一种ad位故障诊断装置和诊断方法
技术领域
1.本发明涉及故障诊断技术领域，具体是一种用于模数转换器的ad位故障诊断装置和诊断方法。
背景技术：2.随着智能发展，越来越多的应用场合需要考虑设备的安全可靠性，需要对电路的各个功能模块进行诊断。如对ad位(模数转换通道)进行位故障诊断，ad位容易出现卡死(输出的信号不能变化，如卡在1或者卡在0)或者粘连(输出的相邻位粘连，如11，00)；现有技术难以对ad位进行故障诊断。
技术实现要素：3.有鉴于此，本发明的目的是提供一种ad位故障诊断装置和诊断方法，能够对ad位进行故障诊断。
4.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
5.本发明的一种ad位故障诊断装置，用于对模数转换器进行诊断，包括：
6.信号源，用于产生模拟电压信号；
7.放大器，用于对所述模拟电压信号的值按照第一倍数进行放大，获得第一放大信号并发送至模数转换器的输入端；对所述模拟电压信号的值按照第二倍数进行放大，获得第二放大信号并发送至模数转换器的输入端；
8.控制器，用于从所述模数转换器的输出端获得第一数字信号、第二数字信号，获得所述第二数字信号相对于所述第一数字信号的实际增益，所述第一数字信号是向模数转换器输入所述第一放大信号得到，所述第二数字信号是向模数转换器输入所述第二放大信号得到；
9.判定模块，将第二倍数相对于第一倍数的倍率和第二数字信号相对于第一数字信号的实际增益进行比较，如果所述倍率和所述实际增益不一致，判定所述模数转换器出现故障。
10.进一步地，所述信号源包括第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一分压电阻和所述第二分压电阻串联后外接电源，所述第一分压电阻与所述第二分压电阻之间为信号输出端并与所述放大器连接。
11.进一步地，所述报警模块包括开关管和led指示灯，所述led指示灯的阳极通过第一保护电阻和所述开关管与外部电源连接，所述led指示灯的阴极接地，所述开关管的控制端通过第二保护电阻后与所述控制器连接。
12.本发明还提供一种ad位故障诊断方法，用于对模数转换器进行诊断，包括步骤：
13.产生模拟电压信号；
14.对所述模拟电压信号的值按照第一倍数进行放大，获得第一放大信号；对所述模拟电压信号的值按照第二倍数进行放大，获得第二放大信号；
15.将所述第一放大信号发送至模数转换器的输入端，从所述模数转换器的输出端获得第一数字信号；将所述第二放大信号发送至模数转换器的输入端，从所述模数转换器的输出端获得第二数字信号；
16.获得所述第二数字信号相对与所述第一数字信号的实际增益；
17.将第二倍数相对于第一倍数的倍率和第二数字信号相对于第一数字信号的实际增益进行比较，如果所述倍率和所述实际增益不一致，判定所述模数转换器出现故障，产生报警信号并输出。
18.本发明的有益效果是：通过产生不同大小的模拟电信号输入至模数转换器中，采集模数转换后的数字信号，通过前后的放大倍率对比，判断模数转换器是否存在故障，判定存在故障时，能够输出报警电流，并给出故障信息，保障现场仪表使用安全；提高了压力变送器系统的安全性可靠性。
附图说明
19.下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
20.图1为本发明的装置结构示意图；
21.图2为本发明的信号源的电路示意图；
22.图3为本发明的ad位的电路示意图；
23.图4为本发明的控制器的电路示意图；
24.图5为本发明的报警模块的电路示意图；
25.图6为本发明的方法流程示意图。
具体实施方式
26.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
27.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
28.如图1-图6所示：本实施例的一种ad位故障诊断装置，用于对模数转换器进行诊断，如压力变送器的模数转换器，包括：信号源，用于产生模拟电压信号；放大器，用于对所述模拟电压信号的值按照第一倍数进行放大，获得第一放大信号并发送至模数转换器的输入端；对所述模拟电压信号的值按照第二倍数进行放大，获得第二放大信号并发送至模数转换器的输入端；控制器，用于从所述模数转换器的输出端获得第一数字信号、第二数字信号，获得所述第二数字信号相对与所述第一数字信号的实际增益，所述第一数字信号是向模数转换器输入所述第一放大信号得到，所述第二数字信号是向模数转换器输入所述第二放大信号得到；判定模块，将第二倍数相对于第一倍数的倍率与实际增益进行对比，如果倍率和实际增益不一致，判定压力变送器的模数转换器出现故障，产生报警信号并输出。
29.本实施例中，诊断装置还包括：报警模块，与控制器连接，用于根据报警信号进行报警。具体地，报警模块包括开关管和led指示灯，led指示灯的阳极通过第一保护电阻和开关管与外部电源连接，led指示灯的阴极接地，开关管的控制端通过第二保护电阻后与控制器连接。在控制器检测到倍率与实际增益不一致时，输出高电平信号或者低电平信号(取决于开关管为npn型或者pnp型)，使得开关管导通，led指示灯亮起，从而进行报警。
30.本实施例中，信号源包括第一分压电阻和第二分压电阻，第一分压电阻和第二分压电阻串联后外接电源，第一分压电阻与第二分压电阻之间为信号输出端并与放大器连接。
31.本发明的一种ad位故障诊断装置，通过产生不同大小的模拟电信号输入至模数转换器中，采集模数转换后的数字信号，通过前后的放大倍率对比，判断模数转换器是否存在故障，判定存在故障时，能够输出报警电流，并给出故障信息，保障现场仪表使用安全；提高了压力变送器系统的安全性可靠性。
32.本发明还提供一种ad位故障诊断方法，用于对模数转换器进行诊断，包括步骤：
33.s1、产生模拟电压信号；
34.s2、对模拟电压信号的值按照第一倍数进行放大，获得第一放大信号；对模拟电压信号的值按照第二倍数进行放大，获得第二放大信号；
35.s3、将第一放大信号发送至压力变送器的模数转换器的输入端，从压力变送器的模数转换器的输出端获得第一数字信号；将第二放大信号发送至压力变送器的模数转换器的输入端，从压力变送器的模数转换器的输出端获得第二数字信号；
36.s4、获得第二数字信号相对与第一数字信号的实际增益；
37.s5、将第二倍数与第一倍数的倍率与实际增益进行对比，如果倍率和实际增益不一致，判定压力变送器的模数转换器出现故障，产生报警信号并输出。
38.例如，放大器的功能可以外置，也可以设置在模数转换器内部，控制模块通过控制模数转换器以最小增益采集固定电压值，记录为x1，然后调整增益为2倍，再次采集电压值，记录电压值为x2，若x2/x1＝2，则未发生位故障，否则判定模数转换器发生故障。为了不影响产品正常使用，诊断周期可根据需要调整，在多个主循环后进行一次采样。
39.或者，控制模块通过控制模数转换器以最小增益采集固定电压值，记录为x1，然后调整增益为4倍，再次采集电压值，记录为x4，若x4/x1＝4，则未发生位故障，否则判定模数转换器发生故障。
40.上述增益倍数只是举例说明，增益倍数可以根据需求任意取值。
41.本发明的一种ad位故障诊断方法，通过产生不同大小的模拟电信号输入至模数转换器中，采集模数转换后的数字信号，通过前后的放大倍率对比，判断模数转换器是否存在故障，判定存在故障时，能够输出报警电流，并给出故障信息，保障现场仪表使用安全；提高了压力变送器系统的安全性可靠性。
42.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
技术特征：1.一种ad位故障诊断装置，用于对模数转换器进行诊断，其特征在于，包括：信号源，用于产生模拟电压信号；放大器，用于对所述模拟电压信号的值按照第一倍数进行放大，获得第一放大信号并发送至模数转换器的输入端；对所述模拟电压信号的值按照第二倍数进行放大，获得第二放大信号并发送至模数转换器的输入端；控制器，用于从所述模数转换器的输出端获得第一数字信号、第二数字信号，获得所述第二数字信号相对于所述第一数字信号的实际增益，所述第一数字信号是向模数转换器输入所述第一放大信号得到，所述第二数字信号是向模数转换器输入所述第二放大信号得到；判定模块，将第二倍数相对于第一倍数的倍率和第二数字信号相对于第一数字信号的实际增益进行比较，如果所述倍率和所述实际增益不一致，判定所述模数转换器出现故障。2.根据权利要求1所述的一种ad位故障诊断装置，其特征在于，所述诊断装置还包括：报警模块，与所述控制器连接，用于根据所述报警信号进行报警。3.根据权利要求1所述的一种ad位故障诊断装置，其特征在于，所述信号源包括第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一分压电阻和所述第二分压电阻串联后外接电源，所述第一分压电阻与所述第二分压电阻之间为信号输出端并与所述放大器连接。4.根据权利要求2所述的一种ad位故障诊断装置，其特征在于，所述报警模块包括开关管和led指示灯，所述led指示灯的阳极通过第一保护电阻和所述开关管与外部电源连接，所述led指示灯的阴极接地，所述开关管的控制端通过第二保护电阻后与所述控制器连接。5.一种ad位故障诊断方法，用于对模数转换器进行诊断，其特征在于，包括步骤：产生模拟电压信号；对所述模拟电压信号的值按照第一倍数进行放大，获得第一放大信号；对所述模拟电压信号的值按照第二倍数进行放大，获得第二放大信号；将所述第一放大信号发送至模数转换器的输入端，从所述模数转换器的输出端获得第一数字信号；将所述第二放大信号发送至模数转换器的输入端，从所述模数转换器的输出端获得第二数字信号；获得所述第二数字信号相对与所述第一数字信号的实际增益；将第二倍数相对于第一倍数的倍率和第二数字信号相对于第一数字信号的实际增益进行比较，如果所述倍率和所述实际增益不一致，判定所述模数转换器出现故障。
技术总结本发明涉及一种AD位故障诊断装置和诊断方法，包括用于产生模拟电压信号的信号源、用于对所述模拟电压信号的值按照倍数进行放大的放大器、用于对信号进行运算和对比的运算模块、用于输出报警信号的报警模块；通过产生不同大小的模拟电信号输入至模数转换器中，采集模数转换后的数字信号，通过前后的放大倍率对比，判断模数转换器是否存在故障，判定存在故障时，能够输出报警电流，并给出故障信息，保障现场仪表使用安全；提高了压力变送器系统的安全性可靠性。全性可靠性。全性可靠性。
技术研发人员：高晓红 吕鹏勃
受保护的技术使用者：重庆四联测控技术有限公司
技术研发日：2022.03.29
技术公布日：2022/7/5
