1.本发明涉及电子电路技术领域，尤其是涉及一种开关量传感器测量线路的侦测电路及侦测方法。

  2.为了保障高速大功率柴油机的安全、稳定的运行，一般会在高速大功率柴油机上安装一套由各种开关量传感器构成的监控系统，来监控柴油机运行过程中的安全性和稳定能力，随着高速大功率柴油机动力性能的不断的提高，对其运行过程中的安全保护功能提出了更加高的要求。为避免温度高、压力低等开关量传感器的测量电路发生故障时，监控系统无法及时识别而造成安全保护功能失效，出现人员受伤的情况，目前，亟需提供一种能够检测开关量传感器测量线路的状态，还有是不是出现故障的侦测电路，以便采油机的控制器及时作出响应动作，保证高速大功率柴油机的监控系统正常运行，从而保证高速大功率柴油机运行过程中的安全性，同时为高速大功率柴油机提供保护功能。

  3.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明在于提出一种开关量传感器测量线路的侦测电路及侦测方法，能够识别出开关量传感器测量线路的状态，以及出没出现故障，以便控制器发出相对应的控制指令，驱动相关部件工作，为高速大功率柴油机在运行过程中提供安全保护功能，以保证高速大功率柴油机运行过程中的安全性和稳定性。

  4.为实现上述发明目的，本发明一种开关量传感器测量线路的侦测电路，包括信号采集电路、电压跟随电路、模数转换电路、控制器和执行输出电路；所述信号采集电路输入端与开关量传感器输出端相连，所述信号采集电路输出端与所述电压跟随电路输入端相连，所述电压跟随电路输出端与所述模数转换电路输入端相连，所述模数转换电路输出端与所述控制器输入端相连，所述控制器输出端与所述执行输出电路输入端相连；所述控制器内部预先设定有第一电压值、第二电压值、第三电压值；还包括报警模块，所述报警模块输入端与所述执行输出电路输出端相连。

  5.上述方案中，所述电阻r2并联在开关量传感器s1输出口两端，然后通过电缆连接至侦测电路输入端，开关量传感器s1信号经信号采集电路处理后进入电压跟随电路，电压跟随电路输出的信号进行模数转换后，传送至控制器，控制器将接收到的数字信号与其内部设定的电压值进行比较，并根据比较结果，判断开关量传感器测量线路及信号所处的状态，向执行输出电路发送相应的控制指令，执行输出电路根据接收到控制指令完成执行输出功能，驱动相关部件工作，同时驱动报警模块发出报警信号，以通知工作人员及时对开关量传感器测量线路进行检修，来保证监控系统的正常运行，为高速大功率柴油机在运行过程中提供更可靠的安全保护功能，保证高速大功率柴油机运行的稳定性和安全性；若控制器判定开关量传感器测量线路的状态为异常，则控制器启动报警器，发出报警声，以便工

  作人员及时检修开关量测量线路，使监控系统快速恢复运行，以保证高速大功率柴油机运行的安全性和稳定性。

  6.在一些实施例中，本发明所述信号采集电路包括电阻r1、r2、r3、r4和电容c1，所述电压跟随电路包括运算放大器；其中，所述电阻r2并联在开关量传感器s1输出口两端，所述电阻r2一端经电阻r1连接至5v电源，所述电阻r2另一端经所述电阻r3接地、经所述电阻r4接所述运算放大器同相输入端，所述电容c1一端接在所述电阻r4与所述运算放大器的同相输入端之间的电路上，所述电容c1另一端接地；所述运算放大器的反向输入端与其输出端相连形成电压跟随器，所述运算放大器输出端与所述模数转换电路输入端相连。

  7.为了便于信号处理，在一些实施例中，本发明电阻r1、r2、r3电阻值相同。

  8.为了确保本发明检测的准确性和可靠性，防止误判或漏判，本发明控制器内部预先设定的所述第一电压值、所述第二电压值和所述第三电压值均为区间段。所述控制器将接收到的电压信号与其内部存储的区间段数值进行比较，判断开关量传感器测量线.在一些实施例中，本发明模数转换电路采用5v基准、12bit分辨率，0-5v对应数值为0～4095，所述第一电压值的区间段为0～200，第二电压值的区间段为1165～1565，第三电压值的区间段为1847～2247。

  10.为了在开关量传感器测量线路出现异常时，及时通知工作人员，在一些实施例中，本发明报警模块为声光报警器，当开光量传感器测量线路出现异常时，控制器会控制声光报警器发出报警声，同时点亮报警灯。

  11.基于上述侦测电路，本发明还提供一种开关量传感器测量线路的侦测方法，包括以下步骤：

  13.2)信号采集电路采集并处理开关量传感器测量线路的电压信号，并将处理后的电压信号传送至电压跟随电路，再由电压跟随电路传送至模数转换电路，由模数转换电路将模拟信号转换为数字信号后传送至控制器，控制器将接收到的数字信号与其内部预先设定的电压值范围进行比较，并判断开关量传感器测量新路所处的状态：

  14.若控制器接收到的电压信号为第一电压值，则开关量传感器测量线路为中断开路异常状态；

  15.若控制器接收到的电压信号为第二电压值，则开关量传感器测量线路无开路，且信号为常开状态；

  16.若控制器接收到的电压信号为第三电压值，则开关量传感器测量线路无开路，且信号为闭合状态；

  17.3)若开关量传感器测量线路为中断异常状态，控制器向驱动执行输出电路发送相应的控制指令，驱动执行输出电路根据接收到的控制指令执行相应的输出功能，同时驱动报警模块发出报警信号。

  18.与现存技术相比，本发明通过检测侦测电路中的电压信号来识别开关量传感器测量线路及信号的状态，并根据检测的结果，驱动相对应的执行输出功能，同时驱动报警模块发出报警信号，以保证监控系统的正常运行，为高速大功率柴油机在运行过程中提供可靠的安全保护功能，保证了高速大功率柴油机运行过程的安全性和稳定性；若检测结果异常，

  则工作人员可及时对测量线路进行检修，快速恢复监控系统的运行，进而确保了高速大功率柴油机快速进入正常运行的状态，提高了柴油机的工作效率。本发明具有结构简单、功能全面、使用范围广且灵活的特点，尤其适用于高速大功率柴油机在船舶系统中的应用。

  19.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

  22.下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

  23.下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下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发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。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例和/或设置之间的关系。此外，本发明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可应用性和/或其他材料的使用。

  24.下面参考图1描述根据本发明实施例的一种开关量传感器测量线路的侦测电路，包括信号采集电路、电压跟随电路、模数转换电路、控制器、执行输出电路和报警模块；信号采集电路输入端与开关量传感器输出端相连，信号采集电路输出端与电压跟随电路输入端相连，电压跟随电路输出端与模数转换电路输入端相连，模数转换电路输出端与控制器输入端相连，控制器输出端与执行输出电路输入端相连，控制器输出端与报警模块输入端相连；控制器内部预先设定有第一电压值、第二电压值、第三电压值；控制器可采用mcu控制器或plc控制器，本实施例控制器采用mcu控制器。

  25.信号开关量传感器信号经信号采集电路处理后，传送至电压跟随电路，再由电压跟随电路传送至数模转换电路，由数模转换电路将模拟信号转换为数字信号后，再传送至mcu控制器，mcu控制器根据接收到的信号，判断并确定开关量传感器测量线路的状态，并根据判定结果向驱动执行输出电路发送相应的控制指令，驱动执行输出电路根据接收到的控制指令执行相应的输出功能，同时驱动报警模块发出报警信号，从而确保监控系统的稳定运行进而为高速大功率柴油机在运行过程中提供可靠的安全保护功能，延长高速大功率柴油机的使用寿命。

  26.参见图2，在一些实施例中，本发明信号采集电路包括电阻r1、r2、r3、r4和电容c1，所述电压跟随电路包括运算放大器；其中，所述电阻r2并联在开关量传感器输出口两端，所述电阻r2一端经电阻r1连接至5v电源，所述电阻r2另一端经所述电阻r3接地、经所述电阻r4接所述运算放大器同相输入端，所述电容c1一端接在所述电阻r4与所述运算放大器的同相输入端之间的电路上，所述电容c1另一端接地；所述运算放大器的反向输入端与其输出

  端相连形成电压跟随器，所述运算放大器输出端与所述模数转换电路输入端相连。本实施例运算放大器型号为ad8608。

  27.为便于信号处理，在一些实施例中，电阻r1、r2、r3在电路中形成串联方式，为便于信号处理选取电阻r1、r2、r3为相同电阻值。

  29.1)mcu控制器内部预先设定第一电压值为0，第二电压值为1365，第三电压值为2047；

  30.2)信号采集电路将采集的电压信号传送至电压跟随电路，信号采集电路通过以下方法对开关量测量线路的电压进行采集和处理：

  31.信号采集电路中的电阻r1、r2、r3在电路中形成串联方式，电阻r1、r2、r3均选用电阻值为4.7k欧姆的电阻，根据电路原理可知，u1处的电压由电阻r1、r2、r3分压确定，且u1＝u2＝u3；本实施例模数转换电路采用5v基准、12bit分辨率，0～5v电压信号范围对应数值为0～4095：

  当开关量传感器测量线路开路时，无论开关量传感器测量线路的信号为闭合还是断开状态，u1、u2和u3的电压值均为0v；

  当开关量传感器测量线路无开路时，且开关量传感器信号为常开状态，则当开关量传感器测量线路无开路时，且开关量传感器信号为常开状态，则

  当开关量传感器线路无开路时，且开关量传感器信号为闭合状态，则当开关量传感器线路无开路时，且开关量传感器信号为闭合状态，则

  35.因为模数转换电路采用5v基准、12bit分辨率，0～5v电压信号范围对应数值为0～4095，而0v对应数值为0，1.667v对应数值为1365，2.5v对应数值为2047，因此，第一电压值设定为0，第二电压值设定为1365，第三电压值设定为2047；

  36.3)电压跟随电路将接收到的电压信号(u3处的电压，即电压跟随电路输出端的电压)传送至模数转换电路，模数转换电路将转换后数字值传送至控制器，控制器将接收到数字信号与内部预先设定的三个电压值作比较，并判断开关量传感器测量线处的电压为第一电压值(0)，则开关量传感器测量线路为中断开路异常状态；

  38.若u3处的电压为第二电压值(1365)，则开关量传感器测量线路无开路，且信号为常开状态；

  39.若u3处的电压为第三电压值(2047)，则开关量传感器测量线路无开路，且信号为闭合状态；

  40.若u3处的电压为第二电压值或第三电压值，则开关量传感器测量信号为正常状态；所u3处电压为第一电压值，则开关量传感器测量线路为中断异常状态，mcu控制器控制报警器发出报警信号，及时通知工作人员排查线路故障，来保证监控系统的正常运行。

  41.为了避免电阻r1、r2、r3由于制造精度误差引起的u1处的电压实际值与理论计算值的不一致，造成信号状态的误判或者漏判，在本发明的一些实施例中，mcu控制器中预先设定的第一电压值、第二电压值和第三电压值均为区间段，以确保本发明侦测的准确性和可靠性，有效的防止了开关量传感器测量线路状态的误判或漏判。例如：

  42.若u3处的电压在第一电压值的区间段(0～200)，则开关量传感器测量线处的电压在第二电压值的区间段(1165～1565)，则开关量传感器测量线路无开路，且信号为常开状态；

  44.若u3处的电压在第三电压值的区间段(1847～2247)，则开关量传感器测量线路无开路，且信号为闭合状态；

  45.若u3处的电压处于第二电压值的区间段或第三电压值的区间段，则关量传感器信号处于正常工作状态；若u3处的电压处于第一电压值的区间段，则开关量传感器测量线路为中断异常状态，mcu控制器驱动执行输出电路执行相应的输出功能，同时控制驱动执行输出电路驱动报警模块发出报警信号，及时通知工作人员排查线路故障，从而迅速恢复监控系统的运行，为高速大功率柴油机提供可靠的安全保护功能，延长高速大功率柴油机的使用寿命，降低使用成本。

  46.需要说明的是，因为本电路中电阻值的配置限制了u3处的电压信号变化范围，使得u3处的电压信号变化范围只能出现在第一电压值、第二电压值和第三电压值的区间段，若u3处的电压信号超出三个电压值的区间段，则说明电阻r1、r2、r3出现了严重的电阻值偏移，而这样的一种情况基本不会出现，因为电路工作中电流远小于电阻承载能力，出问题的几率非常小。

  47.根据本发明实施例的开关量传感器测量线路的侦测电路的其他构成例如mcu控制器、模数转换电路、执行输出电路等以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

  48.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件一定要有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

  49.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

  50.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也能够最终靠中间媒介间接相连，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，能够准确的通过详细情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

  51.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征非间接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

  52.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书里面，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书里面描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

  53.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员能够理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。