本實(shí)用新型涉及一種電壓測(cè)量裝置，特別是涉及一種隔離電力線電壓測(cè)量裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中，在與電力線相隔離的條件下，如需要對(duì)電力線電壓進(jìn)行測(cè)量，所使用的測(cè)量裝置通常包括隔離變壓器、交直流信號(hào)轉(zhuǎn)換電路和單片機(jī)等控制器。隔離變壓器將電力線上的高電壓交流電轉(zhuǎn)換成低電壓信號(hào)，交直流信號(hào)轉(zhuǎn)換電路將獲得的低電壓信號(hào)濾波成直流信號(hào)，單片機(jī)等控制器對(duì)所獲得的直流信號(hào)的電平進(jìn)行檢測(cè)，并獲得所測(cè)量出電力線交流電的電壓。這樣的電壓測(cè)量結(jié)構(gòu)存在電路較為復(fù)雜、成本高、體積大、測(cè)量精度差等問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種隔離電力線電壓測(cè)量裝置，具有電路實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、成本低、體積小、測(cè)量精度高等優(yōu)點(diǎn)。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種隔離電力線電壓測(cè)量裝置，用于檢測(cè)交流電力線的相線電壓，包括檢測(cè)電路、隔離電路和單片機(jī)控制器；所述檢測(cè)電路具有檢測(cè)端口和檢測(cè)輸出端口，所述隔離電路設(shè)有輸入端口和輸出端口，所述單片機(jī)控制器設(shè)有信號(hào)采集端口；

所述檢測(cè)電路的檢測(cè)端口接到所檢測(cè)的交流電力線的相線上，所述檢測(cè)電路的檢測(cè)輸出端口接到所述隔離電路的輸入端口；所述隔離電路的輸出端口接到單片機(jī)控制器；所述檢測(cè)電路設(shè)有閾值電壓，交流電力線的電壓波形高于所述的閾值電壓時(shí)，檢測(cè)電路發(fā)生動(dòng)作，并通過(guò)所述隔離電路傳導(dǎo)至單片機(jī)控制器；單片機(jī)控制器測(cè)量獲得所述檢測(cè)電路的動(dòng)作持續(xù)時(shí)間△t和時(shí)間周期T；

根據(jù)交流電的特性可獲得交流電的正弦表達(dá)式以及相關(guān)參數(shù)的表達(dá)式如下：

其中，U_T是所述檢測(cè)電路的閾值電壓，U_m是峰值電壓，U_rms就是電力線上交流電的電壓有效值。該檢測(cè)裝置可廣泛應(yīng)用于電力控制系統(tǒng)、家用電器、儀器設(shè)備等具有開(kāi)關(guān)電源、單片機(jī)控制器的設(shè)備器件中，使用方便簡(jiǎn)單。

作為一種優(yōu)選，所述檢測(cè)電路包括TL431等電壓檢測(cè)芯片；所述TL431芯片的REF引腳構(gòu)成所述檢測(cè)電路的檢測(cè)端口，并與所述交流電力線的分壓電阻相連接；所述TL431芯片的K引腳作為所述檢測(cè)電路的檢測(cè)輸出端口。

作為一種優(yōu)選，所述隔離電路包括PC817光耦；所述光耦的第2腳接到所述檢測(cè)電路的檢測(cè)輸出端口；所述光耦的第3腳與所述單片機(jī)控制器共地；所述光耦的第4腳接到所述單片機(jī)控制器，光耦的第4腳還通過(guò)一個(gè)電阻接到+5V的電源上。使用光耦器件進(jìn)行電路隔離，使得電路的高壓側(cè)和低壓側(cè)有效隔離，更為安全可靠。

作為一種優(yōu)選，還包括供電電路，所述供電電路與所述交流電力線相連接，并獲取電能；所述供電電路對(duì)所述檢測(cè)電路和所述隔離電路供電。

作為一種優(yōu)選，所述供電電路為開(kāi)關(guān)電源隔離變壓器，并將給開(kāi)關(guān)電源隔離變壓器的其中一繞組與所述檢測(cè)電路和所述隔離電路相連接，并提供電源。

本實(shí)用新型的有益效果是：通過(guò)設(shè)定檢測(cè)電路的閾值電壓，使得超過(guò)閾值電壓的電信號(hào)才會(huì)被采樣，同時(shí)根據(jù)正弦交流電的特性，可獲得超過(guò)閾值電壓的電信號(hào)時(shí)間和周期，并通過(guò)計(jì)算獲得峰值電壓和電力線上交流電的電壓有效值。無(wú)需將交流信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流信號(hào)，而是直接根據(jù)正弦交流電的特性進(jìn)行測(cè)量，具有電路實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、成本低、體積小、測(cè)量精度高等優(yōu)點(diǎn)。

以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明；但本實(shí)用新型的一種隔離電力線電壓測(cè)量裝置不局限于實(shí)施例。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的正弦電流波形圖；

圖2是本實(shí)用新型的原理框圖；

圖3是本實(shí)用新型的電路示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例

參見(jiàn)圖1所示，本實(shí)用新型的一種隔離電力線電壓測(cè)量裝置，包括檢測(cè)電路1、隔離電路2和單片機(jī)控制器4；所述檢測(cè)電路1具有檢測(cè)端口和檢測(cè)輸出端口，所述隔離電路2設(shè)有輸入端口和輸出端口，所述單片機(jī)控制器4設(shè)有信號(hào)采集端口；

所述檢測(cè)電路1的檢測(cè)端口接到所檢測(cè)的交流電力線的相線上，所述檢測(cè)電路1的檢測(cè)輸出端口接到所述隔離電路2的輸入端口；所述隔離電路2的輸出端口接到單片機(jī)控制器4；所述檢測(cè)電路1設(shè)有閾值電壓，交流電力線的電壓波形高于所述的閾值電壓時(shí)，檢測(cè)電路1發(fā)生動(dòng)作，并通過(guò)所述隔離電路2傳導(dǎo)至單片機(jī)控制器4；單片機(jī)控制器4測(cè)量獲得所述檢測(cè)電路1的動(dòng)作持續(xù)時(shí)間△t和時(shí)間周期T；

根據(jù)交流電的特性可獲得交流電的正弦表達(dá)式以及相關(guān)參數(shù)的表達(dá)式如下：

其中，U_T是所述檢測(cè)電路1的閾值電壓，U_m是峰值電壓，U_rms就是電力線上交流電的電壓有效值。

參見(jiàn)圖2至圖3所示，所述檢測(cè)電路1包括TL431芯片和R15、R18、R22、R20分壓電阻，所述的TL431的REF引腳接到電力線AC_POWER的分壓電阻上面，通過(guò)調(diào)整分壓電阻的阻值，將改變所述閾值電壓U_T。TL431的REF引腳的電壓大于2.5V時(shí)，TL431導(dǎo)通；REF引腳的電壓小于2.5V時(shí)，TL431不導(dǎo)通。U_T的計(jì)算：

交流電是正弦波，當(dāng)AC_POWER電壓波形高于所述的閾值電壓時(shí)，TL431芯片導(dǎo)通，當(dāng)AC_POWER電壓波形低于所述的檢測(cè)電壓時(shí)，TL431芯片不導(dǎo)通。

所述供電電路3包括開(kāi)關(guān)電源隔離變壓器的一個(gè)繞組，通過(guò)所述的繞組產(chǎn)生所述檢測(cè)電路1和所述隔離電路2所需要的電源vtest。

所述隔離電路2包括PC817光耦、R19電阻、R37電阻、R39電阻和C2電容，在高壓與低壓之間起著隔離的作用；所述光耦的第1腳通過(guò)電阻R19接到所述供電電源vtest；所述光耦的第2腳接到所述檢測(cè)電路1的檢測(cè)輸出端口；所述光耦的第3腳與所述單片機(jī)控制器4共地；所述光耦的第4腳通過(guò)R39電阻、C2電容接到所述單片機(jī)控制器4的AC_ZERO端口，光耦的第4腳還通過(guò)R37電阻接到+5V電源。

本實(shí)施例接在220V的電力線上，所述單片機(jī)控制器4測(cè)量到所述檢測(cè)電路1的動(dòng)作持續(xù)時(shí)間△t＝0.0057S，電力線交流電的周期T＝0.02S，根據(jù)所述的式④，計(jì)算電力線上交流電的電壓：

上述實(shí)施例僅用來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的一種隔離電力線電壓測(cè)量裝置，但本實(shí)用新型并不局限于實(shí)施例，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均落入本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。