本实用新型属于电量隔离测控设备技术领域，具体涉及一种智能单口复用型电流电压变送器。
背景技术：
生活中存在各种物理量，如液体或气体的流速、压力、温度、速度等物理量，通常情况下测量这些物理量可以通过传感器将其转换为电信号进行测量，而电信号包括电压信号和电流信号，因此通常通过测量相应的电压信号或电流信号大小达到对相应物理量的定量判断。同时设备的状态也可以根据设备中电压或电流信号的强度进行判断。
目前市场上电压和电流变送器种类主要以单类为主，不可复用，当进行设备监控或测量相应物理量时，仅能够检测电压或电流单种信号类型，不可同时进行检测。若将电流检测量切换为电压检测量，则需要更换检测设备。
技术实现要素：
本实用新型的目的是提供一种智能单口复用型电流电压变送器，解决了现有技术针对电流和正负电压进行检测时需要更换检测装置的问题。
本实用新型所采用的技术方案是，一种智能单口复用型电流电压变送器，包括同时连接输入源正极的电阻r1、电阻r2，电阻r2依次串联电阻r3、二极管d1、n沟道场效应单元q1、输入源负极，电阻r1同时连接电阻r4、运算放大器正输入端，运算放大器负输入端与运算放大器输出端之间连接电阻r5，运算放大器输出端还依次连接电阻r6、mcu主控芯片，mcu主控芯片还连接n沟道场效应单元q1。
本实用新型的特点还在于：
n沟道场效应单元q1包括n沟道场效应管，n沟道场效应管的漏极和源极之间连接二极管，二极管靠近漏极的端口为阴极，n沟道场效应管源极连接输入源负极，n沟道场效应管漏极连接二极管d1负极，n沟道场效应管的栅极连接mcu主控芯片。
运算放大器负输入端与基准电压ref_-10v之间连接电阻r7。
输入源负极接地。
输入源输入的是0～20ma直流电流或-10v～ 10v直流电压。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型一种智能单口复用型电流电压变送器，将电流检测和电压检测综合为一体，大大降低了使用成本。同时实用新型复用型电流电压变送器能够对负电压进行检测，拓展了可应用的范围。
附图说明
图1为本实用新型一种智能单口复用型电流电压变送器结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
本实用新型一种智能单口复用型电流电压变送器，如图1所示，包括同时连接输入源正极的电阻r1、电阻r2，电阻r2依次串联电阻r3、二极管d1、n沟道场效应单元q1、输入源负极，电阻r1同时连接电阻r4、运算放大器正输入端，运算放大器负输入端与运算放大器输出端之间连接电阻r5，运算放大器输出端还依次连接电阻r6、mcu主控芯片，mcu主控芯片还连接n沟道场效应单元q1。
n沟道场效应单元q1包括n沟道场效应管，n沟道场效应管的漏极和源极之间连接二极管，二极管靠近漏极的端口为阴极，n沟道场效应管源极连接输入源负极，n沟道场效应管漏极连接二极管d1负极，n沟道场效应管的栅极连接mcu主控芯片。
运算放大器负输入端与基准电压ref_-10v之间连接电阻r7。
输入源负极接地。
输入源输入的是0～20ma直流电流或-10v～ 10v直流电压。
本实用新型的电流电压变送器中各元器件的作用如下：
由于mcu主控芯片只能检测到正电压信号，如果在运算放大器负输入端没有参考电压，当需要检测到负电压信号时，运算放大器通过电阻r5、电阻r7对输入信号放大后送入mcu主控芯片进行相应的信号处理。但是mcu主控芯片无法检测到负电压信号，因此需要在运算放大器负输入端口设置-10v参考电压对检测信号进行抬升以便mcu主控芯片进行检测。
输入信号为电压信号时，mcu接收到的电压为
电阻r1和r4对输入的正负电压信号做分压处理。r2和r3将输入的电流信号转化为电压信号。q1为选择开关：当输入电压信号时，q1关断；当输入电流信号时，q1打开。d1为负压阻断二极管，其作用为：当输入负电压时，由于q1的续流二极管存在，反向电流会通过q1的续流二极管、电阻r3、电阻r2后流出，从而造成负电压输入下信号失真。加入d1可避免这种情况的发生。电阻r7为运放的输入电阻，电阻r5为运放的反馈电阻，电阻r6对运算放大器输出信号进行限流保护mcu输入端口。
本实用新型一种智能单口复用型电流电压变送器工作原理为：
输入源是0～20ma直流电流或-10v～ 10v直流电压；mcu主控芯片对输入信号进行相应处理和对n沟道场效应管(mos管)进行相应控制。
当输入为电压信号时，n沟道场效应管处于截止状态，通过电阻r1和r4分压，运算放大器、电阻r5和r7的放大处理，将电压送进mcu主控芯片进行a/d数模转换并对所采集的数据分析处理。
当输入信号为电流时，mcu主控芯片控制n沟道场效应管导通，通过电阻r2和r3将电流信号转换为电压信号，后面工作方式同电压信号处理方式。
通过上述方式，本实用新型一种智能单口复用型电流电压变送器，将电流检测和电压检测综合为一体，大大降低了使用成本。同时实用新型复用型电流电压变送器能够对负电压进行检测，拓展了可应用的范围。
1.一种智能单口复用型电流电压变送器，其特征在于，包括同时连接输入源正极的电阻r1、电阻r2，所述电阻r2依次串联电阻r3、二极管d1、n沟道场效应单元q1、输入源负极，所述电阻r1同时连接电阻r4、运算放大器负输入端，所述运算放大器正输入端与运算放大器输出端之间连接电阻r5，所述运算放大器输出端还依次连接电阻r6、mcu主控芯片，所述mcu主控芯片还连接n沟道场效应单元q1。
2.根据权利要求1所述一种智能单口复用型电流电压变送器，其特征在于，所述n沟道场效应单元q1包括n沟道场效应管，所述n沟道场效应管的漏极和源极之间连接二极管，所述二极管靠近漏极的端口为阴极，所述n沟道场效应管源极连接输入源负极，所述n沟道场效应管漏极连接二极管d1负极，所述n沟道场效应管的栅极连接mcu主控芯片。
3.根据权利要求1所述一种智能单口复用型电流电压变送器，其特征在于，所述运算放大器负输入端与基准电压ref_-10v之间连接电阻r7。
4.根据权利要求1所述一种智能单口复用型电流电压变送器，其特征在于，所述输入源负极接地。
5.根据权利要求1所述一种智能单口复用型电流电压变送器，其特征在于，所述输入源输入的是0～20ma直流电流或-10v～ 10v直流电压。
技术总结