无磁计量表控制电路、无磁计量表电路、芯片和计量表的制作方法

1.本技术涉及智能计量表技术领域，尤其涉及一种无磁计量表控制电路、无磁计量表电路、芯片和计量表。


背景技术：

2.随着电子通讯技术和物联网的快速发展，传统的机械计量表逐渐被智能计量表所取代。智能计量表的计量方式多种多样，其中无磁计量表有抗干扰性强、成本易控制、精度较好的优点，受到广泛的青睐。目前，现有的无磁计量表的工作原理，首先对电容进行充电，当电荷积累到预设量时，将该电容接入到lc振荡回路中产生振荡，由于存在能量损耗，振荡会出现衰减，把lc振荡回路置于计量表转盘上方，当lc振荡回路处于表盘的金属区域时，电感涡流消耗了更多的能量，振荡衰减的更快；当lc振荡回路处于表盘的非金属区域时，振荡衰减较慢。通过检测lc振荡衰减的速度，即可得知表盘此时转至哪个区域，并由区域间切换的速度得知表盘转动的速度。
3.现有的无磁计量表的控制芯片中，充电电路使用稳压电路对电容进行充电，稳压电路包括运放电路、mos管、电容和电阻构成的闭环控制电路，以使电源向振荡电路提供恒定的电压，为保证稳压电路的环路稳定性，稳压电路中的电容也要求较大，因此导致整个稳压电路面积偏大大，增加了电路成本；而且难以判断待充电的电容是否充电完成，造成了时间和功耗的浪费。


技术实现要素：

4.本技术的主要目的在于提供一种无磁计量表控制电路、无磁计量表电路、芯片和计量表，旨在设计一个结构简单且充电控制准确的无磁计量表控制电路，以准确地对振荡电路进行充电。
5.第一方面，本技术提供一种无磁计量表控制电路，所述无磁计量表控制电路包括用于连接振荡电路的第一端口和第二端口、充电电路和电压检测电路；
6.所述充电电路连接于第一电源和所述第一端口之间，所述第一端口还连接所述电压检测电路的输入端，所述电压检测电路的输出端连接所述充电电路；
7.所述电压检测电路在所述振荡电路的充电电压未达到阈值电压时，控制所述充电电路连通以使所述第一电源对所述振荡电路充电；所述电压检测电路在所述振荡电路的充电电压达到阈值电压时，控制所述充电电路断开以使所述第一电源停止对所述振荡电路充电。
8.第二方面，本技术还提供一种无磁计量表电路，所述无磁计量表电路包括无磁计量表控制电路，以及振荡电路，所述振荡电路连接于所述无磁计量表控制电路的第一端口与第二端口之间。
9.第三方面，本技术还提供一种无磁计量表控制芯片，所述无磁计量表控制芯片包括无磁计量表控制电路。
10.第四方面，本技术还提供一种无磁计量表，包括：
11.振荡电路；
12.无磁计量表控制电路；
13.表盘，所述表盘包括叶轮，所述叶轮的一侧面包括金属区域和非金属区域；
14.所述振荡电路靠近所述叶轮的所述侧面设置，所述振荡电路连接所述无磁计量表控制电路。
15.本技术提供一种无磁计量表控制电路、无磁计量表电路、芯片和计量表，该无磁计量表控制电路包括充电电路和电压检测电路，以及用于连接振荡电路的第一端口和第二端口。当电压检测电路在振荡电路的充电电压未达到阈值电压时，控制充电电路连通以使第一电源对振荡电路充电；电压检测电路在振荡电路的充电电压达到阈值电压时，控制充电电路断开以使第一电源停止对振荡电路充电。电压检测电路通过对充电电压进行检测，控制充电电路的导通和关闭，能够准确的对振荡电路进行充电和停止充电，不存在闭环稳定性问题，也不需要环路增益，因此省去了电容和电阻，节约了芯片成本。
附图说明
16.为了更清楚地说明本技术实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本技术的实施例提供的无磁计量表控制电路的一实施方式的电路示意图；
18.图2为本技术的实施例提供的无磁计量表控制电路的另一实施方式的电路示意图；
19.图3为本技术的实施例提供的无磁计量表控制电路的另一实施方式的电路示意图；
20.图4为本技术实施例提供的无磁计量表控制芯片一结构示意图；
21.图5为本技术实施例提供的无磁计量表一结构示意图。
22.本技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
23.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
24.下面结合附图，对本技术的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
25.请参照图1，图1为本技术的实施例提供的无磁计量表控制电路的一实施方式的电路示意图。
26.如图1所示，所示无磁计量表控制电路100包括充电电路101、电压检测电路102、第一端口103和第二端口104。
27.其中，第一端口103用于连接振荡电路200的一端，第二端口104用于连接振荡电路
200的另一端，以使该振荡电路200组成一个闭合回路。
28.示例性的，第一端口103和第二端口104可以为导体电极，例如，铜片。
29.具体地，当第一端口103、第二端口104和振荡电路200组成的闭合回路导通时，该振荡电路200会产生振荡信号。
30.在一些实施例中，充电电路101连接于第一电源和第一端口103之间，第一端口103还连接电压检测电路102的输入端，电压检测电路102的输出端连接充电电路101。
31.具体地，电压检测电路102在振荡电路200的充电电压未达到阈值电压时，控制充电电路101连通以使第一电源对振荡电路200充电；电压检测电路102在振荡电路200的充电电压达到阈值电压时，控制充电电路101断开以使第一电源停止对振荡电路200充电。其中，该阈值电压可以根据实际情况进行设置，本技术对此不做具体限定，例如，设置该阈值电压为5v。电压检测电路102通过对充电电压进行检测，控制充电电路101的导通和关闭，能够准确的对振荡电路进行充电和停止充电，不存在闭环稳定性问题，也不需要环路增益，因此省去了电容和电阻，节约了芯片成本。
32.请参照图2，图2为本技术的实施例提供的无磁计量表控制电路的另一实施方式的电路示意图。
33.在一些实施例中，如图2所示，无磁计量表控制电路100还包括数字控制电路105，电压检测电路102连接数字控制电路105。
34.示例性的，电压检测电路102在振荡电路200的充电电压达到阈值电压时，向数字控制电路105发送第一电信号，其中，第一电信号用于通知数字控制电路105充电完成。
35.在一些实施例中，充电电路101还连接于数字控制电路105，数字控制电路105能够根据第一电信号锁定充电电路101停止对振荡电路200充电。
36.在一些实施例中，如图2所示，充电电路101包括第一受控开关1011，第一受控开关1011连接于第一电源与第一端口103之间，且第一受控开关1011的受控端连接于电压检测电路102，且能够由电压检测电路102控制连通或断开。其中，该第一受控开关1011可以根据实际情况进行选择，本技术对此不做具体限定，例如，该第一受控开关1011可以为mos管。
37.示例性的，第一受控开关1011根据电压检测电路102输出的第二电信号导通，以对振荡电路200充电，第一受控开关1011根据电压检测电路102输出的第一电信号断开，以停止对振荡电路200充电。通过控制第一受控开关1011导通或断开，可以准确的控制充电电路101是否对振荡电路200充电。
38.在一些实施例中，第一电信号为低电平信号，第二电信号为高电平信号。
39.在一些实施例中，如图2所示，该无磁计量表控制电路100包括第二受控开关106，第二受控开关106一端连接第二电源，另一端连接于充电电路101，第二受控开关106的受控端连接数字控制电路105，且能够由数字控制电路105控制导通或断开。其中，该第二受控开关106可以根据实际情况进行选择，本技术对此不做具体限定，例如，该第二受控开关106可以为mos管或三极管。
40.示例性的，对振荡电路200充电时，电压检测电路102输出第二电信号，数字控制电路105根据电压检测电路102输出的第二电信号控制第二受控开关106断开，以使第一受控开关1011的受控端与第二电源断开连接，以对振荡电路200充电。通过控制第二受控开关106断开，以使第一受控开关1011导通，以达到对振荡电路200充电的目的。
41.示例性的，当停止对振荡电路200充电时，电压检测电路102输出第一电信号，数字控制电路105根据电压检测电路102输出的第一电信号控制第二受控开关106导通，以使第一受控开关1011的受控端与第二电源而连通，以通过第二电源锁定充电电路101的非充电状态。通过控制第二受控开关106导通，以通过第二电源锁定充电电路101的非充电状态。
42.在一些实施例中，如图2所示，电压检测电路102包括开环运放电路1021，开环运放电路1021的输入端连接第一端口103，开环运放电路1021的输出端连接充电电路101。其中，该开环运放电路1021的选择可以根据实际情况进行选择，本技术对此不做具体限定，例如，该开环运放电路1021可以为比较器。
43.示例性的，开环运放电路1021在第一端口103的电压未达到阈值电压时，控制充电电路101对振荡电路200充电，在第一端口103的电压达到阈值电压时，控制充电电路101停止对振荡电路200充电。通过开环运放电路1021对充电电压进行检测，不存在闭环稳定性问题，也不需要环路增益，因此省去了电容和电阻，节约了芯片成本。
44.示例性的，当振荡电路200未被充电时充电电压为0v，开环运放电路1021输入端电压小于阈值电压，以使该开环运放电路1021输出第二电信号，该充电电路101根据该开环运放电路1021输出第二电信号对振荡电路200充电，充电电路101产生的充电电流经过第一端口103流向振荡电路200，当振荡电路200的充电电压到达阈值电压时，该开环运放电路1021输出第一电信号，充电电路101根据该开环运放电路1021输出第一电信号，停止对振荡电路200充电。通过该开环运放电路1021输出的信号控制充电电路101是否对振荡电路200充电，避免了振铃现象的出现，提高了充电控制的准确性。
45.在一些实施例中，开环运放电路1021的输出端还连接数字控制电路105，在第一端口103的电压达到阈值电压时，向数字控制电路105发送第一电信号，其中，第一电信号用于通知数字控制电路105充电完成。
46.在一些实施例中，开环运放电路1021的另一个输入端接入阈值电压，该阈值电压可以根据实际情况在开环运放电路1021中直接设置。
47.在一些实施例中，无磁计量表控制电路100还包括参考电压电路，该参考电压电路连接于开环运放电路1021的阈值电压输入端。其中，该参考电压电路可以根据实际情况进行选择，本技术对此不做具体限定，例如，该参考电压电路可以为电压数模转换器。在其他一些实施方式中，该参考电压电路连接于开环运放电路1021的阈值电压输入端与数字控制电路105之间。
48.示例性的，参考电压电路给开环运放电路1021一输入端提供阈值电压v，或数字控制电路105控制参考电压电路给开环运放电路1021一输入端提供阈值电压v。通过该参考电压电路能够灵活的调整阈值电压，提高了控制电压检测电路102的准确性。
49.在一些实施例中，如图2所示，无磁计量表控制电路100还包括放电控制电路107和振荡检测电路108，放电控制电路107连接于第二端口104与数字控制电路105之间，振荡检测电路108连接于第二端口104与数字控制电路105之间。
50.示例性的，数字控制电路105控制放电控制电路107将第二端口104接地，以使所述振荡电路200向第二端口104输出振荡信号，振荡检测电108路用于接收第二端口104传输的振荡信号，并根据振荡信号电压幅值输出振荡数量。
51.在一些实施例中，数字控制电路105控制该放电控制电路107连通第二端口104和
地线，以使第二端口104接地，使得振荡电路200向第二端口104输出振荡信号，根据该振荡信号确定数字脉冲数量，在得到数字脉冲数量之后，根据数字脉冲数量的确定无磁计量表的读数。通过该电路能够准确的确定无磁计量表的读数。
52.在一些实施例中，根据数字脉冲数量确定振荡电路200振荡衰减的速度，根据振荡衰减的速度得知表盘此时转至哪个区域，并由区域间切换的速度得知表盘转动的速度，根据该表盘转动的速度确定无磁计量表的读数。
53.在一些实施例中，当振荡电路200产生振荡信号时，该振荡检测电路108接收第二端口104传输的振荡信号，并根据振荡信号电压幅值输出振荡数量，以使数字控制电路105根据该振荡数量确定无磁计量表的读数。通过该振荡检测电路108对该振荡信号进行计数，提高了无磁计量表计量的准确性。
54.在一些实施例中，振荡检测电路108连接于第二端口104与数字控制电路104之间，该振荡检测电路108可以包括数字计数电路，数字计数电路连接于第二端口104与数字控制电路105之间。其中，该数字计数电路可以根据实际情况进行选择，本技术对此不做具体限定。
55.示例性的，当放电控制电路107连通第二端口104与地线时，振荡电路200产生振荡信号，并通过第二端口104传输给数字计数电路，该数字计数电路根据振荡信号的电压幅值和检测阈值的大小关系输出数字脉冲信号，并将该数字脉冲信号发送给数字控制电路105，以便数字控制电路105根据该数字脉冲信号统计数字脉冲数量，并根据数字脉冲数量确定无磁计量表的读数。其中，该检测阈值可以根据实际情况进行设置，本技术对此不做具体限定，例如，该检测阈值可以设置为5v。该数字计数电路可以准确的输出数字脉冲信号，提高了无磁计量表的读数准确性。
56.在一些实施例中，无磁计量表控制电路100还包括参考电压电路，该参考电压电路连接于开环运放电路1021和振荡检测电路108。其中，该参考电压电路的选择可以实际情况进行选择，本技术对此不做具体进行，例如，该参考电压电路可以为电压数模转换器。
57.示例性的，该参考电压电路用于给开环运放电路1021提供阈值电压，该参考电压电路还用于给振荡检测电路108提供检测阈值。需要说明的是该阈值电压和检测阈值可以相等也可以不相等。
58.在一些实施例中，放电控制电路107包括受数字控制电路105控制的第三受控开关s2；数字控制电路105控制第三受控开关s2导通，以使第二端口104接地，使得振荡电路200产生振荡并向第二端口104输出振荡信号。通过第三受控开关s2控制振荡电路产生振荡，简化了整个电路，减少了制造成本。
59.在一些实施例中，如图3所示，无磁计量表控制电路100还包括模拟选择通道电路109和多个第二端口104，多个第二端口104通过多个振荡回路一一对应连接至所述第一端口103。
60.具体地，数字控制电路105能够控制模拟选择通道电路109连通放电控制电路107和多个第二端口104中的至少一个，以及控制放电控制电路107将该至少一个第二端口104接地，以使该至少一个第二端口104连接的振荡回路向第二端口104输出振荡信号。通过该模拟选择通道电路109能够连接多个振荡回路，提高了无磁计量表计量的灵活性。
61.上述实施例所述的无磁计量表控制电路，当电压检测电路在振荡电路的充电电压
未达到阈值电压时，控制充电电路连通以使第一电源对振荡电路充电；电压检测电路在振荡电路的充电电压达到阈值电压时，控制充电电路断开以使第一电源停止对振荡电路充电。电压检测电路通过对充电电压进行检测，控制充电电路的导通和关闭，能够准确的对振荡电路进行充电和停止充电，不存在闭环稳定性问题，也不需要环路增益，因此省去了电容和电阻，节约了芯片成本。
62.在一些实施例中，如图1、图2或图3所示，本技术实施例提供一种无磁计量表电路，该无磁计量表电路包括无磁计量表控制电路100和振荡电路200。振荡电路200连接于无磁计量表控制电路100的第一端口103与第二端口104之间。
63.在一些实施例中，无磁计量表控制电路100对振荡电路200充电，当振荡电路200的充电电压达到阈值电压时，该无磁计量表控制电路100停止对对振荡电路200充电。控制振荡电路200产生振荡，所产生的振荡信号通过第二端口104输入无磁计量表控制电路100，以使无磁计量表控制电路100根据该振荡信号确定数字脉冲数量，并根据数字脉冲数量确定无磁计量表的读数。通过无磁计量表电路的能够准确的确定无磁计量表的读数。
64.需要说明的是，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述无磁计量表控制电路100的具体的工作过程，可以参考前述无磁计量表控制电路实施例中的对应过程，在此不再赘述。
65.在一些实施例中，如图2或图3所示，振荡电路200包括第一电容201和振荡回路202，该振荡回路202包括第二电容2022和第一电感2021。第一电容201一端连接于第一端口103，另一端接地；第二电容2022与第一电感2021并联，并一端连接于第一端口103，另一端连接于第二端口104。
66.示例性的，无磁计量表控制电路100对第一电容201充电，当充电电压达到阈值电压时，停止对第一电容201充电，以及控制振荡回路202与第二端口104连接并接地，以使该振荡回路202向第二端口104输出振荡信号。通过该振荡回路202能够准确的输出振荡信号。
67.上述实施例所述的无磁计量表电路，能够准确的确定无磁计量表的读数，极大地提高了计量准确性。
68.请参照图4，图4为本技术实施例提供的无磁计量表控制芯片一结构示意图。
69.如图4所示，该无磁计量表控制芯片300包括无磁计量表控制电路310，该无磁计量表控制电路310包括数字控制电路311、充电电路312、电压检测电路313、放电控制电路314、第一端口315和第二端口316。
70.需要说明的是，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述无磁计量表控制芯片300的具体的工作过程，可以参考前述无磁计量表控制电路和无磁计量表电路实施例中的对应过程，在此不在赘述。
71.上述无磁计量表控制芯片，使用运放电路不会出现振铃现象，同时也解决了闭环稳定性问题，也不需要环路增益，省去了大面积使用电阻和电容，从而节约了芯片成本。
72.请结合前述实施例参见图5，图5为本技术实施例提供的无磁计量表一结构示意图。
73.如图5所示，无磁计量表400包括：
74.振荡电路410；
75.无磁计量表控制电路420；
76.表盘430，所述表盘包括叶轮，叶轮的一侧面包括金属区域和非金属区域；
77.振荡电路靠近所述叶轮的侧面设置，振荡电路连接所述无磁计量表控制电路。
78.具体地，振荡电路410与无磁计量表控制电路420连接，该无磁计量表控制电路420对该振荡电路410充电，当表盘430的叶轮转动时，靠近所述叶轮的侧面设置振荡电路410产生振荡信号，并将该振荡信号输出至无磁计量表控制电路420，以使无磁计量表控制电路420根据该振荡信号确定无磁计量表的读数。
79.在一些实施例中，无磁计量表可以为无磁计量水表。
80.本说明书实施例提供的无磁计量表控制电路，制成一个元器件少、成本较低且计量准确性高的无磁计量表，以提高计量的准确性。
81.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
82.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
83.上文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本技术的不同结构。为了简化本技术的公开，上文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本技术。此外，本技术可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本技术提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
84.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
85.上述实施方式仅为本技术的优选实施方式，不能以此来限定本技术保护的范围，本领域的技术人员在本技术的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本技术所要求保护的范围。