的總線上的這一位為低電平。 ?因此，當(dāng) PLY使能時， 8位數(shù)據(jù)總線上的高低電平代表了 8個繼電器觸點(diǎn)的工作狀態(tài)。 109 ?由單片機(jī) I/O口直接控制的前 4路繼電器由并聯(lián)的一對驅(qū)動器7407所驅(qū)動。 ?7407是集電極開路的正向輸出緩沖器，輸出端可驅(qū)動 30VDC，在本電路中緩沖器輸出端最高電壓為 12VDC， 如圖 633所示。當(dāng) MPU輸出低電平時，則在繼電器兩端產(chǎn)生 12V壓降，使繼電器動作。 110 ?由單片機(jī)經(jīng)過數(shù)據(jù)總線控制的后 4路繼電器電路見圖 634。 111 ?由于數(shù)據(jù)總線不可能為繼電器鎖存信息，在反相驅(qū)動器 7406與數(shù)據(jù)總線之間設(shè)置一級數(shù)據(jù)鎖存器，由 4D觸發(fā)器 74HC175構(gòu)成。 ?當(dāng) MPU對鎖存器 DIG0低電平使能時，當(dāng)前數(shù)據(jù)總線上的內(nèi)容被觸發(fā)器鎖存在鎖存器輸出端。繼電器動作，經(jīng)反相驅(qū)動器控制。由于 7406是反相的輸出緩沖器，只有對應(yīng)數(shù)據(jù)總線位為高電平的繼電器動作，而對應(yīng)數(shù)據(jù)總線位為低電平的繼電器不動作。 ?顯示電路是由 8個發(fā)光二極管組成的，發(fā)光二極管的亮滅與繼電器被控制的狀態(tài)相一致。 112 ?復(fù)習(xí)思考題 ？現(xiàn)代數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)有什么特點(diǎn)？ ，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由哪些部分構(gòu)成？ ？構(gòu)造有幾種類型？ 。 ？ ？ 。 。 。 。 。