計(jì)量信號(hào)采樣電路的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種計(jì)量信號(hào)采樣電路，包括：通過(guò)電流互感器將電網(wǎng)線(xiàn)路傳輸?shù)拇箅娏餍盘?hào)轉(zhuǎn)換成小電流信號(hào)，通過(guò)電流信號(hào)轉(zhuǎn)換電路將小電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成差分電壓信號(hào)，通過(guò)信號(hào)處理電路將差分電壓信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理，信號(hào)處理后的電壓信號(hào)輸入到計(jì)量集成運(yùn)算器；通過(guò)分壓電阻降壓電路將電網(wǎng)線(xiàn)路傳輸?shù)碾娋W(wǎng)信號(hào)的高電壓信號(hào)降到低電壓信號(hào)，通過(guò)電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換電路將低電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成差分電壓信號(hào)，通過(guò)信號(hào)處理電路將差分電壓信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理，信號(hào)處理后的電壓信號(hào)輸入到計(jì)量集成運(yùn)算器。本實(shí)用新型檢測(cè)省略了電壓互感器，節(jié)約了物料成本。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
計(jì)量信號(hào)采樣電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及電學(xué)領(lǐng)域，特別涉及一種改進(jìn)型的計(jì)量信號(hào)采樣電路?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展和人們生活水平的提高，各種智能計(jì)量表計(jì)也已經(jīng)逐步深入人們的日常生活之中。其表計(jì)種類(lèi)多種多樣，比如說(shuō)單相表、三相表、集中器產(chǎn)品或者大用戶(hù)產(chǎn)品等，但有一個(gè)共同點(diǎn)，對(duì)計(jì)量的精度和穩(wěn)定性將會(huì)有越來(lái)越高的要求。目前的計(jì)量信號(hào)有幾個(gè)缺陷:1、現(xiàn)有的智能計(jì)量采樣部分動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍比較低，不滿(mǎn)足客戶(hù)寬量程的需要;2、原有的信號(hào)采集電路，采用的是公共模擬采樣端，抗干擾能力不好。3、原有采樣電路中電壓采樣前端接電壓互感器的形式，增加了物料成本?！緦?shí)用新型內(nèi)容】
[0003]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種計(jì)量范圍寬、計(jì)量精度準(zhǔn)確以及性?xún)r(jià)比高的計(jì)量信號(hào)采樣電路。
[0004]本實(shí)用新型提供的這種計(jì)量信號(hào)采樣電路，包括電網(wǎng)線(xiàn)路、電流信號(hào)采樣電路、電壓信號(hào)采樣電路和計(jì)量集成運(yùn)算器，其中，電流信號(hào)采樣電路包括電流互感器、電流信號(hào)轉(zhuǎn)換電路和信號(hào)處理電路；電壓信號(hào)采樣電路包括分壓電阻降壓電路、電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換電路和信號(hào)處理電路;通過(guò)所述電流互感器將電網(wǎng)線(xiàn)路傳輸?shù)拇箅娏餍盘?hào)轉(zhuǎn)換成小電流信號(hào)，通過(guò)電流信號(hào)轉(zhuǎn)換電路將小電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成差分電壓信號(hào)，通過(guò)信號(hào)處理電路將差分電壓信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理，信號(hào)處理后的電壓信號(hào)輸入到計(jì)量集成運(yùn)算器;通過(guò)分壓電阻降壓電路將電網(wǎng)線(xiàn)路傳輸?shù)碾娋W(wǎng)信號(hào)的高電壓信號(hào)降到低電壓信號(hào)，通過(guò)電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換電路將低電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成差分電壓信號(hào)，通過(guò)信號(hào)處理電路將差分電壓信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理，信號(hào)處理后的電壓信號(hào)輸入到計(jì)量集成運(yùn)算器。
[0005]進(jìn)一步的，電流信號(hào)轉(zhuǎn)換電路包括第三電阻和第四電阻，信號(hào)處理電路包括第一電阻、第一電容、第二電阻和第二電容，電壓信號(hào)采樣電路包括第五電阻和第六電阻；分壓電阻降壓電路包括第七電阻、第八電阻、第九電阻、第十電阻、第十一電阻、第十二電阻、第十三電阻和第十四電阻；以及信號(hào)處理電路包括第三電容和第四電容。
[0006]進(jìn)一步的，電流互感器一端連接到第一電阻和第三電阻的一端，第三電阻的另一端接地，第一電阻另一端連接第一電容的一端，第一電容另一端連接計(jì)量集成運(yùn)算器的管腳I1P;電流互感器另一端連接到第二電阻和第四電阻的一端，第四電阻的另一端接地，第二電阻另一端連接第二電容的一端，第二電容另一端連接計(jì)量集成運(yùn)算器的管腳I1N，電網(wǎng)線(xiàn)路連接串聯(lián)多個(gè)電阻的分壓電阻降壓電路，分壓電阻降壓電路連接到第五電阻和第三電容的一端，第五電阻和第三電容的另一端連接計(jì)量集成運(yùn)算器的管腳U1P，第五電阻和第三電容的又一端接地;第六電阻和第四電容的一端連接計(jì)量集成運(yùn)算器的管腳U1N，第六電阻和第四電容的另一端接地，計(jì)量集成運(yùn)算器的型號(hào)為RN8302B。
[0007]本實(shí)用新型至少具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0008]本實(shí)用新型的動(dòng)態(tài)范圍為5000:1，擴(kuò)大了計(jì)量的量程范圍；采用完全的差分信號(hào)的形式進(jìn)行電壓和電流信號(hào)采樣，抗干擾能力強(qiáng);在電壓采樣的前端，不在采用電壓互感器的形式，直接采用分壓電阻的形式，節(jié)約了表計(jì)的成本，同時(shí)減少了表計(jì)的重量和節(jié)約了內(nèi)部空間。本實(shí)用新型檢測(cè)范圍寬，抗干擾能力強(qiáng)。
[0009]上述說(shuō)明僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段，并可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如后。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型的一種計(jì)量信號(hào)采樣電路模塊圖。
[0011 ]圖2為本實(shí)用新型的一種實(shí)例的計(jì)量信號(hào)采樣電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本實(shí)用新型，但不用來(lái)限制本實(shí)用新型的范圍。
[0013]如圖1所示為本實(shí)用新型的功能模塊圖:本實(shí)用新型提供的這種計(jì)量信號(hào)采樣電路，包括電網(wǎng)線(xiàn)路、電流信號(hào)采樣電路、電壓信號(hào)采樣電路和計(jì)量集成運(yùn)算器組成，其中電流信號(hào)采樣電路包括電流互感器、電流信號(hào)轉(zhuǎn)換電路和信號(hào)處理電路；電壓信號(hào)采樣電路包括分壓電阻降壓電路、電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換電路和信號(hào)處理電路。通過(guò)所述電流互感器將電網(wǎng)線(xiàn)路傳輸?shù)拇箅娏餍盘?hào)轉(zhuǎn)換成小電流信號(hào)，通過(guò)電流信號(hào)轉(zhuǎn)換電路將小電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成差分電壓信號(hào)，通過(guò)信號(hào)處理電路將差分電壓信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理，信號(hào)處理后的電壓信號(hào)輸入到計(jì)量集成運(yùn)算器;通過(guò)分壓電阻降壓電路將電網(wǎng)線(xiàn)路傳輸?shù)碾娋W(wǎng)信號(hào)的高電壓信號(hào)降到低電壓信號(hào)，通過(guò)電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換電路將低電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成差分電壓信號(hào)，通過(guò)信號(hào)處理電路將差分電壓信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理，信號(hào)處理后的電壓信號(hào)輸入到計(jì)量集成運(yùn)算器。
[0014]如圖2所示為本實(shí)用新型的一種實(shí)例的電路原理圖:電流互感器Jl，電流信號(hào)轉(zhuǎn)換電路包括第三電阻R3和第四電阻R4，信號(hào)處理電路包括第一電阻R1、第一電容Cl和第二電阻R2、第二電容C2。分壓電阻降壓電路包括第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻R10、第^^一電阻R11、第十二電阻R12、第十三電阻R13和第十四電阻R14;電壓信號(hào)采樣電路包括第五電阻R5和第六電阻R6;以及信號(hào)處理電路包括第三電容C3和第四電容C4。其中第一電阻R1、第一電容Cl和第二電阻R2、第二電容C2起到RC濾波的作用；第三電阻C3、第四電阻C4也起到濾波的作用。進(jìn)一步的，各個(gè)元件的連接關(guān)系如下:電流互感器Jl一端連接到第一電阻Rl和第三電阻R3的一端，第三電阻R3的另一端接地，第一電阻Rl另一端連接第一電容Cl的一端，第一電容Cl另一端連接計(jì)量集成運(yùn)算器的管腳I1P;電流互感器Jl另一端連接到第二電阻R2和第四電阻R4的一端，第四電阻R4的另一端接地，第二電阻R2另一端連接第二電容C2的一端，第二電容C2另一端連接計(jì)量集成運(yùn)算器的管腳I1N，電網(wǎng)線(xiàn)路連接串聯(lián)多個(gè)電阻的分壓電阻降壓電路，分壓電阻降壓電路連接到第五電阻R5和第三電容C3的一端，第五電阻R5和第三電容C3的另一端連接計(jì)量集成運(yùn)算器的管腳Uip，第五電阻R5和第三電容C3的又一端接地;第六電阻R6和第四電容C4的一端連接計(jì)量集成運(yùn)算器的管腳Uin，第六電阻R6和第四電容C4的另一端接地，計(jì)量集成運(yùn)算器的型號(hào)為RN8302B。
[0015]本實(shí)用新型的計(jì)量信號(hào)采樣電路，首先電網(wǎng)線(xiàn)路通過(guò)電流互感器J1將大電流信號(hào)轉(zhuǎn)化成小信號(hào)后，IA+信號(hào)連接到R3和R1的一端，R3的另一端接地，而IA+信號(hào)經(jīng)過(guò)電阻R1 后，通過(guò)電容C1濾波后，輸入到計(jì)量集成運(yùn)算器的I1P管腳;IA-連接到電阻R2和R4端，其中R4 的另一端接地，Ia-信號(hào)經(jīng)過(guò)電阻R2后，通過(guò)C2濾波，輸入到計(jì)量集成運(yùn)算器的管腳I1N。電網(wǎng)線(xiàn)路的某相電壓UA首先經(jīng)過(guò)8個(gè)電阻1?7、1?8、1?9、1?10、1?11、1?12、1?13和1?14串聯(lián)后，輸入到1?5和 C3的一端，并輸入到計(jì)量集成運(yùn)算器的U1P管腳，R5和C3的另一端接地，與R5和C3對(duì)稱(chēng)的R6和 C4 一端接計(jì)量集成運(yùn)算器的管腳1^，1?6和C4的另一端接地。
[0016]本實(shí)用新型工作原理:
[0017]當(dāng)計(jì)量采樣信號(hào)電路工作時(shí)，電流信號(hào)通過(guò)電流互感器J1，將電流互感器輔邊的兩端通過(guò)電阻R3和R4分壓，轉(zhuǎn)換成電壓差分信號(hào)，然后電壓差分信號(hào)的兩端分別通過(guò)R1、C1 和R2、C2濾波后，輸入到計(jì)量集成運(yùn)算器的電流采樣輸入端處理；電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)8個(gè)電阻R7、 尺8、1?9、1?10、1?11、1?12、1?13和1?14串聯(lián)后，并經(jīng)過(guò)電阻1?5采樣，03濾波后輸入到計(jì)量集成運(yùn)算器的電壓采樣輸入端處理，與之對(duì)稱(chēng)的差分信號(hào)經(jīng)過(guò)電阻R6和電容C4后，同樣輸入到計(jì)量集成運(yùn)算器處理。
[0018]該計(jì)量信號(hào)采樣電路中，其電壓采樣和電流采樣的輸入端采用完全的差分信號(hào)， 并經(jīng)過(guò)電容濾波后，輸入到計(jì)量集成運(yùn)算電路中。該計(jì)量信號(hào)采樣電路中，省略了電壓互感器，采用分壓電阻采樣的形式，節(jié)約了物料成本，增加了收益。該計(jì)量集成運(yùn)算器選用的 5000:1的動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍，可以滿(mǎn)足客戶(hù)寬量程的需要。
[0019]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，并不用于限制本實(shí)用新型，應(yīng)當(dāng)指出， 對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種計(jì)量信號(hào)采樣電路，其特征在于，包括:電網(wǎng)線(xiàn)路、電流信號(hào)采樣電路、電壓信號(hào)采樣電路和計(jì)量集成運(yùn)算器，其中，電流信號(hào)采樣電路包括電流互感器、電流信號(hào)轉(zhuǎn)換電路和信號(hào)處理電路；電壓信號(hào)采樣電路包括分壓電阻降壓電路、電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換電路和信號(hào)處理電路;通過(guò)所述電流互感器將電網(wǎng)線(xiàn)路傳輸?shù)拇箅娏餍盘?hào)轉(zhuǎn)換成小電流信號(hào)，通過(guò)電流信號(hào)轉(zhuǎn)換電路將小電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成差分電壓信號(hào)，通過(guò)信號(hào)處理電路將差分電壓信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理，信號(hào)處理后的電壓信號(hào)輸入到計(jì)量集成運(yùn)算器;通過(guò)分壓電阻降壓電路將電網(wǎng)線(xiàn)路傳輸?shù)碾娋W(wǎng)信號(hào)的高電壓信號(hào)降到低電壓信號(hào)，通過(guò)電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換電路將低電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成差分電壓信號(hào)，通過(guò)信號(hào)處理電路將差分電壓信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理，信號(hào)處理后的電壓信號(hào)輸入到計(jì)量集成運(yùn)算器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)量信號(hào)采樣電路，其特征在于，包括:電流信號(hào)轉(zhuǎn)換電路包括第三電阻和第四電阻，信號(hào)處理電路包括第一電阻、第一電容、第二電阻和第二電容，電壓信號(hào)采樣電路包括第五電阻和第六電阻;分壓電阻降壓電路包括第七電阻、第八電阻、第九電阻、第十電阻、第十一電阻、第十二電阻、第十三電阻和第十四電阻；以及信號(hào)處理電路包括第三電容和第四電容。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的計(jì)量信號(hào)采樣電路，其特征在于，包括:電流互感器一端連接到第一電阻和第三電阻的一端，第三電阻的另一端接地，第一電阻另一端連接第一電容的一端，第一電容另一端連接計(jì)量集成運(yùn)算器的管腳I1P;電流互感器另一端連接到第二電阻和第四電阻的一端，第四電阻的另一端接地，第二電阻另一端連接第二電容的一端，第二電容另一端連接計(jì)量集成運(yùn)算器的管腳I1N，電網(wǎng)線(xiàn)路連接串聯(lián)多個(gè)電阻的分壓電阻降壓電路，分壓電阻降壓電路連接到第五電阻和第三電容的一端，第五電阻和第三電容的另一端連接計(jì)量集成運(yùn)算器的管腳U1P，第五電阻和第三電容的又一端接地;第六電阻和第四電容的一端連接計(jì)量集成運(yùn)算器的管腳Uin，第六電阻和第四電容的另一端接地，計(jì)量集成運(yùn)算器的型號(hào)為RN8302B。
【文檔編號(hào)】G01R1/30GK205581159SQ201620133486
【公開(kāi)日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年2月22日
【發(fā)明人】石英春, 劉靜, 任長(zhǎng)安, 彭勢(shì)清, 黃智穎, 傅青川, 趙迪
【申請(qǐng)人】湖南東瑞智能儀表有限公司