專利名稱：位置檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)控制領(lǐng)域，特別涉及一種位置檢測裝置。
背景技術(shù)：
工業(yè)自動化儀表(industrial process measurement and control instrument) 是在工業(yè)生產(chǎn)過程中，對工藝參數(shù)進(jìn)行檢測、顯示、記錄或控制的儀表，又稱工業(yè)儀表或 (工業(yè))過程檢測控制儀表。工業(yè)自動化儀表的發(fā)展促進(jìn)了工業(yè)生產(chǎn)的自動化，已成為工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的自動化工具。電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)是工業(yè)自動化儀表中的執(zhí)行單元，是一種能提供直線或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的驅(qū)動裝置，它利用某種驅(qū)動能源并在某種控制信號作用下工作。具體來說，它能夠接受來自調(diào)節(jié)器、工控機(jī)、分布式控制系統(tǒng)(DCS，Distributed Control System)、計算機(jī)等儀表系統(tǒng)的控制信號，使用電動機(jī)和減速裝置來移動閥門和閘門等流體機(jī)械，實現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的定位功能。電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)是自動控制系統(tǒng)中不可缺少的部分。隨著科技的進(jìn)步，電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)不再僅僅是起到是開關(guān)閥門的功能，目前的電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)包含了位置檢測裝置，力矩感應(yīng)裝置，電極保護(hù)裝置，邏輯控制裝置，數(shù)字通訊模塊及PID控制模塊等。電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置檢測裝置的功能是提供準(zhǔn)確的位置信號。對于移動中的物體而言，不論其是進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動還是直線運(yùn)動，通常會通過位置檢測裝置來檢測當(dāng)前的物體運(yùn)動速度和位置，而直線運(yùn)動多是由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動通過機(jī)械裝置轉(zhuǎn)化過來的。因此，對于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的位置檢測具有重大的意義。旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的位置檢測通常涉及到多轉(zhuǎn)圈轉(zhuǎn)動，所謂多轉(zhuǎn)圈轉(zhuǎn)動即指超過360度 (一圈)的轉(zhuǎn)動。相對于單轉(zhuǎn)圈轉(zhuǎn)動而言，多轉(zhuǎn)圈轉(zhuǎn)動的檢測成本通常較高。一般來講，單轉(zhuǎn)圈轉(zhuǎn)動的位置檢測通過單圈位置檢測裝置來檢測，例如單圈編碼器，對于單圈編碼器而言其只能區(qū)分一圈以內(nèi)的位置，在第二圈轉(zhuǎn)動中，其輸出的信號與第一圈是重復(fù)的。而對于多轉(zhuǎn)圈轉(zhuǎn)動的位置檢測而言，最初是采用將多轉(zhuǎn)圈轉(zhuǎn)動通過機(jī)械傳動或者齒輪傳動轉(zhuǎn)化為單轉(zhuǎn)圈轉(zhuǎn)動，再采用單轉(zhuǎn)圈位置檢測裝置進(jìn)行檢測，雖然，通過這種方式可以將多轉(zhuǎn)圈轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為單轉(zhuǎn)圈轉(zhuǎn)動進(jìn)行檢測，但是這種檢測方式大大降低了檢測的精度。無法滿足目前對多轉(zhuǎn)圈轉(zhuǎn)動的位置檢測的要求。隨著技術(shù)的進(jìn)步，出現(xiàn)了多轉(zhuǎn)圈位置檢測裝置(也稱位置檢測裝置)，例如光電絕對值旋轉(zhuǎn)編碼器、多圈光電編碼器、多圈磁編碼器等。對于現(xiàn)有的多轉(zhuǎn)圈位置檢測裝置而言，其都是將多轉(zhuǎn)圈轉(zhuǎn)動的位置分為兩部分進(jìn)行檢測，一部分是單圈內(nèi)的位置變化，通常通過單圈光電編碼器或單圈磁編碼器進(jìn)行檢測，并將單圈光電編碼器或單圈磁編碼器產(chǎn)生的信號反饋給位置采集單元；另一部分則是轉(zhuǎn)動的圈數(shù)，通常由光電記圈裝置來檢測，待測對象每轉(zhuǎn)動過一圈，其物理位置都將發(fā)生變化，光電記圈裝置可以記錄待測對象的轉(zhuǎn)動圈數(shù)， 并發(fā)送至位置采集單元。位置采集單元將單圈內(nèi)位置變化的數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)動圈數(shù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，進(jìn)而實現(xiàn)多轉(zhuǎn)圈轉(zhuǎn)動的位置的檢測。
然而，對于上述的多轉(zhuǎn)圈位置檢測裝置而言，不論是單圈采用光電編碼器，多圈采用光電記圈裝置，還是單圈采用磁編碼器，多圈采用光電記圈裝置的多轉(zhuǎn)圈位置檢測裝置， 其成本都很高，因此，如何在較低的成本下實現(xiàn)多轉(zhuǎn)圈轉(zhuǎn)動的位置檢測成為目前亟待解決的問題之一。此外，由于多轉(zhuǎn)圈位置檢測裝置的應(yīng)用場合十分復(fù)雜，要求也各不相同，很多場合要求多轉(zhuǎn)圈位置檢測裝置在主電源掉電后仍然能通過備用電源的供電工作。一般來講，備用電源通常為電池等小功率的電源，無法支持多轉(zhuǎn)圈位置檢測裝置長時間的大功耗工作， 因此，多轉(zhuǎn)圈位置檢測裝置電源模塊的低功耗設(shè)計也尤為重要。然而由上述可知，目前的多轉(zhuǎn)圈位置檢測裝置，多采用光電編碼器、光電記圈裝置，而光電編碼器、光電記圈裝置的功耗較大，通常達(dá)到幾百毫瓦的功耗，在主電源工作時， 采用多轉(zhuǎn)圈位置檢測裝置檢測待測對象的位置變化并通過位置檢測裝置的顯示屏顯示是沒有任何問題的，但是在主電源掉電后，用有限功率的備用電池或電源工作時，由于大功耗的光電編碼器、光電記圈裝置的存在，會導(dǎo)致多轉(zhuǎn)圈位置檢測裝置無法通過有限功率的備用電池或電源供電，進(jìn)而使得處理器無法實時讀取待測對象的位置變化并顯示。另外，若多轉(zhuǎn)圈位置檢測裝置中采用的是光電絕對值編碼器或磁絕對值編碼器， 雖然其檢測待測對象位置的變化不受有無電源的影響，但是對待測對象位置變化的讀取和顯示仍然需要在電源供電時才能實現(xiàn)，因此，用有限功率的備用電池和電源對多轉(zhuǎn)圈位置檢測裝置進(jìn)行供電時，大功耗的光電絕對值編碼器或磁絕對值編碼器和光電記圈裝置的存在，仍然會出現(xiàn)處理器無法實時讀取待測對象的位置變化并顯示的問題。因此，如何使得位置檢測裝置在有限功率的備用電池或電源的條件下功率小，進(jìn)而可以對待測對象進(jìn)行位置檢測并顯示也成為了目前亟待解決的問題之一?，F(xiàn)有技術(shù)中，為了減小位置檢測裝置的功耗，采用將位置檢測裝置的電路分為兩部分，一部分是在主電源斷電后可以無需再工作的部分，另一部分是在主電源斷電后仍需通過備用電源供電來持續(xù)工作的部分，這種方案的確是降低了位置檢測裝置在使用備用電源時的功耗，同時也減小了備用電源工作時的功耗，但是其仍然沒有實現(xiàn)位置檢測裝置及備用電源工作時的最小功耗。公開號為CN101493342的中國專利申請公開了一種“電磁多圈絕對值編碼器”，其利用了光學(xué)和電磁的原理實現(xiàn)了多轉(zhuǎn)圈轉(zhuǎn)動的絕對位置檢測，但是該方案成本較高且功耗大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的是提供一種成本低且在使用備用電源供電時功耗小的位置檢測
直ο為解決上述問題，本發(fā)明提供一種位置檢測裝置，包括主電源、備用電源、功能電路、適于選擇所述主電源或所述備用電源向所述功能電路供電的選擇電路，所述功能電路包括適于輸出位置檢測信息的位置檢測電路，所述位置檢測電路包括單圈編碼器，適于輸出待測對象單圈內(nèi)的位置變化；記圈單元，適于對所述待測對象的轉(zhuǎn)動圈數(shù)進(jìn)行計數(shù)；信息輸出單元，適于基于所述待測對象單圈內(nèi)的位置變化和轉(zhuǎn)動圈數(shù)輸出所述位置檢測信息。可選的，所述位置檢測裝置，還包括控制電路，適于在所述選擇電路選擇所述備用電源供電且未接收到觸發(fā)信號時斷開所述備用電源至所述功能電路的供電通路，在所述選擇電路選擇所述備用電源供電且接收到所述觸發(fā)信號時導(dǎo)通所述備用電源至所述功能電路的供電通路。 可選的，所述控制電路還適于在所述選擇電路選擇所述主電源供電時導(dǎo)通所述主電源至所述功能電路的供電通路。可選的，所述控制電路包括控制單元，適于在所述主電源斷電且預(yù)定時間內(nèi)所述位置檢測信息未變化時輸出控制信號；邏輯單元，適于在接收到所述控制信號且未接收到所述觸發(fā)信號時輸出第一關(guān)斷信號，在所述主電源供電或在所述主電源斷電且接收到所述觸發(fā)信號時輸出第一開啟信號；第一開關(guān)單元，包括與所述選擇電路選擇的電源連通的第一輸入端，與所述功能電路的電源輸入端和所述控制單元的電源輸入端連通的第一輸出端，以及連接所述邏輯單元的第一控制端；在所述第一控制端接收到所述第一關(guān)斷信號時所述第一輸入端和所述第一輸出端斷開，在所述第一控制端接收到所述第一開啟信號時所述第一輸入端和所述第一輸出端導(dǎo)通?？蛇x的，所述控制單元還適于在所述主電源剛斷電且備用電源供電預(yù)設(shè)時間內(nèi)未接收到觸發(fā)信號時輸出所述控制信號?？蛇x的，所述控制電路還包括主電源監(jiān)測單元，適于在所述主電源斷電時輸出斷電信號至所述控制單元和所述邏輯單元?？蛇x的，所述邏輯單元包括三輸入或門、二輸入與門和二輸入或門，其中，所述三輸入或門的第一輸入端連接所述二輸入與門的輸出端，第二輸入端輸入所述觸發(fā)信號，第三輸入端連接所述主電源監(jiān)測單元的輸出端；所述二輸入與門的第一輸入端連接所述三輸入或門的輸出端，第二輸入端連接所述控制單元的輸出端；所述二輸入或門的第一輸入端連接所述二輸入與門的輸出端，第二輸入端連接所述主電源監(jiān)測單元的輸出端，輸出端連接第一開關(guān)單元的第一控制端?？蛇x的，所述功能電路還包括與所述觸發(fā)信號無關(guān)的第一電路；所述控制單元還適于在所述備用電源供電時輸出第二關(guān)斷信號，否則輸出第二開啟信號；所述控制電路還包括第二開關(guān)單元，包括與所述第一開關(guān)單元的第一輸出端連通的第二輸入端，與所述第一電路的電源輸入端連通的第二輸出端，以及連通所述控制單元的第二控制端；在所述第二控制端接收到所述第二關(guān)斷信號時所述第二輸入端和所述第二輸出端斷開，在所述第二控制端接收到所述第二開啟信號時所述第二輸入端和所述第二輸出端導(dǎo)通?？蛇x的，所述位置檢測電路還包括輸出第一電壓的穩(wěn)壓電路、將所述第一電壓轉(zhuǎn)換為第二電壓的電壓轉(zhuǎn)換電路和第二電路；
所述穩(wěn)壓電路的輸入端連接所述第一開關(guān)單元的第一輸出端，所述穩(wěn)壓電路的輸出端連接所述單圈編碼器的電源輸入端、記圈單元的電源輸入端、信息輸出單元的電源輸入端、所述第二開關(guān)單元的第二輸入端和所述電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端，所述電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接所述第二電路的電源輸入端和所述控制單元的電源輸入端，所述第二電路與所述控制單元連接。可選的，所述控制電路包括開關(guān)控制單元，適于在所述主電源斷電且在預(yù)定時間內(nèi)所述位置檢測信息未變化且未接收到所述觸發(fā)信號時輸出第一關(guān)斷信號，在所述主電源供電或在所述主電源斷電且接收到所述觸發(fā)信號時輸出第一開啟信號；第一開關(guān)單元，包括與所述選擇電路選擇的電源連通的第一輸入端，與所述功能電路的電源輸入端連通的第一輸出端，以及連接所述開關(guān)控制單元的第一控制端；在所述第一控制端接收到所述第一關(guān)斷信號時所述第一輸入端和所述第一輸出端斷開，在所述第一控制端接收到所述第一開啟信號時所述第一輸入端和所述第一輸出端導(dǎo)通?？蛇x的，所述開關(guān)控制單元還適于在所述主電源剛斷電且備用電源供電預(yù)設(shè)時間內(nèi)未接收到觸發(fā)信號時輸出所述第一關(guān)斷信號?？蛇x的，所述控制電路還包括主電源監(jiān)測單元，適于在所述主電源斷電時輸出斷電信號至所述開關(guān)控制單元?？蛇x的，所述功能電路還包括與所述觸發(fā)信號無關(guān)的第一電路；所述開關(guān)控制單元還適于在所述備用電源供電時輸出第二關(guān)斷信號，否則輸出第
二開啟信號；所述控制電路還包括第二開關(guān)單元，包括與所述第一開關(guān)單元的第一輸出端連通的第二輸入端，與所述第一電路的電源輸入端連通的第二輸出端，以及連通所述開關(guān)控制單元的第二控制端； 在所述第二控制端接收到所述第二關(guān)斷信號時所述第二輸入端和所述第二輸出端斷開，在所述第二控制端接收到所述第二開啟信號時所述第二輸入端和所述第二輸出端導(dǎo)通?？蛇x的，所述位置檢測電路還包括輸出第一電壓的穩(wěn)壓電路、將所述第一電壓轉(zhuǎn)換為第二電壓的電壓轉(zhuǎn)換電路和第二電路；所述穩(wěn)壓電路的輸入端連接所述第一開關(guān)單元的第一輸出端，所述穩(wěn)壓電路的輸出端連接所述單圈編碼器的電源輸入端、記圈單元的電源輸入端、信息輸出單元的電源輸入端、所述第二開關(guān)單元的第二輸入端和所述電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端，所述電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接所述第二電路的電源輸入端，所述第二電路與所述開關(guān)控制單元連接?？蛇x的，所述觸發(fā)信號由位置傳感器感應(yīng)待測對象的轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生?？蛇x的，所述位置檢測裝置還包括與所述控制電路相連的開關(guān)，所述開關(guān)閉合產(chǎn)生所述觸發(fā)信號。可選的，所述待測對象為轉(zhuǎn)軸或者閥門?？蛇x的，所述記圈單元包括磁感應(yīng)開關(guān)和計數(shù)器。可選的，所述單圈編碼器為單圈磁編碼器或者單圈光電編碼器?？蛇x的，所述單圈編碼器為單圈絕對值磁編碼器。可選的，所述位置檢測裝置，還包括僅由所述主電源供電的顯示屏背光電路，以
8及由所述主電源或所述備用電源供電的顯示檢測位置的位置顯示屏。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)通過記圈單元和單圈編碼器實現(xiàn)了低成本的多圈轉(zhuǎn)動的位置檢測。所述記圈單元包括磁感應(yīng)開關(guān)和計數(shù)器，進(jìn)一步降低了位置檢測裝置的成本，且由于磁感應(yīng)開關(guān)的功耗小進(jìn)而也減小了位置檢測裝置的功耗。位置檢測裝置在選擇電路選擇備用電源供電時，通過控制電路，在接收到觸發(fā)信號時導(dǎo)通備用電源至功能電路的供電通路，而在沒有觸發(fā)信號時斷開備用電源至功能電路的供電通路，即由觸發(fā)信號觸發(fā)功能電路工作，沒有觸發(fā)時功能電路停止工作，這樣功能電路在備用電源供電時不會持續(xù)工作，因此在很大程度上降低了位置檢測裝置在備用電源供電時的功耗，進(jìn)而可以使得位置檢測裝置在備用電源供電時可以實時讀取待測對象的位置變化并顯示。而且，由于降低了位置檢測裝置的功耗，因此，也降低了因主電源丟失而啟用備用電源時備用電源的功耗。將功能電路分為與觸發(fā)信號相關(guān)的位置檢測電路和與觸發(fā)信號無關(guān)的第一電路， 在備用電源供電時使所述第一電路停止工作，由觸發(fā)信號觸發(fā)所述位置檢測電路工作，即在備用電源供電時僅有位置檢測電路因觸發(fā)而工作，其他電路處于停止工作的狀態(tài)，因此進(jìn)一步降低了位置檢測裝置的功耗，同時也降低了備用電源的功耗。控制電路可以進(jìn)一步分為控制單元和邏輯單元，在功能電路停止工作時也使控制單元停止工作，進(jìn)一步降低了位置檢測裝置及備用電源的功耗。


圖1是本發(fā)明位置檢測裝置的基本結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實施方式的位置檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明實施例的選擇電路的電路示意圖；圖4是本發(fā)明實施方式一的位置檢測裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明實施例的邏輯單元的電路示意圖；圖6是本發(fā)明實施方式二的位置檢測裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明實施例的位置檢測裝置的電路圖。
具體實施例方式正如背景技術(shù)中所描述的，現(xiàn)有的多轉(zhuǎn)圈位置檢測裝置(也稱位置檢測裝置)多采用光電編碼器及光電記圈裝置故成本較高。而且，對于多轉(zhuǎn)圈位置檢測裝置而言其使用場合各不相同，如使用在野外工作的設(shè)備上，或者使用在一些掉電時仍需要跟蹤其位置變化的電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)上；不論在何種場合，均需要在主電源掉電時能夠使用備用電源對待測對象進(jìn)行位置檢測和顯示，以便使得工程師和相關(guān)人員能夠判斷此時待測對象的位置變化。然而，現(xiàn)有的位置檢測裝置功耗大，故在使用備用電源供電時，無法實時讀取待測對象的位置變化并顯示，且由于位置檢測裝置功耗大導(dǎo)致備用電源功耗大，壽命短。一般來講，位置檢測裝置的供電電源一般為380VAC和220VAC，經(jīng)過變壓器和整流橋后一般會輸出以MVDC和12VDC為主的直流電源，供位置檢測裝置使用。MVDC—般用作位置檢測裝置與外界的信號傳輸?shù)母綦x電源。主要用于給繼電器、光耦等器件進(jìn)行供電。而位置檢測裝置內(nèi)部工作電路的主電源主要是通過將12VDC轉(zhuǎn)換為5VDC、3. 3VDC等供位置檢測裝置的電路和芯片使用。而備用電源通常為9VDC，可以是電池或者備用直流電源等?，F(xiàn)有技術(shù)中當(dāng)位置檢測裝置的主電源斷電時，會通過控制電路來使得一部分電路在主電源掉電后停止工作，另一部分電路在主電源掉電后使用備用電源工作，該方法確實起到了降低位置檢測裝置及備用電源的功耗，但是對于備用電源為電池或小功率的電源而言其功耗仍然較大，沒有實現(xiàn)真正意義上的低功耗。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，采用低成本的記圈單元和單圈編碼器進(jìn)行配合可以實現(xiàn)對多圈轉(zhuǎn)動的位置檢測。此外，位置檢測裝置在工作過程中，其主電源掉電后，功能電路在某些情況下或者說某時間段是可以不需要工作的。而對于使用備用電源供電的功能電路中，也并不是所有的電路都需要工作。因此，發(fā)明人考慮可以通過在某些情況下或者在某時間段產(chǎn)生的觸發(fā)信號來控制位置檢測裝置中功能電路的工作。進(jìn)一步地，在備用電源供電時，將功能電路進(jìn)行劃分，對于和所述觸發(fā)信號無關(guān)的功能電路可以控制其不工作，對于和觸發(fā)信號相關(guān)的電路若在工作的一段時間內(nèi)沒有位置檢測信息反饋，則可以控制其停止工作。也即盡可能在使用備用電源供電的情況下，控制位置檢測裝置的功能電路實時的關(guān)斷和打開，確保其實現(xiàn)真正意義上的低功耗。為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
做詳細(xì)的說明。在以下描述中闡述了具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以多種不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣。因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施方式
的限制。請參見圖1，圖1是本發(fā)明位置檢測裝置的基本結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，所述位置檢測裝置包括主電源1、備用電源2、功能電路4，適于選擇所述主電源1或所述備用電源2 向所述功能電路4供電的選擇電路3，所述功能電路4包括適于輸出位置檢測信息的位置檢測電路40，所述位置檢測電路40包括單圈編碼器401，適于輸出待測對象單圈內(nèi)的位置變化；記圈單元402，適于對所述待測對象的轉(zhuǎn)動圈數(shù)進(jìn)行計數(shù)；信息輸出單元403，適于基于所述待測對象單圈內(nèi)的位置變化和轉(zhuǎn)動圈數(shù)輸出所述位置檢測信息。具體地，所述待測對象可以是轉(zhuǎn)軸或閥門，所述單圈編碼器401和記圈單元402分別與所述轉(zhuǎn)軸或者閥門相連，通過單圈編碼器401和記圈單元402的配合來檢測轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的圈數(shù)，進(jìn)而可以獲取和轉(zhuǎn)軸相連的物體移動的距離；同樣地，通過單圈編碼器401和記圈單元402的配合來檢測閥門開啟的程度。所述單圈編碼器401可以為單圈磁編碼器，也可以為單圈光電編碼器，還可以是單圈絕對值磁編碼器或者單圈絕對值光電編碼器，優(yōu)選地采用單圈磁編碼器或者單圈絕對值磁編碼器，因為相對于單圈光電編碼器或者單圈絕對值光電編碼器而言，其功耗比較小。 而對于單圈磁編碼器或者單圈絕對值磁編碼器而言，則優(yōu)選采用單圈絕對值磁編碼器，這是因為對于單圈絕對值磁編碼器而言，其位置檢測是由碼盤的機(jī)械位置決定的，因此其在沒有電的情況下也能對待測對象的位置進(jìn)行檢測，只是對待測對象位置檢測的讀取和顯示時需要在電源供電時才能實現(xiàn)，因此，不論是主電源供電還是在備用電源供電，采用單圈絕對值磁編碼器都可以減小位置檢測裝置的功耗。單圈編碼器401在檢測到待測對象單圈內(nèi)的位置變換后，會將單圈位置信息發(fā)送至信息輸出單元403。
所述記圈單元402，每當(dāng)待測對象轉(zhuǎn)動一圈，就會進(jìn)行一次記錄，并將待測對象最終轉(zhuǎn)動的圈數(shù)的信息發(fā)送至信息輸出單元403。本實施例中，所述記圈單元402包括磁感應(yīng)開關(guān)和計數(shù)器，優(yōu)選地，所述磁感應(yīng)開關(guān)為干簧管。待測對象每轉(zhuǎn)動一圈，干簧管簧片閉合，產(chǎn)生閉合信號，計數(shù)器采集所述閉合信號并進(jìn)行相應(yīng)地計數(shù)，進(jìn)而獲得待測對象的轉(zhuǎn)動圈數(shù)并將其發(fā)送至信息輸出單元403。采用干簧管和計數(shù)器來對待測對象的轉(zhuǎn)動圈數(shù)進(jìn)行計數(shù)，在很大程度上節(jié)約了位置檢測裝置的成本。信息輸出單元403將單圈編碼器401和記圈單元402輸出的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合， 獲得位置檢測信息，進(jìn)而獲取待測對象的位置。所述信息輸出單元403可以是一微處理器 (MCU, Micro Control Unit)。此外，本實施例中，所述記圈單元402中的計數(shù)器也可以由信息輸出單元403來實現(xiàn)，具體地，當(dāng)所述記圈單元402中的磁感應(yīng)開關(guān)閉合，產(chǎn)生閉合信號時，信息輸出單元403 采集所述閉合信號，并根據(jù)采集到的閉合信號來進(jìn)行相應(yīng)地計數(shù)，進(jìn)而獲取待測對象轉(zhuǎn)動的圈數(shù)。通過信息輸出單元403來實現(xiàn)所述記圈單元402中計數(shù)器的功能，進(jìn)一步降低了位置檢測裝置的成本。通過采用上述較低成本的記圈單元和單圈編碼器的配合，使得位置檢測裝置不但實現(xiàn)了對多圈轉(zhuǎn)動的位置檢測，且成本低，功耗小。為了在備用電源供電時實現(xiàn)低功耗的位置檢測裝置，本發(fā)明實施方式提供帶有控制電路的位置檢測裝置，請參見圖2，圖2本發(fā)明實施方式的位置檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖， 如圖2所示，所述位置檢測裝置包括主電源1、備用電源2、選擇電路3、功能電路4，其中所述功能電路4包括位置檢測電路40，所述位置檢測電路40包括單圈編碼器401、記圈單元402和信息輸出單元403，還包括控制電路5，適于在所述選擇電路3選擇所述備用電源 2供電且未接收到觸發(fā)信號時斷開所述備用電源2至所述功能電路4的供電通路，在所述選擇電路3選擇所述備用電源2供電且接收到所述觸發(fā)信號時導(dǎo)通所述備用電源2至所述功能電路4的供電通路。即，在備用電源2供電時，由觸發(fā)信號觸發(fā)控制電路5選擇性地使備用電源2向功能電路4供電，使功能電路4在備用電源2供電時不需要始終在工作狀態(tài)，因此，既可以降低位置檢測裝置40的功耗又可以降低備用電源2的功耗，延長備用電源2的使用時間。本實施方式中，所述觸發(fā)信號由位置傳感器感應(yīng)待測對象如轉(zhuǎn)軸或者閥門的轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生。此外，在主電源掉電后，如果所述控制電路5沒有接收到轉(zhuǎn)軸或者閥門轉(zhuǎn)動的觸發(fā)信號，此時功能電路4是不工作的，故位置檢測電路40也不再輸出位置檢測信息，若用戶想知道待測對象在主電源掉電之前的位置變化，則可以通過用戶按下和控制電路5相連的開關(guān)(圖中未示出)來產(chǎn)生觸發(fā)信號，進(jìn)而使得功能電路4工作，位置檢測電路40輸出位置檢測信息至顯示屏。具體地，所述開關(guān)的一端與所述控制電路5相連，另一端與電源相連， 用戶按下開關(guān)即使得開關(guān)閉合，產(chǎn)生觸發(fā)功能電路4工作的電信號。本實施方式中，所述選擇電路3，適于選擇所述主電源1或所述備用電源2向所述功能電路4供電。在一具體實施例中，選擇電路3的電路示意圖如圖3所示，所述選擇電路 3可以包括兩個二極管，其中第一二極管31的負(fù)極與第二二極管32的負(fù)極相連接，第一二極管31的正極接主電源1，第二二極管32的正極接備用電源2，以主電源為12VDC備用電源為9VDC為例，當(dāng)?shù)谝欢O管31的正極接12VDC，第二二極管32的正極接9VDC時，第一二極管31導(dǎo)通，第二二極管32截止，因此選擇電路3輸出主電源12VDC，若主電源12VDC掉電，則第二二極管32導(dǎo)通選擇電路3輸出備用電源9VDC。需要說明的是，本實施例僅給出了選擇電路3的一種電路結(jié)構(gòu)，在其他實施例中， 所述選擇電路3也可以采用其他的電路結(jié)構(gòu)，只要保證在主電源掉電后，選擇電路能夠輸出備用電源即可。故，具體采用何種選擇電路不應(yīng)作為對本發(fā)明的限定。本實施方式中所述控制電路5還適于在所述選擇電路3選擇所述主電源1供電時導(dǎo)通所述主電源1至所述功能電路4的供電通路，即在主電源1供電時，功能電路4始終處于工作狀態(tài)。當(dāng)然，在其他實施方式中，在主電源1供電時，控制電路5也可以選擇性地使主電源1向功能電路4供電，此為主電源供電時的低功耗設(shè)計，本發(fā)明主要涉及備用電源供電時位置檢測裝置的低功耗設(shè)計，因而在此不再對主電源供電時位置檢測裝置的低功耗設(shè)計展開說明。請參見圖4，圖4為本發(fā)明實施方式一的位置檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，結(jié)合圖2和圖4，本發(fā)明實施方式一的位置檢測裝置包括主電源1、備用電源2、功能電路4、適于選擇所述主電源1或所述備用電源2向所述功能電路4供電的選擇電路3以及控制電路5，所述功能電路4包括位置檢測電路40，所述位置檢測電路40包括單圈編碼器401、記圈單元402 和信息輸出單元403，其中，所述控制電路5包括控制單元50，適于在所述主電源1斷電且預(yù)定時間內(nèi)所述位置檢測信息未變化時輸出控制信號。邏輯單元51，適于在接收到所述控制信號且未接收到所述觸發(fā)信號時輸出第一關(guān)斷信號，在所述主電源1供電或在所述主電源1斷電且接收到所述觸發(fā)信號時輸出第一開
啟信號。第一開關(guān)單元52，包括與所述選擇電路3選擇的電源(主電源或備用電源)連通的第一輸入端52a，與所述功能電路4的電源輸入端和所述控制單元50的電源輸入端連通的第一輸出端52b，以及連接所述邏輯單元51的第一控制端52c ；在所述第一控制端52c接收到所述第一關(guān)斷信號時所述第一輸入端5 和所述第一輸出端52b斷開，在所述第一控制端52c接收到所述第一開啟信號時所述第一輸入端5 和所述第一輸出端52b導(dǎo)通。所述控制單元50輸出控制信號包括兩種情況，第一種情況在主電源1斷電后， 此時，功能電路4的位置檢測電路40所輸出的位置檢測信息會停留在主電源1斷電前的狀態(tài)，若在預(yù)定時間內(nèi)未發(fā)生任何變化，所述控制單元50輸出控制信號。第二種情況即主電源1斷電后，功能電路4與備用電源2之間的通路已經(jīng)導(dǎo)通，即功能電路4在備用電源2供電的條件下開始工作，若在預(yù)定時間內(nèi)功能電路4的位置檢測電路40輸出的位置檢測信息都沒有變化的話，控制單元50輸出控制信號。所述預(yù)定時間可以根據(jù)實際情況預(yù)先設(shè)定， 例如10分鐘，30分鐘等。此外，所述控制單元50還適于在所述主電源1剛斷電且備用電源2供電預(yù)設(shè)時間內(nèi)未接收到觸發(fā)信號時輸出所述控制信號，也就是說，可以在主電源1一斷電且備用電源2 供電預(yù)設(shè)時間內(nèi)未接收到觸發(fā)信號時即先斷開功能電路4的供電通路，使功能電路4停止工作；如果備用電源2供電的預(yù)設(shè)時間內(nèi)接收到觸發(fā)信號則不斷開功能電路4的供電通路。 主電源1斷電后，備用電源2需要向功能電路4供電一段時間(即所述預(yù)設(shè)時間)，以確保把當(dāng)前數(shù)據(jù)(例如，位置檢測電路輸出的位置檢測信息)進(jìn)行保存，如儲存到非易失性存儲器中，因此，所述預(yù)設(shè)時間可以根據(jù)實際儲存需要的時間而定。本實施例中所述控制單元50 可以為控制芯片。所述邏輯單元51的電源由備用電源2提供，即邏輯單元51的電源輸入端連通備用電源2，連接在選擇電路3的輸出端，本實施例中所述邏輯單元51均由低功耗的元器件構(gòu)成，因此，邏輯單元51的功耗比較低。為了能夠監(jiān)測到位置檢測裝置的主電源1是否斷電，本實施例中所述控制電路5 還包括主電源監(jiān)測單元53，適于在所述主電源1斷電時輸出斷電信號至所述控制單元50和所述邏輯單元51，在所述主電源1供電時輸出供電信號至所述控制單元50和所述邏輯單元 51。主電源監(jiān)測單元53用于判斷主電源1是否斷電，并將判斷結(jié)果提供給控制單元50和邏輯單元51。在其他實施方式中所述控制電路5也可以不包括主電源監(jiān)測單元，也可以是由邏輯單元對主電源斷電與否進(jìn)行監(jiān)測，并將監(jiān)測結(jié)果發(fā)送至控制單元。圖5是在一個具體的實施例中所述邏輯單元51的電路示意圖，如圖5所示，本實施例的邏輯單元51包括三輸入或門511、二輸入與門512和二輸入或門513，其中，所述三輸入或門511的第一輸入端連接所述二輸入與門512的輸出端，第二輸入端輸入所述觸發(fā)信號，第三輸入端連接所述主電源監(jiān)測單元53的輸出端。所述二輸入與門512的第一輸入端連接所述三輸入或門511的輸出端，第二輸入端連接所述控制單元50的輸出端；所述二輸入或門513的第一輸入端連接所述二輸入與門512的輸出端，第二輸入端連接所述主電源監(jiān)測單元53的輸出端，輸出端連接第一開關(guān)單元52的第一控制端。結(jié)合圖4，當(dāng)主電源監(jiān)測單元53監(jiān)測到主電源1供電時，輸出供電信號(本實施例為邏輯高電平)給邏輯單元51的二輸入或門513的第二輸入端，此時整個邏輯單元51的輸出僅由二輸入或門513決定，邏輯單元51輸出第一開啟信號，即邏輯高電平。也即所述邏輯單元51在主電源1供電時輸出第一開啟信號。在所述主電源監(jiān)測單元53監(jiān)測到主電源1斷電時，輸出斷電信號(本實施例為邏輯低電平)給邏輯單元51的三輸入或門511的第三輸入端及二輸入或門513的第二輸入端。若此時有觸發(fā)信號(本實施例為邏輯高電平)產(chǎn)生，則三輸入或門511的輸出端為邏輯高電平；由于控制單元50在所述主電源1斷電且預(yù)定時間內(nèi)所述位置檢測信息未變化時輸出控制信號(本實施例為邏輯低電平)，而在其他情況下，例如在有觸發(fā)信號產(chǎn)生而引起相關(guān)的位置檢測信息變化，控制單元50的輸出端則輸出邏輯高電平，即二輸入與門512的第二輸入端輸入邏輯高電平，故二輸入與門512的輸出端輸出邏輯高電平，對于二輸入或門513而言，其第一輸入端輸入邏輯高電平，第二輸入端輸入邏輯低電平，因此二輸入或門 513的輸出端輸出第一開啟信號，即邏輯高電平。即邏輯單元51在所述主電源1斷電且接收到所述觸發(fā)信號時輸出第一開啟信號。控制單元50在所述主電源1斷電且預(yù)定時間內(nèi)所述位置檢測信息未變化時輸出控制信號(本實施例為邏輯低電平)，其輸入到所述邏輯單元51的二輸入與門512的第二輸入端，則二輸入與門512的輸出端輸出邏輯低電平，即所述邏輯單元51的三輸入或門511 的第一輸入端輸入邏輯低電平。而對于三輸入或門511的其他輸入端而言，當(dāng)所述主電源監(jiān)測單元53監(jiān)測到主電源1斷電時，輸出斷電信號(邏輯低電平)給三輸入或門511的第三輸入端，若此時未產(chǎn)生觸發(fā)信號，則三輸入或門511的第二輸入端也輸入邏輯低電平，故三輸入或門511的輸出端輸出邏輯低電平。而對于所述邏輯單元51的二輸入或門513而言，其第一輸入端輸入二輸入與門512輸出的邏輯低電平，第二輸入端輸入主電源監(jiān)測單元53輸出的斷電信號，故二輸入或門513輸出第一關(guān)斷信號，即邏輯低電平。也即邏輯單元51在接收到所述控制信號且未接收到所述觸發(fā)信號時輸出第一關(guān)斷信號。此外，所述控制單元50還在所述主電源1剛斷電且備用電源2供電預(yù)設(shè)時間內(nèi)未接收到觸發(fā)信號時輸出控制信號，即輸出邏輯低電平至所述邏輯單元51的二輸入與門512 的第二輸入端，則邏輯單元51輸出第一關(guān)斷信號，即邏輯低電平。本實施方式中的控制單元50的輸出端(連接至二輸入與門512的第二輸入端) 在所述主電源1斷電且預(yù)定時間內(nèi)所述位置檢測信息未變化時或者在所述主電源1剛斷電且備用電源2供電預(yù)設(shè)時間內(nèi)未接收到觸發(fā)信號時輸出邏輯低電平(控制信號)，而在其他情況控制單元50的輸出端都輸出邏輯高電平。另外，本實施方式中，控制單元50也由備用電源2供電，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)單元52接收第一關(guān)斷信號斷開備用電源2和功能電路之間的通路后，備用電源2至控制單元50的電源輸入端的供電通路也被切斷，控制單元50的輸出端輸出邏輯高電平。需要說明的是，本實施方式的邏輯單元并不限于圖5所示邏輯門所構(gòu)成的電路， 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)可以理解，還可以應(yīng)用其他邏輯門構(gòu)成具有等同功能的邏輯單元，即電路中所應(yīng)用的邏輯門的類型及其之間的連接方式可根據(jù)實際所確定的輸入信號的邏輯電平的高低而作變換。所述第一開關(guān)單元52可以包括功率管，例如NMOS管或PMOS管。本實施方式中，根據(jù)第一關(guān)斷信號和第一開啟信號的邏輯電平的高低，所述第一開關(guān)單元52可以為一 NMOS 功率管，當(dāng)其第一控制端(柵極)接收到所述第一關(guān)斷信號(即邏輯低電平)時，NMOS管截止，其第一輸入端(源極)和第一輸出端(漏極)斷開，即將選擇電路3選擇輸出的備用電源2與所述功能電路4的電源輸入端和所述控制單元50的電源輸入端斷開，也即停止對所述功能電路4與所述控制單元50的供電；當(dāng)?shù)谝豢刂贫私邮盏剿龅谝婚_啟信號(即邏輯高電平)時，NMOS管導(dǎo)通，其第一輸入端和所述第一輸出端導(dǎo)通，即將選擇電路3選擇輸出的備用電源2與所述功能電路4的電源輸入端和所述控制單元50的電源輸入端連通，也即采用備用電源2對所述功能電路4與所述控制單元50供電。從以上可以獲知，本實施方式中當(dāng)主電源1供電時，所述邏輯單元51輸出第一開啟信號給第一開關(guān)單元52的第一控制端52c，進(jìn)而第一開關(guān)單元52的第一輸入端5 與第一輸出端52b導(dǎo)通，所述主電源1向所述功能電路4及控制單元50供電。當(dāng)所述主電源1剛斷電且備用電源2供電預(yù)設(shè)時間內(nèi)未接收到觸發(fā)信號，則控制單元50輸出控制信號，對于控制單元50輸出的控制信號，邏輯單元51在未接收到觸發(fā)信號時輸出第一關(guān)斷信號給第一開關(guān)單元52的第一控制端52c，進(jìn)而第一開關(guān)單元52的第一輸入端5 與第一輸出端52b斷開，此時雖然選擇電路3已經(jīng)選擇備用電源2供電，但是由于第一開關(guān)單元52的第一輸入端5 與第一輸出端52b斷開，故備用電源2無法對功能電路4及控制單元50供電。當(dāng)選擇電路3選擇備用電源2且邏輯單元51接收到所述觸發(fā)信號時輸出第一開啟信號至第一開關(guān)單元52的第一控制端52c，進(jìn)而第一開關(guān)單元52的第一輸入端5 與第一輸出端52b導(dǎo)通，即備用電源2為功能電路4及控制單元50供電。
而當(dāng)所述備用電源2給所述功能電路4供電的過程中，若在預(yù)定時間內(nèi)所述功能電路4的位置檢測電路40輸出的位置檢測信息未變化，則控制單元50輸出控制信號，邏輯單元51在收到所述控制信號且未接收到觸發(fā)信號時輸出第一關(guān)斷信號給第一開關(guān)單元52 的第一控制端52c，進(jìn)而第一開關(guān)單元52的第一輸入端5 與第一輸出端52b斷開，即停止所述備用電源2對功能電路4及控制單元50的供電。通過控制單元50及邏輯單元51對第一開關(guān)單元52的控制，實現(xiàn)了在采用備用電源2供電的情況下，只有在觸發(fā)信號產(chǎn)生時，備用電源2給功能電路4供電，而根據(jù)功能電路4的位置檢測電路40輸出的位置檢測信息未變化，來停止對所述功能電路4的供電。實現(xiàn)了在不同狀況下備用電源2對功能電路4的供電，一方面降低了備用電源2的功耗，另一方面也降低了在使用備用電源2的情況下，位置檢測裝置的功耗。請繼續(xù)參考圖4，為了能夠進(jìn)一步降低備用電源2及位置檢測裝置的功耗，優(yōu)選地，本實施方式中還將所述功能電路4進(jìn)一步劃分，所述功能電路4還包括與所述觸發(fā)信號無關(guān)的第一電路61，由于位置檢測電路40用于檢測待測對象的位置變化并輸出位置檢測信息，故實際上位置檢測電路40為與觸發(fā)信號相關(guān)的電路，也即位置檢測電路40輸出與觸發(fā)信號相關(guān)的位置檢測信息。所述控制單元50還適于在所述備用電源2供電時輸出第二關(guān)斷信號，否則輸出第二開啟信號。本實施方式中所述控制電路還包括第二開關(guān)單元62，包括與所述第一開關(guān)單元52的第一輸出端52b連通的第二輸入端62a，與所述第一電路61的電源輸入端連通的第二輸出端62b，以及連通所述控制單元 50的第二控制端62c ；在所述第二控制端62c接收到所述第二關(guān)斷信號時所述第二輸入端 62a和所述第二輸出端62b斷開，在所述第二控制端62c接收到所述第二開啟信號時所述第二輸入端6 和所述第二輸出端62b導(dǎo)通。與所述第一開關(guān)單元52相同，第二開關(guān)單元 62也可以包括功率管，例如NMOS管或PMOS管。本實施方式中，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)單元52的第一輸入端5 與第一輸出端52b導(dǎo)通，采用備用電源2對所述功能電路4供電時，即采用備用電源2對位置檢測電路40和與所述觸發(fā)信號無關(guān)的第一電路61供電時，所述控制單元50會輸出第二關(guān)斷信號給所述第二開關(guān)單元62的第二控制端62c以控制所述第二開關(guān)單元62的第二輸入端6 和第二輸出端62b 斷開，即停止對與所述觸發(fā)信號無關(guān)的第一電路61的供電。通過對功能電路4的進(jìn)一步劃分，只對與觸發(fā)信號有關(guān)的位置檢測電路進(jìn)行供電，而對與觸發(fā)信號無關(guān)的第一電路61不供電，進(jìn)一步降低了備用電源2及位置檢測裝置的功耗，延長了備用電源2的使用壽命。此外，由于所述功能電路4所包括的電路可能工作于不同工作電壓下，故，本實施方式中所述位置檢測電路40可以進(jìn)一步包括輸出第一電壓的穩(wěn)壓電路404、將所述第一電壓轉(zhuǎn)換為第二電壓的電壓轉(zhuǎn)換電路405，以及第二電路406。由于位置檢測電路為與觸發(fā)信號相關(guān)的電路，故其包括的上述電路也均為與所述觸發(fā)信號相關(guān)的電路。所述穩(wěn)壓電路404的輸入端連接所述第一開關(guān)單元52的第一輸出端52b，所述穩(wěn)壓電路404的輸出端連接所述單圈編碼器401的電源輸入端、記圈單元402的電源輸入端、 信息輸出單元403的電源輸入端、所述第二開關(guān)單元62的第二輸入端6 和所述電壓轉(zhuǎn)換電路405的輸入端，所述電壓轉(zhuǎn)換電路405的輸出端連接所述第二電路406的電源輸入端和所述控制單元50的電源輸入端，所述第二電路406與所述控制單元連接。
本實施方式中，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)單元52的第一輸入端5 與第一輸出端52b導(dǎo)通，采用備用電源2對所述功能電路4供電時，由于不同功能電路所需的電源電壓的并不相同，故會通過穩(wěn)壓電路404及電壓轉(zhuǎn)換電路405將備用電源2的電壓轉(zhuǎn)換為適于功能電路4工作的工作電壓。以備用電源2為9VDC為例，當(dāng)采用9VDC對功能電路4供電時，9VDC會先通過穩(wěn)壓電路404將其穩(wěn)壓在第一電壓5V，為適于在第一電壓5V下工作的單圈編碼器401、記圈單元402、信息輸出單元403及與觸發(fā)信號無關(guān)的第一電路61供電。為了能夠給其他適用于不同工作電壓的功能電路供電，穩(wěn)壓后的第一電壓5V通過電壓轉(zhuǎn)換電路405轉(zhuǎn)換為第二電壓3. 3V，為適于在第二電壓3. 3V下工作的與觸發(fā)信號相關(guān)的第二電路406及控制單元 50供電。需要說明的是，本實施例中僅給出了用于位置檢測電路中的電壓轉(zhuǎn)換電路，若所述功能電路中還包括工作在其他電壓下的電路，則相應(yīng)地所述功能電路還應(yīng)包括可以將第一電壓轉(zhuǎn)換為其他電壓的電壓轉(zhuǎn)換電路，且第一電壓、第二電壓究竟為多少伏，取決于功能電路中所包括的電路的工作電壓的范圍。圖6是本發(fā)明實施方式二的位置檢測裝置結(jié)構(gòu)示意圖。如圖6所示，圖6中控制電路的結(jié)構(gòu)與圖4所示的控制電路5有所不同。結(jié)合圖2和圖6，圖6中控制電路包括開關(guān)控制單元M和第一開關(guān)單元55。開關(guān)控制單元M，適于在所述主電源1斷電且在預(yù)定時間內(nèi)所述位置檢測信息未變化且未接收到所述觸發(fā)信號時輸出第一關(guān)斷信號，在所述主電源1供電或在所述主電源 1斷電且接收到所述觸發(fā)信號時輸出第一開啟信號；第一開關(guān)單元55，包括與所述選擇電路3選擇的電源連通的第一輸入端55a，與所述功能電路4的電源輸入端連通的第一輸出端55b，以及連接所述開關(guān)控制單元M的第一控制端55c ；在所述第一控制端55c接收到所述第一關(guān)斷信號時所述第一輸入端5 和所述第一輸出端55b斷開，在所述第一控制端55c接收到所述第一開啟信號時所述第一輸入端5 和所述第一輸出端55b導(dǎo)通。所述開關(guān)控制單元M電源由備用電源2提供，即開關(guān)控制單元M的電源輸入端連通備用電源2，連接在選擇電路3的輸出端。本實施方式(圖6所示)中將第一實施方式 (圖4所示)中所述控制單元50與所述邏輯單元51的功能通過一個開關(guān)控制單元M來實現(xiàn)，結(jié)構(gòu)較為簡單，實現(xiàn)較容易。而實施方式一中由于將控制電路5分為控制單元50和邏輯單元51，其中邏輯單元51由備用電源2持續(xù)供電，控制單元50同功能電路一樣，選擇性地由備用電源2供電，因此可以進(jìn)一步降低備用電源2的功耗。請繼續(xù)參考圖6，本實施方式的控制電路還包括主電源監(jiān)測單元53，適于在所述主電源1斷電時輸出斷電信號至所述開關(guān)控制單元54。所述功能電路4包括輸出位置檢測信息的位置檢測電路40及與所述觸發(fā)信號無關(guān)的第一電路61，所述開關(guān)控制單元M還適于在所述備用電源1供電時輸出第二關(guān)斷信號，否則輸出第二開啟信號。本實施方式中，所述控制電路還包括第二開關(guān)單元65，包括與所述第一開關(guān)單元55的第一輸出端5 連通的第二輸入端65a，與所述第一電路61的電源輸入端連通的第二輸出端65b，以及連通所述開關(guān)控制單元M的第二控制端65c ；在所述第二控制端65c接收到所述第二關(guān)斷信號時所述第二輸入端6 和所述第二輸出端6 斷開，在所述第二控制端65c接收到所述第二開啟信號時所述第二輸入端6 和所述第二輸出端6 導(dǎo)通。本實施方式中所述位置檢測電路40可以進(jìn)一步包括輸出第一電壓的穩(wěn)壓電路 404、將所述第一電壓轉(zhuǎn)換為第二電壓的電壓轉(zhuǎn)換電路405，以及第二電路406。由于位置檢測電路為與觸發(fā)信號相關(guān)的電路，故其包括的上述電路也均為與所述觸發(fā)信號相關(guān)的電路。所述穩(wěn)壓電路404的輸入端連接所述第一開關(guān)單元55的第一輸出端55b，所述穩(wěn)壓電路404的輸出端連接所述單圈編碼器401的電源輸入端、記圈單元402的電源輸入端、 信息輸出單元403的電源輸入端、所述第二開關(guān)單元65的第二輸入端6 和所述電壓轉(zhuǎn)換電路405的輸入端，所述電壓轉(zhuǎn)換電路405的輸出端連接所述第二電路406的電源輸入端， 所述第二電路406與所述開關(guān)控制單元M連接。為更清楚地說明本發(fā)明，以下以實際應(yīng)用中的位置檢測裝置為實施例，對圖4所示的實施方式一的位置檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖進(jìn)行詳細(xì)說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)可以理解，下述的位置檢測裝置的電路圖同樣也適用于圖6所示的實施方式。請參見圖7，圖7為位置檢測裝置的電路圖，結(jié)合圖7和圖4，圖7中主電源監(jiān)測電路13相當(dāng)于圖4中的主電源監(jiān)測單元53，主電源10相當(dāng)于圖中的主電源1，電源選擇電路 30相當(dāng)于圖4中的選擇電路3，9V電池/9V電源20相當(dāng)于圖4中備用電源2，轉(zhuǎn)軸/閥門轉(zhuǎn)動監(jiān)測19產(chǎn)生圖4中的觸發(fā)信號，功率開關(guān)22相當(dāng)于圖4中的第一開關(guān)單元52，邏輯電路 21相當(dāng)于圖4中的邏輯單元51，5V穩(wěn)壓電路44相當(dāng)于圖4中的穩(wěn)壓電路404，單圈編碼器 41與圖4中的單圈編碼器403相同，記圈單元42與圖4中的記圈單元402相同。5V — 3V3 轉(zhuǎn)換電路45相當(dāng)于圖4中的電壓轉(zhuǎn)換電路405，非易失性存儲器46相當(dāng)于圖4中的第二電路406，功率開關(guān)23相當(dāng)于圖4中的第二開關(guān)單元62，大功耗的液晶顯示、普通的繼電器、 模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換電路31相當(dāng)于圖4中第一電路61，控制芯片M相當(dāng)于圖4中的控制單元 50。需要說明的是，圖7中并沒有示出圖4中的信息輸出單元403，在位置檢測裝置的實際電路中所述信息輸出單元可以設(shè)置于控制芯片M中或者可以通過控制芯片M來實現(xiàn)信息輸出單元的功能。以下結(jié)合位置檢測裝置的工作過程對本實施例的位置檢測裝置進(jìn)行詳細(xì)的說明。如圖7所示，工業(yè)使用的三相380VAC電源信號15輸入后，經(jīng)過變壓器和整流電路 14后轉(zhuǎn)換為12VDC的主電源10，12VDC和9VDC輸入電源選擇電路30。通過電源選擇電路 30來選擇采用主電源12VDC或備用電源9V電池/9V電源供電可以避免在主電源12VDC和備用電源9VDC同時存在時出現(xiàn)的電源倒灌現(xiàn)象，可以在12VDC斷電時使用9VDC對位置檢測裝置供電。同時，12VDC和9VDC均有電源監(jiān)測電路反饋給控制芯片24，圖7中僅示出了主電源10的主電源監(jiān)測電路13，而備用電源的監(jiān)測電路并未示出。主電源10的主電源監(jiān)測電路13的作用主要是將主電源斷電時的斷電信號提供給邏輯電路21和控制芯片24，用于判別當(dāng)前的主電源狀態(tài)。備用電源9VDC的電源監(jiān)測電路輸出的信號則是反饋給控制芯片M，用于在備用電源電量不足時通過控制芯片M報警予以提示。當(dāng)主電源12VDC供電時，主電源12VDC給顯示屏背光電路16、電機(jī)驅(qū)動模塊(圖中未示出)等供電，此部分電路僅在主電源10上電的時候工作，主電源10掉電后，此部分電路將停止工作。同時，主電源12VDC還會通過超低功耗3V3穩(wěn)壓電路18轉(zhuǎn)換成3. 3V的電
17源驅(qū)動低功耗位置顯示屏17工作，此部分電路是在主電源/備用電源供電的情況下都需要工作，位置顯示屏用于顯示待測對象，如轉(zhuǎn)軸或閥門所處的位置。主電源12VDC上電，功率開關(guān)22、23均處于打開狀態(tài)，主電源12VDC通過5V穩(wěn)壓電路44將12VDC轉(zhuǎn)換為5VDC后給單圈編碼器41、記圈單元42、大功耗的液晶顯示、普通的繼電器、模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換電路31供電，主電源12VDC通過5V穩(wěn)壓電路44和5V — 3V3轉(zhuǎn)換電路45將12VDC轉(zhuǎn)換為3. 3VDC后給非易失性存儲器46、控制芯片M供電。若主電源12VDC剛斷電且備用電源9VDC供電時間達(dá)到預(yù)設(shè)時間，在此預(yù)設(shè)時間內(nèi)沒有接收到觸發(fā)信號，如轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動或者閥門轉(zhuǎn)動，主電源上電時的位置檢測信息將被儲存至非易失性存儲器46中，以供用戶需要位置檢測信息時可以通過讀取非易失性存儲器46 中存儲的位置檢測信息來獲得待測對象的位置。由于在預(yù)設(shè)時間內(nèi)沒有接收到觸發(fā)信號， 控制芯片M通過邏輯電路21控制功率開關(guān)22關(guān)斷，中斷備用電源9VDC對單圈編碼器41、 記圈單元42、大功耗的液晶顯示、普通的繼電器、模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換電路31，非易失性存儲器 46及控制芯片M的供電，此時功率開關(guān)23仍處于打開狀態(tài)。主電源12VDC掉電后，電動機(jī)不再工作，故閥門或轉(zhuǎn)軸不再轉(zhuǎn)動。而在某些情況下，需要手動去轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)軸或者閥門。如遇到緊急情況時，需要手動關(guān)閉閥門，切斷工業(yè)管道中物料的供給，當(dāng)人手動轉(zhuǎn)動閥門時，閥門轉(zhuǎn)動監(jiān)測19中的位置傳感器，如磁簧開關(guān)感應(yīng)到閥門轉(zhuǎn)動后會將閥門轉(zhuǎn)動的觸發(fā)信號發(fā)送至邏輯電路21，邏輯電路21控制開啟功率開關(guān)22，備用電源開始給單圈位置編碼器41、記圈單元42，非易失性存儲器46供電，通過單圈位置編碼器41和記圈單元42可以獲得當(dāng)前閥門所處的位置信息，控制芯片M可以讀取單圈位置編碼器41和記圈單元42的位置信息并將其進(jìn)行整合，獲取閥門的位置信息。并將其存儲在非易失性存儲器46中。當(dāng)采用備用電源9VDC供電，功率開關(guān)22打開時，控制芯片M控制關(guān)斷功率開關(guān) 23，停止對與閥門轉(zhuǎn)動無關(guān)的大功耗的液晶顯示、普通的繼電器、模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換電路31的供電，即根據(jù)觸發(fā)信號來選擇性地給與觸發(fā)信號相關(guān)的電路供電，與觸發(fā)信號無關(guān)的電路則不再供電，降低了備用電源的功耗同時也降低了位置檢測電路的功耗。在備用電源給單圈編碼器41、記圈單元42供電一定時間后，若控制芯片讀取的單圈編碼器41輸出的位置信息與記圈單元42輸出的位置信息始終沒有任何變化，則控制芯片M通過控制邏輯電路21 進(jìn)而控制功率開關(guān)22關(guān)斷，中斷備用電源9VDC對單圈編碼器41、記圈單元42、非易失性存儲器46及控制芯片對的供電。綜上所述，本發(fā)明的技術(shù)方案通過記圈單元和單圈編碼器實現(xiàn)了低成本的多圈轉(zhuǎn)動的位置檢測。所述記圈單元為磁感應(yīng)開關(guān)，進(jìn)一步降低了位置檢測裝置的成本，由于磁感應(yīng)開關(guān)的功耗小進(jìn)而也減小了位置檢測裝置的功耗。位置檢測裝置在選擇電路選擇備用電源供電時，通過控制電路，在接收到觸發(fā)信號時導(dǎo)通備用電源至功能電路的供電通路，而在沒有觸發(fā)信號時斷開備用電源至功能電路的供電通路，即由觸發(fā)信號觸發(fā)功能電路工作，沒有觸發(fā)時功能電路停止工作，這樣功能電路在備用電源供電時不會持續(xù)工作，因此在很大程度上降低了位置檢測裝置在備用電源供電時的功耗，進(jìn)而可以使得位置檢測裝置在備用電源供電時可以實時讀取待測對象的位置變化并顯示。而且，由于降低了位置檢測裝置的功耗，因此，也降低了因主電源丟失而啟用備用電源時備用電源的功耗。
將功能電路分為與觸發(fā)信號相關(guān)的位置檢測電路和與觸發(fā)信號無關(guān)的第一電路， 在備用電源供電時使所述第一電路停止工作，由觸發(fā)信號觸發(fā)所述位置檢測電路工作，即在備用電源供電時僅有位置檢測電路因觸發(fā)而工作，其他電路處于停止工作的狀態(tài)，因此進(jìn)一步降低了位置檢測裝置的功耗，同時也降低了備用電源的功耗?？刂齐娐房梢赃M(jìn)一步分為控制單元和邏輯單元，在功能電路停止工作時也使控制單元停止工作，進(jìn)一步降低了位置檢測裝置及備用電源的功耗。本發(fā)明雖然已以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種位置檢測裝置，包括主電源、備用電源、功能電路、適于選擇所述主電源或所述備用電源向所述功能電路供電的選擇電路，所述功能電路包括適于輸出位置檢測信息的位置檢測電路，其特征在于，所述位置檢測電路包括單圈編碼器，適于輸出待測對象單圈內(nèi)的位置變化；記圈單元，適于對所述待測對象的轉(zhuǎn)動圈數(shù)進(jìn)行計數(shù)；信息輸出單元，適于基于所述待測對象單圈內(nèi)的位置變化和轉(zhuǎn)動圈數(shù)輸出所述位置檢測信息。
2.如權(quán)利要求1所述的位置檢測裝置，其特征在于，還包括控制電路，適于在所述選擇電路選擇所述備用電源供電且未接收到觸發(fā)信號時斷開所述備用電源至所述功能電路的供電通路，在所述選擇電路選擇所述備用電源供電且接收到所述觸發(fā)信號時導(dǎo)通所述備用電源至所述功能電路的供電通路。
3.如權(quán)利要求2所述的位置檢測裝置，其特征在于，所述控制電路還適于在所述選擇電路選擇所述主電源供電時導(dǎo)通所述主電源至所述功能電路的供電通路。
4.如權(quán)利要求2或3所述的位置檢測裝置，其特征在于，所述控制電路包括控制單元，適于在所述主電源斷電且預(yù)定時間內(nèi)所述位置檢測信息未變化時輸出控制信號；邏輯單元，適于在接收到所述控制信號且未接收到所述觸發(fā)信號時輸出第一關(guān)斷信號，在所述主電源供電或在所述主電源斷電且接收到所述觸發(fā)信號時輸出第一開啟信號；第一開關(guān)單元，包括與所述選擇電路選擇的電源連通的第一輸入端，與所述功能電路的電源輸入端和所述控制單元的電源輸入端連通的第一輸出端，以及連接所述邏輯單元的第一控制端；在所述第一控制端接收到所述第一關(guān)斷信號時所述第一輸入端和所述第一輸出端斷開，在所述第一控制端接收到所述第一開啟信號時所述第一輸入端和所述第一輸出端導(dǎo)通。
5.如權(quán)利要求4所述的位置檢測裝置，其特征在于，所述控制單元還適于在所述主電源剛斷電且備用電源供電預(yù)設(shè)時間內(nèi)未接收到觸發(fā)信號時輸出所述控制信號。
6.如權(quán)利要求4所述的位置檢測裝置，其特征在于，所述控制電路還包括主電源監(jiān)測單元，適于在所述主電源斷電時輸出斷電信號至所述控制單元和所述邏輯單元。
7.如權(quán)利要求6所述的位置檢測裝置，其特征在于，所述邏輯單元包括三輸入或門、 二輸入與門和二輸入或門，其中，所述三輸入或門的第一輸入端連接所述二輸入與門的輸出端，第二輸入端輸入所述觸發(fā)信號，第三輸入端連接所述主電源監(jiān)測單元的輸出端；所述二輸入與門的第一輸入端連接所述三輸入或門的輸出端，第二輸入端連接所述控制單元的輸出端；所述二輸入或門的第一輸入端連接所述二輸入與門的輸出端，第二輸入端連接所述主電源監(jiān)測單元的輸出端，輸出端連接第一開關(guān)單元的第一控制端。
8.如權(quán)利要求4所述的位置檢測裝置，其特征在于，所述功能電路還包括與所述觸發(fā)信號無關(guān)的第一電路；所述控制單元還適于在所述備用電源供電時輸出第二關(guān)斷信號，否則輸出第二開啟信號；所述控制電路還包括第二開關(guān)單元，包括與所述第一開關(guān)單元的第一輸出端連通的第二輸入端，與所述第一電路的電源輸入端連通的第二輸出端，以及連通所述控制單元的第二控制端；在所述第二控制端接收到所述第二關(guān)斷信號時所述第二輸入端和所述第二輸出端斷開，在所述第二控制端接收到所述第二開啟信號時所述第二輸入端和所述第二輸出端導(dǎo)通。
9.如權(quán)利要求8所述的位置檢測裝置，其特征在于，所述位置檢測電路還包括輸出第一電壓的穩(wěn)壓電路、將所述第一電壓轉(zhuǎn)換為第二電壓的電壓轉(zhuǎn)換電路和第二電路；所述穩(wěn)壓電路的輸入端連接所述第一開關(guān)單元的第一輸出端，所述穩(wěn)壓電路的輸出端連接所述單圈編碼器的電源輸入端、記圈單元的電源輸入端、信息輸出單元的電源輸入端、 所述第二開關(guān)單元的第二輸入端和所述電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端，所述電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接所述第二電路的電源輸入端和所述控制單元的電源輸入端，所述第二電路與所述控制單元連接。
10.如權(quán)利要2或3所述的位置檢測裝置，其特征在于，所述控制電路包括開關(guān)控制單元，適于在所述主電源斷電且在預(yù)定時間內(nèi)所述位置檢測信息未變化且未接收到所述觸發(fā)信號時輸出第一關(guān)斷信號，在所述主電源供電或在所述主電源斷電且接收到所述觸發(fā)信號時輸出第一開啟信號；第一開關(guān)單元，包括與所述選擇電路選擇的電源連通的第一輸入端，與所述功能電路的電源輸入端連通的第一輸出端，以及連接所述開關(guān)控制單元的第一控制端；在所述第一控制端接收到所述第一關(guān)斷信號時所述第一輸入端和所述第一輸出端斷開，在所述第一控制端接收到所述第一開啟信號時所述第一輸入端和所述第一輸出端導(dǎo)通。
11.如權(quán)利要求10所述的位置檢測裝置，其特征在于，所述開關(guān)控制單元還適于在所述主電源剛斷電且備用電源供電預(yù)設(shè)時間內(nèi)未接收到觸發(fā)信號時輸出所述第一關(guān)斷信號。
12.如權(quán)利要求10所述的位置檢測裝置，其特征在于，所述控制電路還包括主電源監(jiān)測單元，適于在所述主電源斷電時輸出斷電信號至所述開關(guān)控制單元。
13.如權(quán)利要求10所述的位置檢測裝置，其特征在于，所述功能電路還包括與所述觸發(fā)信號無關(guān)的第一電路；所述開關(guān)控制單元還適于在所述備用電源供電時輸出第二關(guān)斷信號，否則輸出第二開啟信號；所述控制電路還包括第二開關(guān)單元，包括與所述第一開關(guān)單元的第一輸出端連通的第二輸入端，與所述第一電路的電源輸入端連通的第二輸出端，以及連通所述開關(guān)控制單元的第二控制端；在所述第二控制端接收到所述第二關(guān)斷信號時所述第二輸入端和所述第二輸出端斷開，在所述第二控制端接收到所述第二開啟信號時所述第二輸入端和所述第二輸出端導(dǎo)通。
14.如權(quán)利要求13所述的位置檢測裝置，其特征在于，所述位置檢測電路還包括輸出第一電壓的穩(wěn)壓電路、將所述第一電壓轉(zhuǎn)換為第二電壓的電壓轉(zhuǎn)換電路和第二電路；所述穩(wěn)壓電路的輸入端連接所述第一開關(guān)單元的第一輸出端，所述穩(wěn)壓電路的輸出端連接所述單圈編碼器的電源輸入端、記圈單元的電源輸入端、信息輸出單元的電源輸入端、 所述第二開關(guān)單元的第二輸入端和所述電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端，所述電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接所述第二電路的電源輸入端，所述第二電路與所述開關(guān)控制單元連接。
15.如權(quán)利要求2所述的位置檢測裝置，其特征在于，所述觸發(fā)信號由位置傳感器感應(yīng)待測對象的轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生。
16.如權(quán)利要求2所述的位置檢測裝置，其特征在于，還包括與所述控制電路相連的開關(guān)，所述開關(guān)閉合產(chǎn)生所述觸發(fā)信號。
17.如權(quán)利要求1所述的位置檢測裝置，其特征在于，所述待測對象為轉(zhuǎn)軸或者閥門。
18.如權(quán)利要求1所述的位置檢測裝置，其特征在于，所述記圈單元包括磁感應(yīng)開關(guān)和計數(shù)器。
19.如權(quán)利要求1所述的位置檢測裝置，其特征在于，所述單圈編碼器為單圈磁編碼器或者單圈光電編碼器。
20.如權(quán)利要求1所述的位置檢測裝置，其特征在于，所述單圈編碼器為單圈絕對值磁編碼器。
21.如權(quán)利要求1所述的位置檢測裝置，其特征在于，還包括僅由所述主電源供電的顯示屏背光電路，以及由所述主電源或所述備用電源供電的顯示檢測位置的位置顯示屏。
全文摘要
一種位置檢測裝置，包括主電源、備用電源、功能電路、適于選擇所述主電源或所述備用電源向所述功能電路供電的選擇電路，所述功能電路包括適于輸出位置檢測信息的位置檢測電路，所述位置檢測電路包括單圈編碼器，適于輸出待測對象單圈內(nèi)的位置變化；記圈單元，適于對所述待測對象的轉(zhuǎn)動圈數(shù)進(jìn)行計數(shù)；信息輸出單元，適于基于所述待測對象單圈內(nèi)的位置變化和轉(zhuǎn)動圈數(shù)輸出所述位置檢測信息。本發(fā)明技術(shù)方案的位置檢測裝置功耗低，實現(xiàn)了低成本的多圈轉(zhuǎn)動的位置檢測，而且所述位置檢測裝置在很大程度上降低了因主電源丟失而啟用備用電源時備用電源的功耗。
文檔編號G01D5/26GK102506907SQ201110298339
公開日2012年6月20日 申請日期2011年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月27日
發(fā)明者葉嵩, 羅育敏, 陳棟 申請人:上海源致信息技術(shù)有限公司