專利名稱：一種直流配用電系統(tǒng)中的小電流測量裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種直流電流的測量裝置及方法，特別涉及一種基于直流母線取能的直流配用電系統(tǒng)中的小電流測量裝置及方法。
背景技術(shù)：
隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力、工業(yè)、交通等行業(yè)現(xiàn)代化水平越來越高，應(yīng)用直流電的區(qū)域和部門越來越多，如發(fā)配電系統(tǒng)、城市和礦山的牽引車、電氣化軌道、化工、冶金及國
防工業(yè)等。直流配用電系統(tǒng)的電流是電能計(jì)量和繼電保護(hù)的主要測量參數(shù)，準(zhǔn)確測量直流電 流對(duì)于提高計(jì)量準(zhǔn)確性和供電可靠性都具有重要價(jià)值。目前常用的直流電流測量方法按原理可分為兩大類一類基于歐姆定律，根據(jù)被測電流在已知電阻上的電壓來確定被測電流的大小，如分流器；另一類是根據(jù)被測電流所建立的磁場為基礎(chǔ)，將電流的測量問題轉(zhuǎn)變?yōu)榇艌龅臏y量問題來測量電流，比如通過測量其磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通或者磁勢(shì)等方法來測量電流，如霍爾傳感器、直流互感器、直流電流比較儀等等?；陔姶鸥袘?yīng)的測量方法存在如下技術(shù)問題(1)霍爾傳感器過載能力不高，可能會(huì)被短路電流損壞；若為了防止霍爾傳感器被短路電流損壞，必須選擇大量程，這使得在小電流(遠(yuǎn)小于額定電流)的情況下無法實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測量；(2)直流互感器是利用磁平衡原理，存在磁飽和、體積大、造價(jià)高等問題；(3)直流電流比較儀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積較大，而且易受環(huán)鏡影響，不滿足低成本和小型化的要求，不可能用于在線監(jiān)測。直流配用電系統(tǒng)的額定電流往往達(dá)到數(shù)千安培以上，且對(duì)供電安全性的要求非常高。相比而言，基于歐姆定律的分流器成本低、壽命長、耐受短路電流能力好，因此是目前最常用的直流配用電系統(tǒng)中電流測量方法。然而，分流器測量存在如下技術(shù)問題分流器無法精確測量小電流，此外分流器測量的隔離也是亟待解決的問題之一。也就是說，現(xiàn)有技術(shù)中的直流電流測量方法在電流遠(yuǎn)小于額定電流的情況下無法實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測量。特別地，在環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的直流配用電系統(tǒng)中，直流小電流的方向在某些情況下會(huì)發(fā)生反轉(zhuǎn)，其大小只有幾安培至幾十安培，現(xiàn)有技術(shù)也無法準(zhǔn)確判斷小電流的方向。這些都不利于斷路器的控制和繼電保護(hù)。因此，解決直流配用電系統(tǒng)中小電流的測量問題非常重要。直流配用電系統(tǒng)中的小電流的測量有幾個(gè)難點(diǎn)(1)小電流實(shí)質(zhì)是主回路電流，位于高壓側(cè)；(2)直流電流的測量方法相對(duì)交流來說少一些，如交流系統(tǒng)中廣泛采用的變壓器原理的電流互感器就無法應(yīng)用在直流電流的測量之中；(3)測量精度和過載能力問題一般情況下，電路中流過kA數(shù)量級(jí)的穩(wěn)態(tài)電流，發(fā)生短路故障時(shí)，電路中會(huì)出現(xiàn)幾百kA數(shù)量級(jí)的短時(shí)短路電流。這就要求檢測裝置既能夠準(zhǔn)確檢測出幾十安培的電流，又能夠長時(shí)間承受kA級(jí)大電流，還能承受短時(shí)數(shù)百kA的短路電流。綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)無法用于直流配用電系統(tǒng)中小電流的測量，需要經(jīng)過改進(jìn)或采用其它方法對(duì)其進(jìn)行測量。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述一個(gè)或多個(gè)技術(shù)問題，本發(fā)明公開了一種直流配用電系統(tǒng)中的小電流測量裝置，所述裝置包括直流母線取能模塊、信號(hào)采集模塊、信號(hào)調(diào)理模塊、無線傳輸模塊，以及測量數(shù)據(jù)接收模塊，其特征在于
(1)所述直流母線取能模塊通過收集和管理直流母線中串有的分流器兩端的電壓來為整個(gè)小電流測量裝置提供電源；
(2)所述信號(hào)采集模塊通過所述分流器來實(shí)現(xiàn)對(duì)所述小電流的采集，并輸出至所述信號(hào)調(diào)理模塊；
(3)所述信號(hào)調(diào)理模塊包括放大電路和保護(hù)電路，所述放大電路用于對(duì)所述信號(hào)采集 模塊輸出的信號(hào)進(jìn)行放大，限幅保護(hù)后將信號(hào)輸出至無線傳輸模塊；
(4)所述無線傳輸模塊對(duì)所述信號(hào)調(diào)理模塊輸出的信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后以無線的方式發(fā)送給所述測量數(shù)據(jù)接收模塊。同時(shí)，本發(fā)明還公開了一種直流配用電系統(tǒng)中的小電流測量方法，其特征在于
(1)通過收集和管理直流母線中串有的分流器兩端的電壓來為整個(gè)小電流測量方法提供電源支持；
(2)通過所述分流器來實(shí)現(xiàn)對(duì)所述小電流的采集；
(3)對(duì)上一步驟采集的信號(hào)進(jìn)行放大；
(4)對(duì)上一步驟放大的信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后以無線的方式發(fā)送給測量數(shù)據(jù)接收方。


圖I為本發(fā)明中的測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為解決上述一個(gè)或多個(gè)技術(shù)問題，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中公開了一種直流配用電系統(tǒng)中的小電流測量裝置，所述裝置包括直流母線取能模塊、信號(hào)采集模塊、信號(hào)調(diào)理模塊、無線傳輸模塊，以及測量數(shù)據(jù)接收模塊，其特征在于
(1)所述直流母線取能模塊通過收集和管理直流母線中串有的分流器兩端的電壓來為整個(gè)小電流測量裝置提供電源；
(2)所述信號(hào)采集模塊通過所述分流器來實(shí)現(xiàn)對(duì)所述小電流的采集，并輸出至所述信號(hào)調(diào)理模塊；
(3)所述信號(hào)調(diào)理模塊包括放大電路和保護(hù)電路，所述放大電路用于對(duì)所述信號(hào)采集模塊輸出的信號(hào)進(jìn)行放大，限幅保護(hù)后將信號(hào)輸出至無線傳輸模塊；
(4)所述無線傳輸模塊對(duì)所述信號(hào)調(diào)理模塊輸出的信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后以無線的方式發(fā)送給所述測量數(shù)據(jù)接收模塊。結(jié)合圖I來看，其中，與無線傳輸模塊對(duì)應(yīng)的測量數(shù)據(jù)接收模塊未示出。就該實(shí)施例而言，其采用的是“分流器+直流母線取能+信號(hào)采集+信號(hào)調(diào)理+無線傳輸”的方式。分流器不僅用于直流母線取能模塊，同時(shí)分流器自身還是信號(hào)采集模塊的一部分，本發(fā)明則是對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中分流器測量技術(shù)的改進(jìn)，通過信號(hào)調(diào)理模塊中的放大電路從而實(shí)現(xiàn)對(duì)小電流的測量。另外，信號(hào)采集模塊發(fā)送給信號(hào)調(diào)理模塊信號(hào)之前，信號(hào)采集模塊也可以包括除了分流器之外其他的電路單元，以有利于傳輸信號(hào)給信號(hào)調(diào)理模塊為準(zhǔn)。實(shí)際應(yīng)用中，如果在高壓直流配用電系統(tǒng)中，除測量數(shù)據(jù)接收模塊之外，其余模塊可構(gòu)成小電流測量的高壓側(cè)部分，高壓側(cè)部分將小電流信號(hào)通過無線傳輸模塊發(fā)出后，在低壓側(cè)通過相應(yīng)的測量數(shù)據(jù)接收模塊將信號(hào)接收并提取出信息，這樣就實(shí)現(xiàn)了小電流的準(zhǔn)確測量，也實(shí)現(xiàn)了高低壓側(cè)的隔離。如果需要對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，則可以由測量數(shù)據(jù)接收模塊來完成，簡單的處理也可以由無線傳輸模塊完成，但是出于降低功耗的目的，傾向于由測量數(shù)據(jù)接收模 塊完成。進(jìn)一步地，如果有需要的話，所述測量裝置也可以加裝包含電容的儲(chǔ)放電模塊，作為特殊情況下的備用電源。更優(yōu)的，在另一個(gè)實(shí)施例中，所述直流母線取能模塊還包括Ca)升壓變壓器；(b)超低電壓、升壓型轉(zhuǎn)換器和電源管理器。就該實(shí)施例而言，屬于直流母線取能模塊的優(yōu)選實(shí)施例，分流器兩端的電壓，有時(shí)也需要通過(a)升壓變壓器進(jìn)行升壓，以供(b)超低電壓、升壓型轉(zhuǎn)換器和電源管理器來進(jìn)行轉(zhuǎn)換和電源管理。更優(yōu)的，在另一個(gè)實(shí)施例中，所述超低電壓、升壓型轉(zhuǎn)換器和電源管理器，采用Linear Technology 公司的 LTC3108 芯片。對(duì)于 Linear Technology 公司的 LTC3108 芯片而言，這是一種高度集成的DC/DC轉(zhuǎn)換器，相當(dāng)于一個(gè)完整的能量收集電源管理系統(tǒng)，其非常適合于收集和管理來自諸如TEG(熱電發(fā)生器)、熱電堆和小型太陽能電池等極低輸入電壓電源的剩余能量。該器件本身也具有升壓型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所采用的升壓型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可在輸入電壓低至20mV的情況下正常運(yùn)作，輸出電壓值可選擇2. 35V，3. 3V，4. IV，5V中的任意一個(gè)值。也就是說，該實(shí)施例主要通過LTC3108來實(shí)現(xiàn)收集和管理分流器兩端的電壓。當(dāng)然，也可以不采用LTC3108系列芯片，而采用其他超低電壓、升壓型轉(zhuǎn)換器和電源管理器。實(shí)際應(yīng)用中可選擇如下方式，所述升壓變壓器與一個(gè)小的耦合電容以及LTC3108內(nèi)部的一個(gè)MOS開關(guān)形成一個(gè)振蕩器。這種設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)低至20mV的直流電壓的放大，使其能滿足LTC3108的輸入電壓要求。振蕩器的頻率取決于變壓器的二級(jí)繞組，頻率范圍IOKHz到ΙΟΟΚΗζ。當(dāng)輸入電壓為20mV時(shí)，可以選擇一個(gè)比例約為1:100的升壓變壓器。更優(yōu)的，在另一個(gè)實(shí)施例中，所述信號(hào)調(diào)理模塊包括處理正向電流的正向電流放大電路,和處理逆向電流的逆向電流放大電路。顯然,相對(duì)于前述實(shí)施例而言,本實(shí)施例使得本發(fā)明能夠在解決精確測量一個(gè)方向的小電流的前提下，進(jìn)一步解決對(duì)正向和逆向兩個(gè)方向的小電流的精確測量問題。更優(yōu)的，在另一個(gè)實(shí)施例中，正向電流放大電路采用分級(jí)測量的方式，由第一級(jí)和第二級(jí)兩級(jí)放大電路構(gòu)成，依據(jù)直流母線取能模塊所提供的電源電壓和適當(dāng)?shù)恼蛐‰娏鏖撝祦泶_定兩級(jí)放大電路的放大倍數(shù)。就該實(shí)施例而言，之所以正向電流的測量采用分級(jí)測量方式，是因?yàn)檎蛐‰娏鞯闹迪啾饶嫦蛐‰娏鞫?，其值比較大，范圍也比較寬，分級(jí)測量能夠兼顧寬測量范圍和高測量精度。舉例而言，選定一個(gè)適當(dāng)?shù)恼蛐‰娏鏖撝礗x 若第一級(jí)放大電路的輸出為Uol，其放大倍數(shù)Kl如果要保證母線中流過額定電流In時(shí)，本級(jí)放大電路輸出等于直流母線取能模塊提供的電源電壓值Vss，則有Kl=Vss/Un(其中Un為母線中流過額定電流In時(shí)，分流器的輸出電壓值)；若第二級(jí)放大電路的輸出為Uo2，其放大倍數(shù)K2要保證母線中流過電流大小為正向小電流閾值Ix時(shí)，本級(jí)放大電路輸出等于電源值Vss，則有Kl*K2=Vss/Ux，從而K2=Ux/Un (其中Ux為母線中流過電流為正向小電流閾值Ix時(shí)，分流器的輸出電壓值)。附帶說明地，逆向電流放大電路可以只采用一級(jí)放大電路，這是由于逆向電流值一般都比較小，沒有必要提供較大的測量范圍。這級(jí)放大電路的放大倍數(shù)只需保證母線中流過電流大小為逆向小電流閾值-Im時(shí)，本級(jí)放大電路K輸出等于電源值即可，即K=Vss/Um(其中Um為母線中流過反向小電流閾值Im時(shí)，分流器的輸出電壓值)。正向小電流閾值Ix與逆向小電流閾值-Im這兩個(gè)值的大小可以不相同，根據(jù)放大倍數(shù)的需要而定。進(jìn)一步地，在另一個(gè)實(shí)施例中無線傳輸模塊默認(rèn)只對(duì)第一級(jí)放大電路的輸出進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；當(dāng)處理后的值小于所述正向小電流閾值所對(duì)應(yīng)的分流器的電壓閾值時(shí)，無線傳輸模塊再對(duì)第二級(jí)放大電路的輸出進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，從而保證寬測量范圍的基礎(chǔ)上提高測量精度。也就是說，一般情況下，無線傳輸模塊中的模數(shù)轉(zhuǎn)換部分只采集Uol，當(dāng)Uol經(jīng)數(shù)據(jù)處理后的值小于正向小電流閾值Ix時(shí)，即Uol*Kl〈Ux，采集Uo2。
更優(yōu)選的，在另一個(gè)實(shí)施例中，所述正向電流放大電路和逆向電流放大電路均包括與其對(duì)應(yīng)的保護(hù)電路，保護(hù)電路用于限制放大電路輸入端之間的電壓。就該實(shí)施例而言，意在對(duì)放大電路的保護(hù)，防止過壓。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，保護(hù)電路的實(shí)現(xiàn)方式很多，比如利用二極管、或三極管、MOS管、IGBT管等。更優(yōu)選的，在另一個(gè)實(shí)施例中正向電流放大電路中第二級(jí)放大電路前設(shè)置有二極管，用于限制該級(jí)放大電路輸入端之間的電壓，使輸出不超過所述直流母線取能模塊提供的電源的電壓值。就該實(shí)施例而言，其用于對(duì)正向電流放大電路中第二級(jí)放大電路的正常工作進(jìn)行保護(hù)。更優(yōu)選的，在另一個(gè)實(shí)施例中所述無線傳輸模塊采用ZigBee、WiFi、GSM、CDMA、WCDMA中的任一方式或任一組合方式進(jìn)行無線傳輸。相對(duì)而言，ZigBee雖然低功耗，但是傳輸距離也相對(duì)短一些，至于具體在實(shí)際中采用何種無線傳輸方式，取決于其技術(shù)需求，比如GSM、CDMA, WCDMA模塊均具備接入移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)能力，理論上傳輸距離沒有限制，現(xiàn)有技術(shù)中也存在多種采用移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，特別是短信收發(fā)來完成測量的技術(shù)手段。如果希望無線傳輸模塊盡可能的低功耗和滿足測量最基本需求，那么可以選擇ZigBee協(xié)議，無線傳輸模塊的設(shè)計(jì)原則可以參考下例
當(dāng)超低電壓、升壓型轉(zhuǎn)換器和電源管理器，采用Linear Technology公司的LTC3108芯片時(shí)，以德州儀器的ZigBee無線片上系統(tǒng)CC2530為例，其中最小系統(tǒng)和無線傳輸部分均采用官方設(shè)計(jì)。CC2530除實(shí)現(xiàn)ZigBee無線傳輸?shù)墓δ芡猓€能夠完成電源供電控制和數(shù)據(jù)處理等功能。直流母線取能模塊通過LTC3108的第7腳P⑶(PG00D端的簡稱)，以及V2EN(V0UT2使能端V0UT2_EN的簡稱)和無線傳輸模塊相連，其中PGD是接受的直流母線取能模塊的信號(hào)，這個(gè)信號(hào)代表電源供電是否正常，為低電平時(shí)可間接說明分流器兩端電壓低于20mV，電路中可能會(huì)產(chǎn)生小電流，以此作為小電流測量的起點(diǎn)。V2EN可控制LTC3108的V0UT2是否有輸出，即是否對(duì)信號(hào)采集和調(diào)理模塊供電。信號(hào)調(diào)理模塊的輸出信號(hào)以單端輸入的方式送入CC2530的ADC進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)處理。此外，本發(fā)明也公開了一種直流配用電系統(tǒng)中的小電流測量方法，其特征在于
(1)通過收集和管理直流母線中串有的分流器兩端的電壓來為整個(gè)小電流測量方法提供電源支持；
(2)通過所述分流器來實(shí)現(xiàn)對(duì)所述小電流的采集；(3)對(duì)上一步驟采集的信號(hào)進(jìn)行放大；
(4)對(duì)上一步驟放大的信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后以無線的方式發(fā)送給測量數(shù)據(jù)接收方。就上述實(shí)施例而言，其屬于與本發(fā)明前述第一個(gè)實(shí)施例所對(duì)應(yīng)的方法實(shí)施例。進(jìn)一步地，如果希望配合供電電路、減少功率消耗和提高測量精度，可以按照如下要求選擇的放大電路中的運(yùn)算放大器(I)可單電源供電，如3. 3V ; (2)低功耗；(3)低輸入偏置電壓和低溫度漂移電壓；(4)具備軌對(duì)軌輸出功能，即允許輸出電位在從負(fù)電源到正電源的整個(gè)區(qū)間變化。如果希望提高響應(yīng)速度，也可以選擇具備高速響應(yīng)速度的運(yùn)算放大器。
綜上所述，本發(fā)明所述的小電流測量裝置及其方法能夠精確測量出直流電路中小電流的大小，甚至是方向。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)容易實(shí)現(xiàn)高精確度測量分流器測量直流電流沒有零漂且精確度高，如果運(yùn)算放大器選擇低偏置放大器，當(dāng)偏置電壓僅為μ V級(jí)別，其誤差更小，精度更高；此外，如果采用對(duì)正向小電流進(jìn)行分級(jí)測量，那么就能夠在不影響測量范圍的基礎(chǔ)上進(jìn)一步保證高精確度；(2)測量范圍廣本發(fā)明可測量出額定電流值以下所有電流的值，測量范圍廣；(3)容易實(shí)現(xiàn)高速響應(yīng)速度分流器用作傳感器，測量無延時(shí)；此外，如果元器件選型時(shí)均采用響應(yīng)速度快的元器件，那么就能進(jìn)一步提高響應(yīng)速度；(4)容易實(shí)現(xiàn)良好的過載能力如果電路中添加了過載保護(hù)電路，那么就能獲得良好的過載能力；(5)高低壓側(cè)隔離性好本發(fā)明中由于采用了直流母線取能和無線傳輸?shù)姆椒?，高低壓?cè)沒有直接的電氣連接，兩側(cè)相互獨(dú)立，因此隔離性好，不需擔(dān)心高低壓側(cè)絕緣的問題；(6)尺寸小、安裝簡單方便一般直流母線中都串有分流器，即使沒有也可以很方便的串接，幾乎不占用測量裝置額外空間；其它電路部分體積小，制成一個(gè)小匣子掛接在分流器兩側(cè)即可，也不會(huì)破壞原導(dǎo)電回路，簡單方便；(7)成本低廉，大規(guī)模生產(chǎn)成本更低?？偠灾?，本發(fā)明所述的測量裝置和方法的測量精確度高，測量范圍廣，高低壓側(cè)隔離性好，尺寸小，安裝簡單方便，成本低廉，容易實(shí)現(xiàn)，也容易實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)速度和良好的過載能力，適合于工程實(shí)際應(yīng)用。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.ー種直流配用電系統(tǒng)中小電流的測量裝置，所述小電流的值遠(yuǎn)小于直流配用電系統(tǒng)中的額定電流，所述裝置包括直流母線取能模塊、信號(hào)采集模塊、信號(hào)調(diào)理模塊、無線傳輸模塊，以及測量數(shù)據(jù)接收模塊，其特征在于 (1)所述直流母線取能模塊通過收集和管理直流母線中串有的分流器兩端的電壓來為整個(gè)小電流測量裝置提供電源； (2)所述信號(hào)采集模塊通過所述分流器來實(shí)現(xiàn)對(duì)所述小電流的采集，并輸出至所述信號(hào)調(diào)理模塊； (3)所述信號(hào)調(diào)理模塊用于對(duì)信號(hào)采集模塊輸出的信號(hào)進(jìn)行調(diào)理，并將調(diào)理后的信號(hào)輸出至所述無線傳輸模塊，其中所述信號(hào)調(diào)理模塊包括放大電路和保護(hù)電路，所述放大電路用于對(duì)所述信號(hào)采集模塊輸出的信號(hào)進(jìn)行放大，所述保護(hù)電路用于限制放大電路輸入端之間的電壓； (4)所述無線傳輸模塊對(duì)所述信號(hào)調(diào)理模塊輸出的信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后以無線的方式發(fā)送給所述測量數(shù)據(jù)接收模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述直流母線取能模塊還包括Ca)升壓變壓器；(b)超低電壓、升壓型轉(zhuǎn)換器和電源管理器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I至2任一所述的裝置，其特征在于所述放大電路包括處理正向電流的正向電流放大電路，和處理逆向電流的逆向電流放大電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3所述的裝置，其特征在于正向電流放大電路采用分級(jí)測量的方式，由第一級(jí)和第二級(jí)兩級(jí)放大電路構(gòu)成，依據(jù)直流母線取能模塊所提供的電源電壓和適當(dāng)?shù)恼蛐‰娏鏖撝祦泶_定兩級(jí)放大電路的放大倍數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于無線傳輸模塊默認(rèn)只對(duì)第一級(jí)放大電路的輸出進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；當(dāng)處理后的值小于所述正向小電流閾值所對(duì)應(yīng)的分流器的電壓閾值時(shí)，無線傳輸模塊再對(duì)第二級(jí)放大電路的輸出進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，從而保證寬測量范圍的基礎(chǔ)上提高測量精度。
6.根據(jù)權(quán)利要求4至5所述的裝置，其特征在于所述正向電流放大電路和逆向電流放大電路均包括與其對(duì)應(yīng)的保護(hù)電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求4至6所述的裝置，其特征在于正向電流放大電路中第二級(jí)放大電路前設(shè)置有ニ極管，用于限制該級(jí)放大電路輸入端之間的電壓，使輸出不超過所述直流母線取能模塊提供的電源的電壓值。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7所述的裝置，其特征在于所述無線傳輸模塊采用ZigBee、WiFi、GSM、CDMA、WCDMA中的任一方式或任ー組合方式進(jìn)行無線傳輸。
9.ー種直流配用電系統(tǒng)中的小電流測量方法，所述小電流的值遠(yuǎn)小于額定電流，其特征在于 (1)通過收集和管理直流母線中串有的分流器兩端的電壓來為整個(gè)小電流測量方法提供電源支持； (2)通過所述分流器來實(shí)現(xiàn)對(duì)所述小電流的采集； (3)對(duì)上ー步驟采集的信號(hào)進(jìn)行放大； (4)對(duì)上一歩驟放大的信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后以無線的方式發(fā)送給測量數(shù)據(jù)接收方。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種直流配用電系統(tǒng)中的小電流測量裝置，包括直流母線取能模塊、信號(hào)采集模塊、信號(hào)調(diào)理模塊、無線傳輸模塊，以及測量數(shù)據(jù)接收模塊，其特征在于(1)直流母線取能模塊通過收集和管理直流母線中串有的分流器兩端的電壓來為整個(gè)小電流測量裝置提供電源；(2)信號(hào)采集模塊通過所述分流器來實(shí)現(xiàn)對(duì)小電流的采集，并輸出至信號(hào)調(diào)理模塊；(3)信號(hào)調(diào)理模塊包括放大電路和保護(hù)電路，放大電路用于對(duì)信號(hào)采集模塊輸出的信號(hào)進(jìn)行放大，限幅保護(hù)后將信號(hào)輸出至無線傳輸模塊；(4)無線傳輸模塊對(duì)信號(hào)調(diào)理模塊輸出的信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后以無線的方式發(fā)送給測量數(shù)據(jù)接收模塊。本裝置能夠精確測量直流電路中小電流的大小，并判斷電流方向。
文檔編號(hào)G01R19/00GK102854366SQ201210334739
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月12日
發(fā)明者榮命哲, 吳潔月, 劉定新, 王小華, 楊飛, 吳翊 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)