自動判定待測元件總數并納入監測的交流電源感測裝置制造方法
【專利摘要】一種自動判定待測元件總數并納入監測的交流電源感測裝置，包括一偵測輸入單元、一第一輸出準位單元、一第二延遲單元、一第二輸出準位單元以及一串接連結下一元件單元。該偵測輸入單元包括一第一延遲單元以及一第一反相器。該第一延遲單元接收并延遲一輸入訊號。該第一反相器的輸入端與該第一延遲單元連結，并將該輸入訊號反相。該第一輸出準位單元包括一第一與非門、一第一二極管以及一第一電阻。該第一與非門的一輸入端與一元件的交流電源訊號連結，另一輸入端與該第一反相器的輸出連結。該第一二極管的負端與該第一與非門的輸出端連接。
【專利說明】自動判定待測元件總數并納入監測的交流電源感測裝置

【技術領域】
[0001]本發明是關于一種自動判定待測元件總數并納入監測的交流電源感測裝置，特別是一種可自動判定待測元件的總數，以串接方式，一個元件測完再通知下一個元件，因此不會因為元件的基本誤差而造成累積誤差的自動判定待測元件總數并納入監測的交流電源感測裝置。

【背景技術】
[0002]交流電(Alternating Current,AC)是指大小和方向都發生周期性變化的電流,在一個周期內的運行平均值為零。相較于方向不隨時間發生改變的直流電，交流電是傳輸電能較有效率的方式，并且能較方便的變更其電壓大小，因此目前各國的商用及民用電力供應均采用交流電的方式。
[0003]由于大部分的電器設備都是以交流電源供應電能，若交流電源無法正常供電，電器設備便無法正常運作，容易造成工業生產過程的重大損失。因此，偵測交流電源是否正常供電便成為待解決的重要課題。
[0004]然而，目前大部分的交流電源偵測裝置，均須耦接至交流電源本身，對于被偵測對象的電氣特性可能產生影響或干擾，且若要偵測復數電器設備，需要各別裝設一交流電源偵測裝置，而無法以一交流電源偵測裝置偵測復數電器設備。
[0005]因此，如何設計出一不須耦接至交流電源本身，對于被偵測對象的電氣特性不會產生影響或干擾，且可偵測復數電器設備的交流電源感測裝置，便成為相關廠商以及相關研發人員所共同努力的目標。


【發明內容】

[0006]本發明人有鑒于現有的交流電源感測裝置須耦接至交流電源本身，且無法偵測復數電器設備的缺失，乃積極著手進行開發，以期可以改進上述既有的缺點，經過不斷地試驗及努力，終于開發出本發明。
[0007]本發明的目的，是提供一種不須耦接至交流電源本身，對于被偵測對象的電氣特性不會產生影響或干擾，且可偵測復數電器設備的交流電源感測裝置。
[0008]為了達成上述的目的,本發明的自動判定待測元件總數并納入監測的交流電源感測裝置，包括:
一偵測輸入單元，包括:
一第一延遲單元，接收并延遲一輸入訊號；以及
一第一反相器，其輸入端與該第一延遲單兀連結，并將該輸入訊號反相；
一第一輸出準位單元，包括:
一第一與非門，其一輸入端與一兀件的交流電源訊號連結，另一輸入端與該第一反相器的輸出連結；
一第一二極管，其負端與該第一與非門的輸出端連接；以及一第一電阻，其一端與該第一二極管的正端連接；
一第二延遲單元，與該第一反相器的輸出連接，以延遲反相后的該輸入訊號；
一第二輸出準位單元，包括:
一第二與非門，其一輸入端與該第一延遲單兀的輸出連接，另一輸入端與該第二延遲單元的輸出連接；以及
一第二二極管，其負端與該第二與非門的輸出端連接，其正端與該第一電阻的另一端連接；以及
一串接連結下一元件單元，包括:
一第二反相器，其輸入端與該第二延遲單元的輸出連接；以及一第二電阻，其一端與該第二反相器的輸出端連接，另一端與下一兀件的輸入端串接連結。
[0009]透過上述的系統，本發明是利用磁場感應方式，無侵入性，對于被偵測對象的電氣特性不會產生影響或干擾；再者，本發明是將感應的微弱交流訊號轉成數字化的0N/0FF(開/關)電子訊號，可長距離偵測，不受干擾且壽命長；本發明可自動判定待測元件的總數；本發明是以串接方式，一個元件測完再通知下一個元件，因此不會因為元件的基本誤差而造成累積誤差；本發明以串接位置決定感測裝置的ID，可直接使用無須設定任何參數；本發明輸出端并接方式可大量減少配線。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發明的自動判定待測元件總數并納入監測的交流電源感測裝置的系統架構圖；
圖2是本發明的自動判定待測元件總數并納入監測的交流電源感測裝置的細部電路圖；
圖3是本發明的自動判定待測元件總數并納入監測的交流電源感測裝置的一實施例；圖4是本發明的自動判定待測元件總數并納入監測的交流電源感測裝置的外殼的實施例；
圖5是本發明的自動判定待測元件總數并納入監測的交流電源感測裝置連結復數交流電源感測裝置的示意圖；
圖6是本發明的自動判定待測元件總數并納入監測的交流電源感測裝置的時序圖。
[0011]附圖標記說明
(I)自動判定待測元件總數并納入監測的交流電源感測裝置
(10)偵測輸入單元
(100)第一延遲單元
(1000)第三電阻
(1001)第四電阻
(1002)第一電容
(1003)第三二極管
(101)第一反相器
(II)第一輸出準位單元 (110)第一與非門
(111)第一二極管
(112)第一電阻
(12)第二延遲單元
(120)第五電阻
(121)第四二極管
(122)第二電容
(13)第二輸出準位單元
(130)第二與非門
(131)第二二極管
(14)串接連結下一元件單元
(140)第二反相器
(141)第二電阻
(15)外殼
(150)穿孔
(151)輸入端子組
(1510)輸入電源負極端
(1511)輸入端
(1512)輸入訊號端
(1513)輸入電源正極端
(152)輸出端子組
(1520)輸出電源負極端
(1521)輸出端
(1522)輸出訊號端
(1523)輸出電源正極端
(16)磁場感應電路 (160)螺線管
(17)指示燈
(170)第六電阻
(171)LED指示燈
(18)整流濾波電路
(180)第五二極管
(181)第三電容
(19)放大驅動電路
(2)第一節點
(3)第二節點。
具體實施例
[0012]為使熟悉該項技藝人士了解本發明的目的，茲配合附圖將本發明的較佳實施例詳細說明如下。
[0013]請參考圖1所示，本發明的自動判定待測元件總數并納入監測的交流電源感測裝置(I)，包括一偵測輸入單元(10)、一第一輸出準位單元(11)、一第二延遲單元(12)、一第二輸出準位單元(13)以及一串接連結下一元件單元(14)。
[0014]該偵測輸入單元(10)包括一第一延遲單元(100)以及一第一反相器(101)。該第一延遲單兀(100)接收并延遲一輸入訊號。該第一反相器(101)的輸入端與該第一延遲單元(100)連結，并將該輸入訊號反相。
[0015]該第一輸出準位單元(11)包括一第一與非門(110)、一第一二極管(111)以及一第一電阻(112)。該第一與非門(110)的一輸入端與一元件的交流電源訊號連結，另一輸入端與該第一反相器(101)的輸出連結。該第一二極管(111)的負端與該第一與非門(I1)的輸出端連接。該第一電阻(112)的一端與該第一二極管(111)的正端連接。
[0016]該第二延遲單元(12)與該第一反相器(101)的輸出連接，以延遲反相后的該輸入訊號。
[0017]該第二輸出準位單元(13)包括一第二與非門(130)以及一第二二極管(131)。該第二與非門(130)的一輸入端與該第一延遲單兀(100)的輸出連接,另一輸入端與該第二延遲單元(12)的輸出連接。該第二二極管(131)的負端與該第二與非門(130)的輸出端連接，其正端與該第一電阻(112)的另一端連接。
[0018]該串接連結下一元件單元(14)包括一第二反相器(140)以及一第二電阻(141)。該第二反相器(140)的輸入端與該第二延遲單元(12)的輸出連接。該第二電阻(141)的一端與該第二反相器(140)的輸出端連接，另一端與下一元件的輸入端串接連結。
[0019]請參考圖2所示，在本發明的一實施例中，該第一延遲單元(100)包括一第三電阻(1000)、一第四電阻(1001)、一第一電容(1002)以及一第三二極管(1003)。該第三電阻(1000)的一端接地，另一端接收該輸入訊號。該第四電阻(1001)的一端與該第三電阻(1000)的另一端連接。該第一電容(1002)的一端與該第四電阻(1001)的另一端連接，另一端接地。該第三二極管(1003)的負端與該第三電阻(1000)的另一端連接，并接收該輸入訊號，該第三二極管(1003)的正端與該第四電阻(1001)的另一端連接。
[0020]在本發明的一實施例中，該第二延遲單元(12)包括一第五電阻(120)、一第四二極管(121)以及一第二電容(122)。該第五電阻(120)的一端與該第一反相器(101)的輸出連結。該第四二極管(121)的正端與該第一反相器(101)的輸出連結,負端與該第五電阻(120)的另一端連結，該第四二極管(121)的負端與該第二與非門(130)的另一輸入端連結。該第二電容(122)的一端與該第四二極管(121)的負端連結，另一端接地。
[0021]在本發明的一實施例中，與該第一與非門(110)的一輸入端連接的該元件的交流電源訊號連結方式為連接外部傳感器、開關或按鍵。
[0022]請參考圖3以及圖4所示，在本發明的一實施例中，本發明的自動判定待測元件總數并納入監測的交流電源感測裝置(I)更包括一外殼(15)、一磁場感應電路(16)、一指示燈(17)、一整流濾波電路(18)以及一放大驅動電路(19)。
[0023]該外殼(15)包括一穿孔(150)，該穿孔(150)可容納負載有一交流電源的一電線穿過其中，且具有一第一輸出端及一第二輸出端。該磁場感應電路(16)位于該外殼(15)內部且圍繞于該穿孔(150)周圍，感測該電線上的該交流電源所產生的一磁場而產生一第一電壓。該指示燈(17)耦接至該磁場感應電路(16)，依據該第一電壓的強度發光。該整流濾波電路(18)對該第一電壓進行整流及濾波以于產生一第二電壓。該放大驅動電路(19)放大該第二電壓以于該第一輸出端及該第二輸出端之間產生一輸出電流。
[0024]于一實施例中，該磁場感應電路(16)包括一螺線管(160),用以感測載有一交流電源的一導線于該中央穿孔的周圍區域所產生的磁場。該指示燈(17)耦接于一第一節點
(2)與地電位之間,依據該第一電壓的強度發光。于一實施例中，該指不燈(17)包含一第六電阻(170)及一 LED指示燈(171)。
[0025]該整流濾波電路(18)耦接于該第一節點(2)以及一第二節點(3)之間，對該第一電壓進行整流及濾波以于該第二節點(3)產生一第二電壓。于一實施例中，該整流濾波電路(18)包括一第五二極管(180)以及一第三電容(181)。該第五二極管(180)耦接于該第一節點(2)與該第二節點(3)之間,對流經該第一節點(2)與該第二節點(3)之間的電流整流。該電容(181)耦接于該第二節點(3)與地電位之間。該放大驅動電路(19)耦接至該第二節點(3),放大該第二電壓以于第一輸出端530a及第二輸出端530b之間產生一輸出電流。于一實施例中，該放大驅動電路(19)包括一晶體管(190)、一電阻(191)以及一電阻(192)。該電阻(191)耦接于該晶體管(190)的基極與該第二節點(3)之間。該晶體管(190)有一集極耦接至該第一輸出端530a，一射極耦接至第二輸出端530b。
[0026]請參考圖5所示，在本發明的一實施例中，該外殼(15)更包括:
一輸入端子組(151),包括:
一輸入電源負極端(1510)；
一輸入端(1511)；
一輸入訊號端(1512);以及一輸入電源正極端(1513);以及一輸出端子組(I52),包括:
一輸出電源負極端(1520)，與下一自動判定待測元件總數并納入監測的交流電源感測裝置⑴的輸入電源負極端(1510)連結；
一輸出端(1521)，與下一自動判定待測元件總數并納入監測的交流電源感測裝置(I)的輸入端(1511)串接連結；
一輸出訊號端(1522)，與下一自動判定待測元件總數并納入監測的交流電源感測裝置
(I)的輸入訊號端(1512)串接連結；以及
一輸出電源正極端(1523)，與下一自動判定待測元件總數并納入監測侵入的交流電源感測裝置(I)的輸入電源正極端(1513)連結。
[0027]請參考圖6所示，本線路輸出端的直流電壓輸出準位分三階:高位階(VH)、中位階(VM)以及低位階(VL)。偵測過程分兩個時段:Load 0N/0FF (負載，開/關)的判定時段及此元件結束的確認時段。當輸入端電位由Low (低)變為High (高)時，第一時段開始由輸出端讀取直流電壓準位，如為高位階(VH)代表Load ON (負載，開)，如為中位階(VM)代表Load OFF (負載，關)；接著第二時段如讀取到的直流電壓準位為低位階(VL)時，表示此元件已偵測結束，此元件同時會輸出一個開始偵測的信號給下一個元件，以此類推。如果輸出端讀取的直流電壓準位在高位階(VH)而持續過長時間代表元件數量到些為止。
[0028]透過上述的系統，本發明是利用磁場感應方式，無侵入性，對于被偵測對象的電氣特性不產生影響或干擾；再者，本發明是將感應的微弱交流訊號轉成數字化的ON/OFF (開/關)電子訊號，可長距離偵測，不受干擾且壽命長；本發明可自動判定待測元件的總數；本發明是以串接方式，一個元件測完再通知下一個元件，因此不會因為元件的基本誤差而造成累積誤差；本發明以串接位置決定感測裝置的ID，可直接使用無須設定任何參數；本發明輸出端并接方式可大量減少配線。再者，其結構型態并非所屬【技術領域】中的人士所能輕易思及而達成者，實具有新穎性以及進步性無疑。
[0029]透過上述的詳細說明，即可充分顯示本發明的目的及功效上均具有實施的進步性，極具產業的利用性價值，且為目前市面上前所未見的新發明，完全符合發明專利要件，爰依法提出申請。唯以上所述著僅為本發明的較佳實施例而已，當不能用以限定本發明所實施的范圍。即凡依本發明專利范圍所作的均等變化與修飾，皆應屬于本發明專利涵蓋的范圍內，謹請貴審查委員明鑒，并祈惠準，是所至禱。
【權利要求】
1.一種自動判定待測元件總數并納入監測的交流電源感測裝置，其特征在于，包括: 一偵測輸入單元，包括: 一第一延遲單元，接收并延遲一輸入訊號；以及 一第一反相器，其輸入端與該第一延遲單兀連結，并將該輸入訊號反相； 一第一輸出準位單元，包括: 一第一與非門，其一輸入端與一兀件的交流電源訊號連結，另一輸入端與該第一反相器的輸出連結； 一第一二極管，其負端與該第一與非門的輸出端連接；以及 一第一電阻，其一端與該第一二極管的正端連接； 一第二延遲單元，與該第一反相器的輸出連接，以延遲反相后的該輸入訊號； 一第二輸出準位單元，包括: 一第二與非門，其一輸入端與該第一延遲單兀的輸出連接，另一輸入端與該第二延遲單元的輸出連接；以及 一第二二極管，其負端與該第二與非門的輸出端連接，其正端與該第一電阻的另一端連接；以及 一串接連結下一元件單元，包括: 一第二反相器，其輸入端與該第二延遲單元的輸出連接；以及一第二電阻，其一端與該第二反相器的輸出端連接，另一端與下一兀件的輸入端串接連結。
2.如權利要求1所述的自動判定待測元件總數并納入監測的交流電源感測裝置，其特征在于，該第一延遲單元包括: 一第三電阻，其一端接地，另一端接收該輸入訊號； 一第四電阻，其一端與該第三電阻的另一端連接； 一第一電容，其一端與該第四電阻的另一端連接，另一端接地；以及一第三二極管，其負端與該第三電阻的另一端連接，并接收該輸入訊號，該第三二極管的正端與該第四電阻的另一端連接。
3.如權利要求1或2所述的自動判定待測元件總數并納入監測的交流電源感測裝置，其特征在于，該第二延遲單元包括: 一第五電阻，其一端與該第一反相器的輸出連結； 一第四二極管，其正端與該第一反相器的輸出連結，負端與該第五電阻的另一端連結，該第四二極管的負端與該第二與非門的另一輸入端連結；以及一第二電容，其一端與該第四二極管的負端連結，另一端接地。
4.如權利要求1或2所述的自動判定待測元件總數并納入監測的交流電源感測裝置，其特征在于，與該第一與非門的一輸入端連接的該元件的交流電源訊號連結方式為連接外部傳感器、開關或按鍵。
5.如權利要求3所述的自動判定待測元件總數并納入監測的交流電源感測裝置，其特征在于，與該第一與非門的一輸入端連接的該元件的交流電源訊號連結方式為連接外部傳感器、開關或按鍵。
6.如權利要求1或2所述的自動判定待測元件總數并納入監測的交流電源感測裝置，其特征在于，更包括: 一外殼，包括一穿孔，該穿孔可容納負載有一交流電源的一電線穿過其中，且具有一第一輸出端及一第二輸出端； 一磁場感應電路，位于該外殼內部且圍繞于該穿孔周圍，感測該電線上的該交流電源所產生的一磁場而產生一第一電壓； 一指示燈，耦接至該磁場感應電路，依據該第一電壓的強度發光； 一整流濾波電路，對該第一電壓進行整流及濾波以于產生一第二電壓；以及一放大驅動電路，放大該第二電壓以于該第一輸出端及該第二輸出端之間產生一輸出電流。
7.如權利要求6所述的自動判定待測元件總數并納入監測的交流電源感測裝置，其特征在于，該外殼更包括: 一輸入端子組，包括: 一輸入電源負極端； 一輸入端； 一輸入訊號端；以及 一輸入電源正極端；以及 一輸出端子組，包括: 一輸出電源負極端，與下一自動判定待測元件總數并納入監測的交流電源感測裝置的輸入電源負極端連結； 一輸出端，與下一自動判定待測元件總數并納入監測的交流電源感測裝置的輸入端串接連結； 一輸出訊號端，與下一自動判定待測元件總數并納入監測的交流電源感測裝置的輸入訊號端串接連結；以及 一輸出電源正極端，與下一自動判定待測元件總數并納入監測的交流電源感測裝置的輸入電源正極端連結。
【文檔編號】G01R31/42GK104198956SQ201410362964
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月28日 優先權日:2014年7月28日
【發明者】袁志堅 申請人:凱立自動化有限公司