一種高精度高壓直流互感器校驗(yàn)儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]實(shí)用新型涉及一種高精度高壓直流互感器校驗(yàn)儀。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國(guó)內(nèi)對(duì)于直流互感器還缺少一體化的校驗(yàn)設(shè)備，一般實(shí)驗(yàn)室或現(xiàn)場(chǎng)均采用現(xiàn)有的采集卡或數(shù)字多用表加虛擬儀器技術(shù)來完成，可數(shù)字多用表和高精度的采集卡一般為實(shí)驗(yàn)室設(shè)備，在現(xiàn)場(chǎng)容易受干擾，且不宜頻繁搬動(dòng)運(yùn)輸，特別是在現(xiàn)場(chǎng)檢定設(shè)備多、接線復(fù)雜的環(huán)境中易造成事故。因此，對(duì)直流互感器進(jìn)行校驗(yàn)的設(shè)備宜采用一體化設(shè)計(jì)，分體設(shè)計(jì)會(huì)帶來額外誤差，以及其他如信號(hào)搭接、接地等不確定因素，其除了加大理論測(cè)量不確定度外還可能因接線等引起共阻抗誤差或其他額外誤差；另外，高壓傳輸?shù)囊淮沃绷麟妷夯蛑绷麟娏鲗?shí)際上都帶有豐富的交流信號(hào)，這些信號(hào)可能包括保護(hù)動(dòng)作信息，需要直流互感器能準(zhǔn)確復(fù)現(xiàn)一次信號(hào)，所以需研發(fā)具備校驗(yàn)這種交流信號(hào)的直流互感器校驗(yàn)儀。目前，國(guó)外日本、美國(guó)等只有基于二次信號(hào)為模擬輸出的直流互感器校驗(yàn)儀，未見有基于數(shù)字信號(hào)輸出的直流互感器校驗(yàn)儀。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題，就是提供一種高精度高壓直流互感器校驗(yàn)儀，其采用便攜的一體化設(shè)計(jì)，測(cè)量準(zhǔn)確可靠，可對(duì)數(shù)字輸出或模擬輸出的高壓直流互感器進(jìn)行校驗(yàn)，同時(shí)其還具備對(duì)直流信號(hào)中某些交流信號(hào)進(jìn)行校驗(yàn)的能力。
[0004]解決上述技術(shù)問題，實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0005]一種高精度高壓直流互感器校驗(yàn)儀，其特征在于:包括分別與主控模塊連接的時(shí)鐘同步模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊、協(xié)議庫模塊和人機(jī)接口模塊，所述的AD轉(zhuǎn)換模塊外接有電壓轉(zhuǎn)換模塊、協(xié)議庫模塊外接有網(wǎng)絡(luò)通訊模塊，所述的AD轉(zhuǎn)換模塊為雙AD構(gòu)架的高精度A/D轉(zhuǎn)換模塊，所述的電壓轉(zhuǎn)換模塊分為電壓電壓(V/V)轉(zhuǎn)換模塊和電流電壓(I/V)轉(zhuǎn)換模塊。
[0006]所述的電流電壓(I/V)轉(zhuǎn)換模塊含有能高精度高穩(wěn)定度地將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)的鉬電阻。
[0007]所述的雙A/D轉(zhuǎn)換模塊由低頻部分的ADS1278模數(shù)轉(zhuǎn)換器和中頻部分的AD7608模數(shù)轉(zhuǎn)換器組成，一種模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片用于直流和低頻信號(hào)的高精度采樣，另外一種模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片用于中頻信號(hào)的高精度采樣，高精度雙A/D轉(zhuǎn)換模塊配合時(shí)鐘同步模塊實(shí)現(xiàn)裝置低頻高精度和中頻寬范圍的采樣功能。
[0008]設(shè)有高穩(wěn)定電源模塊分別給電壓電壓(V/V)轉(zhuǎn)換模塊、電流電壓(I/V)轉(zhuǎn)換模塊和高精度雙A/D轉(zhuǎn)換模塊供電。
[0009]所述的主控模塊為ADSP609雙核DSP核心。
[0010]所述的時(shí)鐘同步模塊、網(wǎng)絡(luò)通訊接口模塊、電源模塊、電壓電壓(V/V)轉(zhuǎn)換模塊和電流電壓(Ι/v)轉(zhuǎn)換模塊分別通過裝置接口的同步時(shí)鐘接口、網(wǎng)絡(luò)通信接口、電源接口和模擬輸入接口與外界連接、主控模塊通過用戶輸入接口輸入指令。
[0011]所述的電流電壓(I/V)轉(zhuǎn)換模塊的組成及接連關(guān)系為:
[0012]電流源輸出端接至高精度采樣電阻R，電流源輸出電流I通過高精度采樣電阻R獲得電壓U1，電壓Ul接至第一運(yùn)算放大器的負(fù)接收端，第一運(yùn)算放大器的正接收端、電流源電流輸入端和高精度采樣電阻R的另一端接地，第一運(yùn)算放大器輸出電壓U2至第二運(yùn)算放大器AD8220的負(fù)接收端，第二運(yùn)算放大器的正接收端接地，第二運(yùn)算放大器輸出電壓U3。
[0013]所述的第一運(yùn)算放大器為高精度、高阻抗的儀表放大器AD8220、第二運(yùn)算放大器為OPA2277高精度運(yùn)算放大器。
[0014]本校驗(yàn)儀并未包含對(duì)計(jì)算機(jī)程序的改進(jìn)，內(nèi)置的計(jì)算機(jī)程序都是現(xiàn)有的技術(shù)，本裝置的改進(jìn)之處之一在于裝置的高精度采樣模塊使用雙AD構(gòu)架，通過使用雙AD轉(zhuǎn)換器來達(dá)到兼容低頻高精度和中頻寬范圍的采樣需求，達(dá)到具備對(duì)直流信號(hào)中某些交流信號(hào)進(jìn)行校驗(yàn)的能力。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下顯著的效果:
[0016]具備直流信號(hào)高精度檢測(cè)以及直流信號(hào)中某些交流信號(hào)校驗(yàn)的能力，其高低頻率雙A/D采樣的方式既可以準(zhǔn)確的對(duì)直流及低頻段部分的信號(hào)進(jìn)行高精度的采樣，又不會(huì)忽略中頻范圍內(nèi)的一些有用信號(hào)。
[0017]采用高精密電阻對(duì)電流進(jìn)行取樣的方法相比采用零磁通傳感器等現(xiàn)有其它技術(shù)方法存在低成本、高精度、高穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。
[0018]具備模擬接口以及基于IEC61850的通信接口，可對(duì)模擬量輸出和數(shù)字量輸出的高壓直流電壓、電流互感器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室或現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)。
[0019]實(shí)踐中，本實(shí)用新型具有極高的測(cè)量準(zhǔn)確度，其中，直流測(cè)量準(zhǔn)確度:直流模擬量校驗(yàn)功能優(yōu)于0.05級(jí)，直流數(shù)字量校驗(yàn)功能準(zhǔn)確度優(yōu)于0.05級(jí)；頻率響應(yīng)測(cè)量準(zhǔn)確度:幅值優(yōu)于 0.2% (50Hz-1200Hz)。
【附圖說明】
[0020]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0021]圖1是實(shí)用新型的總體框圖；
[0022]圖2是校驗(yàn)儀的接口框圖；
[0023]圖3是電流電壓(I/V)轉(zhuǎn)換模塊原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]如圖1所示為本實(shí)用新型高精度高壓直流互感器校驗(yàn)儀實(shí)施例，包括分別與主控模塊連接的時(shí)鐘同步模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊、協(xié)議庫模塊和人機(jī)接口模塊，AD轉(zhuǎn)換模塊外接有電壓轉(zhuǎn)換模塊、協(xié)議庫模塊外接有網(wǎng)絡(luò)通訊模塊。
[0025]其中，AD轉(zhuǎn)換模塊為雙AD構(gòu)架的高精度A/D轉(zhuǎn)換模塊，雙A/D轉(zhuǎn)換模塊由低頻部分的ADS1278模數(shù)轉(zhuǎn)換器和中頻部分的AD7608模數(shù)轉(zhuǎn)換器組成，一種模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片用于直流和低頻信號(hào)的高精度采樣，另外一種模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片用于中頻信號(hào)的高精度采樣，高精度雙A/D轉(zhuǎn)換模塊配合時(shí)鐘同步模塊實(shí)現(xiàn)裝置低頻高精度和中頻寬范圍的采樣功能；電壓轉(zhuǎn)換模塊分為電壓電壓(V/V)轉(zhuǎn)換模塊和電流電壓(I/V)轉(zhuǎn)換模塊，電流電壓(I/V)轉(zhuǎn)換模塊含有能高精度高穩(wěn)定度地將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)的鉑電阻。
[0026]另外，還設(shè)有高穩(wěn)定電源模塊分別給電壓電壓(V/V)轉(zhuǎn)換模塊、電流電壓(I/V)轉(zhuǎn)換模塊和高精度雙A/D轉(zhuǎn)換模塊供電。
[0027]所述的主控模塊為ADSP609雙核DSP核心；所述的時(shí)鐘同步模塊、網(wǎng)絡(luò)通訊接口模塊、電源模塊、電壓電壓(V/V)轉(zhuǎn)換模塊和電流電壓(I/V)轉(zhuǎn)換模塊分別通過裝置接口的同步時(shí)鐘接口、網(wǎng)絡(luò)通信接口、電源接口和模擬輸入接口與外界連接、主控模塊通過用戶輸入接口輸入指令。
[0028]電流電壓(I/V)轉(zhuǎn)換模塊的組成及接連關(guān)系為:電流源輸出端接至高精度采樣電阻R，電流源輸出電流I通過高精度采樣電阻R獲得電壓U1，電壓Ul接至第一運(yùn)算放大器的負(fù)接收端，第一運(yùn)算放大器的正接收端、電流源電流輸入端和高精度采樣電阻R的另一端接地，第一運(yùn)算放大器輸出電壓U2至第二運(yùn)算放大器AD8220的負(fù)接收端，第二運(yùn)算放大器的正接收端接地，第二運(yùn)算放大器輸出電壓U3。
[0029]第一運(yùn)算放大器為高精度、高阻抗的儀表放大器AD82