一种就地数字表的控制电路的制作方法

1.本实用新型涉及仪器仪表技术领域，具体涉及一种就地数字表的控制电路。


背景技术：

2.现有的数字仪表的电源都是采用单电源进行供电，一般采用外接的24v电源，或采用电池为仪表进行供电。
3.但是现在有些测试的场地暂时还没有接电源，需要外接电源的仪表就无法使用；而若是采用带电池供电的仪表，需要经常更换电池，维护非常的麻烦。
4.或者在后期场地接入电源时，又需要将仪表的数据上传至上位机或控制室时，用电池对仪表进行供电的仪表无法满足电源的需求，需要对仪表进行更换，造成不必要的损失。


技术实现要素：

5.针对上述的技术问题，本技术方案提供了一种就地数字表的控制电路，能有效的解决上述问题。
6.本实用新型通过以下技术方案实现：
7.一种就地数字表的控制电路，包括单片机，以及与单片机连接的电源电路、信号接收电路和显示电路；所述的电源电路包括与电池安装槽引脚连接的电源端口一，以及与外接24电源连接的电源端口二，所述的电源端口一和电源端口二的输出端与电源检测电路连接，电源检测电路的末端与电源切换电路连接，电源切换电路通过稳压电路后，再通过电源输出端口与单片机连接。
8.进一步的，所述的电源端口一采用的是j1与j2端口，j1与j2端口输出电源dvcc；所述的电源端口二采用的是j3与j4端口，j3与j4端口输出电源avcc；电源dvcc和电源avcc同时输入电源检测电路中，通过电源检测电路对电源进行检测，当电源检测电路检测到有外接的24v电源avcc时，电路优先选用外接的24v电源avcc给仪表进行供电。
9.进一步的，所述的电源切换电路包括与电源dvcc连接的开关k1，所述的电源dvcc和电源avcc可通过k1开关进行自动切换。
10.进一步的，当所述的电源检测电路检测到有外接的24v电源avcc时，电路中的k1开关处于断开状态；当所述的电源检测电路检测到无外接电源avcc时，电路中的k1开关处于闭合状态。
11.进一步的，所述的信号接收电路包括用于采集温度的温度传感器电路，以及用于测试周围环境的光感电路；所述的温度传感器电路和光感电路通过信号放大电路后与单片机连接。
12.进一步的，所述的温度传感器电路包括用于连接数字温度传感器的b20和u7端口，以及与热电偶温度传感器连接的j6端口；所述的b20和u7端口，以及j6端口的输出端分别与单片机和信号放大电路连接；用户可根据被监测场地的需求选用数字温度传感器或热电偶
温度传感器。
13.进一步的，所述的光感电路中设置有安装在第一pcb板的顶面上的光敏电阻r35，光敏电阻r35并联连接有电阻r36，电阻r37和电阻r23；所述的光敏电阻r35用于接收仪表周围环境的亮度，并将信号发送至单片机，单片机通过光敏电阻的信号控制显示屏的亮度。
14.进一步的，所述的光敏电阻r35接收到的光亮处于“正常”范围值时，所述的电阻r36时，发出低电平信号，若光敏电阻r35接收到的光亮处于“暗”的范围值时，电阻r36则发出高电平信号。
15.进一步的，所述的光敏电阻r35接收到的光亮处于“正常”范围值时，所述的电阻r23发出高电平信号，若光敏电阻r35接收到的光亮处于“暗”的范围值时，所述的电阻r23则发出低电平信号。
16.（三）有益效果
17.本实用新型提出的一种就地数字表，与现有技术相比较，其具有以下有益效果：
18.（1）本技术方案采用了外接24v电源和电池电源对仪表进行双电源供电，使得仪表既可以满足被监测场地在建设完善之前对场地进行监测，并将监测的数字在现场进行显示出来；又可以在后期场地建设完善之后，直接接入外接的24v电源，同时能满足将信号接入电脑、控制室或上位机的24v电源需求；使得本技术方案的仪表可以适应多种环境，无需更换；为使用者减少了不必要的损失。
19.（2）本技术方案通过电源检测电路对电源进行检测，且和通过开关k1实现双电源自动切换。当电源检测电路检测到有外接的24v电源avcc时，电路优先选用外接的24v电源avcc给仪表进行供电。可以减少电池电源的使用，增加电池的使用时间。
20.（3）本技术方案通过对光感电路的设置，并通过光感电路的信号控制显示屏的亮度；对显示屏可选光开关功能，光线较暗时仪表进入低功耗模式显示“off”，电池使用寿命延长约一倍。
21.（4）本技术方案的中对温度传感器的双接口的设置，使得用户可以根据被监测场地的需求选用数字温度传感器或热电偶温度传感器。使得本技术方案的仪表可以进一步的适应多种环境。
附图说明
22.图1是本实用新型中实施例1的实物整体结构示意图。
23.图2是本实用新型中外壳的整体结构示意图。
24.图3是本实用新型中外壳的俯视图。
25.图4是本实用新型中外壳的正视图。
26.图5是本实用新型中外壳的侧视图。
27.图6是本实用新型中控制板的整体结构示意图。
28.图7是本实用新型中控制板的整体电路示意框图。
29.图8是本实用新型中的电源电路示意图。
30.图9是本实用新型中的稳压电路示意图。
31.图10是本实用新型中的信号接收电路图。
32.图11是本实用新型中的信号运放电路图。
33.图12是本实用新型中的单片机电路图。
34.图13是本实用新型中的按键电路图。
35.图14是本实用新型中的显示屏电路图。
36.附图中的标记为：1
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外壳、11
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上盖、111
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显示盖、112
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透明玻璃、12
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外壳本体、121
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进线孔、122
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出线孔、123
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通孔三、13
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下盖、2
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传感器保护套、3
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线缆保护壳、31
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法兰、4
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控制板、41
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第一pcb板、42
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pcb控制板、43
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pcb底板、44
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电池、45
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支柱、5
‑
信号线。
具体实施方式
37.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围。
38.实施例1：
39.如图1
‑
6所示，一种就地数字表,包括外壳1，外壳1内安装有控制板4，控制板4可拆卸固定安装在外壳1内。所述的外壳1包括设置在中部且上下连通的外壳本体12，外壳本体12的上部和下部分别设置有可打开的上盖11和下盖13，上盖11和下盖13与外壳本体12之间通过螺纹连接。
40.所述外壳本体12的内侧壁上一体式固定有用于固定控制板4的衔接座，衔接座上设置有内螺纹孔；所述的控制板4通过紧固件可拆卸固定安装在外壳本体12的内侧。（此部分采用的是常规技术，在附图中并未体现）。
41.所述的控制板4包括第一层用于固定安装显示屏的第一pcb板41，第二层用于固定单片机和信号连接端口的pcb控制板42，和第三层用于固定电池安装槽和电源连接端口的pcb底板43，所述的第一pcb板41、pcb控制板42和pcb底板43通过四根支柱45可拆卸固定安装为一个整体，且第一pcb板41、pcb控制板42和pcb底板43之间设置有一定的间距；可便于后期端口的插接操作。
42.所述的外壳1中，外壳本体12、上盖11和下盖13均采用防爆材料，通过防爆工艺制成。所述外壳1的上盖11，其顶面设置有用于观察数据的透明显示盖，透明显示盖包括显示盖111和透明玻璃112，在显示盖111和透明玻璃112之间设置有用于密封的o型圈；透明显示盖与第一pcb板41之间设置有压圈。所述外壳的下盖13为封闭式盖体，下盖13与pcb底板43之间设置压圈。所述的上盖11和下盖13与外壳本体12之间的螺纹大于等于10圈，螺纹的厚度大于等于1cm。
43.所述外壳本体12的侧壁上设置有三个与外壳1内部连通的通孔，这三个通孔中，其中两个为进线孔121和出线孔122，进线孔121和出线孔122设置于外壳本体12的一侧，且相对设置；该两个通孔中，其中一个用于分布与外接24v电源连接的的电源线，另一个用于分布与外接设备进行信号传输的信号连接线。位于外壳本体12的另一侧，设置有用于分布与传感器连接的信号传输线的通孔三123。
44.外壳本体12的侧壁上，在通孔三123的位置处通过螺纹可拆卸固定连接有传感器保护套2，传感器保护套2内安装有温度传感器；位于传感器保护套2和外壳本体12之间设置有可拆卸固定的线缆保护壳3。位于线缆保护壳3的中部固定有用于限位固定的法兰31，法
兰31的底部设置有用于固定的外螺纹；所述外螺纹与现场施工地的固定孔的内螺纹相匹配。
45.所述的传感器保护套2、线缆保护壳3和外壳1均采用防爆材料，通过防爆工艺制成；以及传感器保护套2、线缆保护壳3和外壳1之间的螺纹均大于等于10圈，螺纹的厚度大于等于1cm。
46.所述的第一pcb板41、pcb控制板42和pcb底板43上的电子元件均采用贴片工艺将其固定在第一pcb板41、pcb控制板42和pcb底板43上。
47.所述第一pcb板41上安装的是以显示屏为主的显示电路，以及与单片机连接的调节开关和电源连接的电源开关。所述的显示屏采用大字段宽视角的液晶显示屏，读数醒目直观。
48.所述的调节开关和电源开关可选用磁感应开关或按键开关。当仪表作为压力表时，调节开关和电源开关采用磁感应开关，可以便于快速调零，磁铁放置磁感应开关k3位置约2秒，显示屏数字消失，此时移开磁铁，仪表即完成快速调零。快速调零时先确定过程压力一定为零，绝压表出厂关闭快速调零。
49.仪表没有使用外接电源，而是采用仪表内置电池供电时，如需关机，磁铁放置磁感应开关k2位置约2秒，显示屏显示off后,此时移开磁铁，仪表显示数字消失关机。开机将磁铁放在磁感应开关k2位置，显示屏显示on，此时移开磁铁，即仪表正常开机显示当前压力测量值。
50.当仪表作为温度表时，调节开关和电源开关采用的是按键开关，按键开关包括“s”键，移位
“»”
键，减少
“�”
键。按键方式开关机操作如下，旋转打开配有玻璃的端盖，面板上有三个按键，分别是设置“s”键，移位
“»”
键，减少
“�”
键。长按移位
“»”
键关机，短按移位
“»”
键开机。
51.第二层的pcb控制板42上安装的是以单片机为主的控制电路，信号处理电路，以及包括与外接设备连接的信号连接端口。所述的信号连接端口包括与显示屏连接的显示屏连接端口，以及与外接设备连接的信号输入端口和信号输出端口。单片机通过导线与温度传感器或压力传感器连接，用于接收温度传感器或压力传感器的数据并对数据进行整合，并将检测的数据通过显示屏进行显示。同时，通过信号连接端口和信号线与外接的设备信号连接，将监测的数据通过外接设备上传至上位机或控制室。
52.第三层的pcb底板43上是以电池安装槽和电源连接端口为主的电源电路；电池安装槽通过紧固件固定安装在pcb底板43的底面，电池安装槽通过引脚与pcb底板43之间实现信号连接。电池安装槽内安装有锂电池5。
53.所述的电源连接端口包括与电池安装槽连接的电源端口一（j1与j2）和与外电源连接的电源端口二（j3与j4），电源端口二（j3与j4）通过电源线与外接的电源设备连接。
54.所述的电源端口一（j1与j2）和电源端口二（j3与j4）与单片机之间设置有电源检测电路、电源切换电路和稳压电路，电源端口一（j1与j2）和电源端口二（j3与j4）可自动切换。
55.当电源检测电路检测到有外接的24v电源时，电路优先选用外接的24v电源给仪表进行供电；当电源检测电路检测到无外接电源时，单片机选择通过电源端口一的电池进行供电。当使用外接电源进行供电时，外电源采用24v直流电压，同时远传4
‑
20ma信号。
56.实施例2：
57.如图7所示，一种就地数字表的控制电路，包括单片机，以及与单片机连接的电源电路、信号接收电路和显示电路；所述的电源电路包括与电池安装槽引脚连接的电源端口一，以及与外接24电源连接的电源端口二，所述的电源端口一和电源端口二的输出端与电源检测电路连接，电源检测电路的末端与电源切换电路连接，电源切换电路通过稳压电路后，再通过电源输出端口与单片机连接。
58.所述的电源电路与单片机之间设置有按键电路，可通过按键电路控制数字表的开关，调零和信号调节。
59.所述的信号接收电路包括用于采集温度的温度传感器电路。以及用于测试周围环境的光感电路，所述的温度传感器电路和光感电路通过信号放大电路后与单片机连接。
60.具体的电路连接关系如下：
61.如图8所示，在本实施例中，与电池安装槽连接的电源端口一采用的是j1与j2端口，j1与j2端口输出电源dvcc。与外接电源连接的电源端口二采用的是j3与j4端口，j3与j4端口输出电源avcc。电源dvcc和电源avcc同时输入电源检测电路中，对电源进行检测。
62.当电源检测电路检测到有外接的24v电源avcc时，电路优先选用外接的24v电源avcc给仪表进行供电；此时电路中的k1开关处于断开状态。当使用外接电源进行供电时，外电源采用24v直流电压，同时远传4
‑
20ma信号。
63.当电源检测电路检测到无外接电源avcc时，单片机选择通过电源端口一的电源dvcc进行供电。此时电路中的k1开关处于闭合状态。电源dvcc接入到电路中。
64.与单片机之间设置有电源检测电路、电源切换电路和稳压电路，电源端口一（j1与j2）和电源端口二（j3与j4）可通过k1开关进行自动切换。
65.电源avcc的输出端avss接到转接端口header 7x2中，电源dvcc的输出端dvss接到转接端口header 7x2中；通过转接端口header 7x2与单片机连接。
66.如图9所示，位于电源切换电路的输出端连接有稳压电路，所述的稳压电路采用的是型号为sp
‑
78230的稳压转换芯片，将电源转换为3.3v电源接入到电路中，为仪表进行供电。
67.如图10所示，所述的信号接收电路包括采集温度的温度传感器电路，所述的温度传感器电路采用的是b20和u7端口与温度传感器连接，b20和u7端口可连接数字温度传感器。在本实施例中，温度传感器采用的是型号为ds18b20的温度传感器，通过信号输出端dq与单片机连接。
68.数字温度传感器的信号输出端k
‑
3v与信号转接电路连接，再通过信号转接电路中的6out接口与信号放大电路连接。
69.温度传感器还可以选择热电偶温度传感器，当温度传感器为热电偶温度传感器时，热电偶温度传感器通过j6端口与信号放大电路连接，通过信号放大电路后再将信号输出至单片机。
70.所述的信号接收电路还包括用于测试周围环境的光感电路，光感电路主要是围绕光敏电阻r35的电路形成的；所述的光敏电阻r35安装在第一pcb板的顶面上；用于接收仪表周围环境的亮度。所述的光敏电阻r35并联连接有电阻r36，电阻r37和电阻r23。
71.当使用电阻r36时，当光敏电阻r35接收到的光亮处于“正常”范围值时，则发出低
电平信号，若光敏电阻r35接收到的光亮处于“暗”的范围值时，则发出高电平信号。
72.当使用电阻r23时，当光敏电阻r35接收到的光亮处于“正常”范围值时，则发出高电平信号，若光敏电阻r35接收到的光亮处于“暗”的范围值时，则发出低电平信号。
73.光感电路中的信号通过输出端light与单片机连接。再通过信号转接电路中的6out接口与信号放大电路连接。
74.如图11所示，所述的信号放大电路采用的是型号为sp
‑
333的运放芯片，sp
‑
333的第一引脚与转接电路中的6out接口连接，将数字温度传感器的信号和光感电路中的光信号进行放大后再传送给单片机。
75.如图12所示，所述的单片机采用的是型号为430f4270的控制芯片，控制芯片的第1引脚至第7引脚与电源电路中的转接端口header 7x2连接。控制芯片的第8引脚至第9引脚连接有晶振电路。控制芯片的第18引脚与数字温度传感器连接。控制芯片的第10引脚和第21引脚与光感电力连接。控制芯片的第12
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14和第22引脚与信号放大电路的输出端连接。控制芯片的第17引脚，19
‑
20引脚与按键电路连接。控制芯片的第31至48引脚与显示屏连接。控制芯片的第25至28引脚与连接端口j9连接。控制芯片通过端口j9可与上位机连接，并与上位机进行信号传输。
76.如图13所示，所述的按键电路的一端与电源连接，另一端通过端口j11与单片机连接。
77.如图14所示，所述的显示电路采用的是型号为lcd
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2014的显示屏。