交直流通用的電壓真有效值變送器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種交直流通用的電壓真有效值變送器，包括電壓信號(hào)采樣模塊、真有效值轉(zhuǎn)換模塊、信號(hào)隔離模塊、信號(hào)調(diào)理模塊和信號(hào)變送輸出模塊及為電壓信號(hào)采樣模塊、真有效值轉(zhuǎn)換模塊及信號(hào)隔離模塊輸入側(cè)提供工作電壓的前級(jí)電源模塊和為信號(hào)隔離模塊輸出側(cè)、信號(hào)調(diào)理模塊及信號(hào)變送輸出模塊提供工作電壓的后級(jí)電源模塊，待測(cè)電壓信號(hào)經(jīng)電壓信號(hào)采樣模塊、真有效值轉(zhuǎn)換模塊和信號(hào)隔離模塊的輸入端相連，信號(hào)隔離模塊的輸出端經(jīng)信號(hào)調(diào)理模塊、信號(hào)變送輸出模塊和電壓變送輸出接線端子相連。本實(shí)用新型能測(cè)量寬頻電壓幅值，尤其能測(cè)量發(fā)電機(jī)啟動(dòng)階段的低頻電壓信號(hào)，能對(duì)發(fā)電機(jī)從啟動(dòng)到穩(wěn)定進(jìn)行全面監(jiān)控，交直流信號(hào)通用，測(cè)量準(zhǔn)確，使用領(lǐng)域廣。
【專利說(shuō)明】交直流通用的電壓真有效值變送器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種變送器，尤其涉及一種交直流通用的電壓真有效值變送器。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，常規(guī)交流電壓變送器往往采用電壓互感器方式進(jìn)行信號(hào)采樣，而常規(guī)電壓互感器對(duì)于采樣信號(hào)的頻率是有限制的，頻率太低或太高均無(wú)法正常工作，受制于這些原因，常規(guī)交流電壓變送器的輸入信號(hào)頻率一般局限在45Hz到55Hz。而發(fā)電機(jī)從啟動(dòng)到穩(wěn)定運(yùn)行是需要一定時(shí)間的，發(fā)電機(jī)啟動(dòng)后，輪機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)從零逐漸往上升，相應(yīng)的電壓頻率也會(huì)逐漸上升，直到最后穩(wěn)定到50Hz左右。因此在發(fā)電機(jī)剛啟動(dòng)時(shí)，電壓頻率是非常低的，甚至不到5Hz，故常規(guī)的電壓變送器無(wú)法測(cè)量發(fā)電機(jī)啟動(dòng)階段的低頻電壓信號(hào)，無(wú)法對(duì)發(fā)電機(jī)從啟動(dòng)到穩(wěn)定工作這一過(guò)程進(jìn)行全面監(jiān)控。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型主要解決原有電壓變送器的輸入信號(hào)電壓頻率局限于較窄的頻率范圍，無(wú)法測(cè)量發(fā)電機(jī)啟動(dòng)階段的低頻電壓信號(hào)，無(wú)法對(duì)發(fā)電機(jī)從啟動(dòng)到穩(wěn)定工作這一過(guò)程進(jìn)行全面監(jiān)控的技術(shù)問(wèn)題；提供一種交直流通用的電壓真有效值變送器，其能測(cè)量頻率變化范圍較大的電壓信號(hào)，尤其能測(cè)量發(fā)電機(jī)啟動(dòng)階段的低頻電壓信號(hào)，能對(duì)發(fā)電機(jī)從啟動(dòng)到穩(wěn)定工作這一過(guò)程進(jìn)行全面監(jiān)控，并且交直流信號(hào)通用。
[0004]本實(shí)用新型的上述技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的:本實(shí)用新型包括電壓信號(hào)采樣模塊、真有效值轉(zhuǎn)換模塊、信號(hào)隔離模塊、信號(hào)調(diào)理模塊和信號(hào)變送輸出模塊及為變送器提供工作電壓的前級(jí)電源模塊和后級(jí)電源模塊，電壓信號(hào)采樣模塊的輸入端和待測(cè)電壓信號(hào)相連，電壓信號(hào)采樣模塊的輸出端和真有效值轉(zhuǎn)換模塊的輸入端相連，真有效值轉(zhuǎn)換模塊的輸出端和信號(hào)隔離模塊的輸入端相連，信號(hào)隔離模塊的輸出端和信號(hào)調(diào)理模塊的輸入端相連，信號(hào)調(diào)理模塊的輸出端和信號(hào)變送輸出模塊的輸入端相連，信號(hào)變送輸出模塊的輸出端和變送器的電壓變送輸出接線端子相連，前級(jí)電源模塊的輸出端分別和所述的電壓信號(hào)采樣模塊、真有效值轉(zhuǎn)換模塊的工作電壓輸入端及信號(hào)隔離模塊輸入側(cè)的工作電壓輸入端相連，后級(jí)電源模塊的輸出端分別和所述的信號(hào)隔離模塊輸出側(cè)的工作電壓輸入端及信號(hào)調(diào)理模塊、信號(hào)變送輸出模塊的工作電壓輸入端相連。待測(cè)電壓信號(hào)(如發(fā)電機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中的電壓信號(hào))的高端和低端連接到電壓信號(hào)采樣模塊的兩個(gè)輸入端，額定幅值量程范圍內(nèi)且頻率為O?2000Hz的電壓經(jīng)電壓信號(hào)采樣模塊處理，輸出滿足真有效值轉(zhuǎn)換模塊額定幅值范圍的電壓信號(hào)，此電壓信號(hào)再由真有效值轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的直流電壓信號(hào)輸出，并且真有效值轉(zhuǎn)換模塊還在電壓輸入信號(hào)為零時(shí)提供直流信號(hào)。真有效值轉(zhuǎn)換模塊輸出的直流電壓信號(hào)經(jīng)信號(hào)隔離模塊輸送給信號(hào)調(diào)理模塊，能夠有效地物理隔離信號(hào)隔離模塊的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)，從而有效地減少兩個(gè)信號(hào)間的相互干擾。信號(hào)調(diào)理模塊對(duì)輸入的電壓進(jìn)行調(diào)理，再經(jīng)信號(hào)變送輸出模塊的處理，轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)變送輸出。在信號(hào)調(diào)理模塊和信號(hào)變送輸出模塊一起作用下，使輸入給信號(hào)調(diào)理模塊的電壓信號(hào)的零值和100%額定滿度信號(hào)分別轉(zhuǎn)換為4mADC和20mADC，從而使電壓輸入信號(hào)從零到額定幅值滿度值線性增長(zhǎng)時(shí)，4?20mADC輸出信號(hào)也隨著線性增長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)電壓真有效值的變送輸出。本實(shí)用新型能測(cè)量頻率在O?2000Hz范圍內(nèi)變化的電壓信號(hào)，因此能測(cè)量發(fā)電機(jī)啟動(dòng)階段的低頻電壓信號(hào)，能對(duì)發(fā)電機(jī)從啟動(dòng)到穩(wěn)定工作這一過(guò)程進(jìn)行全面監(jiān)控，并且交直流信號(hào)通用。本技術(shù)方案中，采用前級(jí)電源模塊和后級(jí)電源模塊分開給相應(yīng)電路模塊供電，前級(jí)電源模塊和后級(jí)電源模塊相互隔離，起到更好的電源隔離作用，大大減少干擾，提高電壓測(cè)量的準(zhǔn)確性和可靠性。
[0005]作為優(yōu)選，所述的電壓信號(hào)采樣模塊包括壓敏電阻P1、壓敏電阻P2、電感L1、電感L2、電阻Rl?電阻R4、穩(wěn)壓管Dl、穩(wěn)壓管D2和電容Cl、電容C2，壓敏電阻Pl的兩端分別和所述的待測(cè)電壓信號(hào)的兩端相連，壓敏電阻Pl的一端經(jīng)電感LI和電阻Rl的一端相連，電阻Rl的另一端經(jīng)電阻R2及電阻R3輸出采樣電壓IN-V，壓敏電阻Pl的另一端經(jīng)電感L2和所述的前級(jí)電源模塊的輸出地端GND相連，電感LI和電阻Rl的并接點(diǎn)經(jīng)電容C2和前級(jí)電源模塊的輸出地端GND相連，前級(jí)電源模塊的輸出地端GND經(jīng)電容Cl接地，采樣電壓IN-V和前級(jí)電源模塊的輸出地端GND之間連接有電阻R4和壓敏電阻P2的并聯(lián)電路，穩(wěn)壓管Dl的負(fù)極和穩(wěn)壓管D2的負(fù)極相連，穩(wěn)壓管Dl的正極接采樣電壓IN-V，穩(wěn)壓管D2的正極和前級(jí)電源模塊的輸出地端GND相連。壓敏電阻P1、壓敏電阻P2也叫突波吸收器。頻率為O?2000Hz的待測(cè)電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)電壓信號(hào)采樣模塊的過(guò)濾和電阻分壓后，輸出滿足真有效值轉(zhuǎn)換模塊額定幅值范圍的采樣電壓IN-V。
[0006]作為優(yōu)選，所述的真有效值轉(zhuǎn)換模塊包括真有效值模擬器U1、電阻R9、電容C4和電解電容C3，真有效值模擬器Ul的信號(hào)輸入端Vin既經(jīng)電阻R9和所述的電壓信號(hào)采樣模塊的輸出端相連又經(jīng)電容C4和所述的前級(jí)電源模塊的輸出地端GND相連，真有效值模擬器Ul的工作電壓正端+VS及工作電壓負(fù)端-VS分別和所述的前級(jí)電源模塊的輸出正端VA+及輸出負(fù)端VA-相連，真有效值模擬器Ul的工作電壓正端+VS和電解電容C3的正極相連，電解電容C3的負(fù)極和真有效值模擬器Ul的連接端Cav相連，真有效值模擬器Ul的連接端COM及連接端RL均和所述的前級(jí)電源模塊的輸出地端GND相連，真有效值模擬器Ul的連接端BUF IN和真有效值模擬器Ul的電流輸出端1ut相連，真有效值模擬器Ul的管腳BUFOUT輸出等效電平Ueq給所述的信號(hào)隔離模塊的輸入端。真有效值模擬器能夠有效的處理寬頻率及比較復(fù)雜的波形信號(hào)，是交/直流寬頻率電壓幅值測(cè)量的核心。通過(guò)真有效值模擬器實(shí)現(xiàn)電壓真有效值到等效直流電平的轉(zhuǎn)換，可以保證對(duì)失真正弦波和非正弦波信號(hào)測(cè)量的準(zhǔn)確性，能計(jì)算交流和直流信號(hào)，其測(cè)量帶寬為300K (信號(hào)大于10mV)，實(shí)現(xiàn)了輸入信號(hào)交直流通用和寬頻信號(hào)測(cè)量的目的。
[0007]作為優(yōu)選，所述的信號(hào)隔離模塊包括運(yùn)放U2和線性光耦U3，運(yùn)放U2的反相輸入端，一路經(jīng)電阻RlO和所述的真有效值轉(zhuǎn)換模塊的輸出端相連，另一路經(jīng)電阻Rll與電阻R14和所述的前級(jí)電源模塊的輸出正端VA+相連，還有一路和線性光耦U3的反饋負(fù)極相連，電阻Rll和電阻R14的并接點(diǎn)和穩(wěn)壓塊T2的陰極及電解電容Cll的正極相連，穩(wěn)壓塊T2的陽(yáng)極及電解電容Cll的負(fù)極接前級(jí)電源模塊的輸出地端GND，運(yùn)放U2的反相輸入端和運(yùn)放U2的輸出端之間連接有電容C5，運(yùn)放U2的同相輸入端接前級(jí)電源模塊的輸出地端GND，運(yùn)放U2的工作電壓和所述的前級(jí)電源模塊的輸出端相連，運(yùn)放U2的輸出端經(jīng)電阻R20和線性光耦U3的輸入負(fù)極相連，線性光耦U3的輸入正極及線性光耦U3的反饋正極均和前級(jí)電源模塊的輸出地端GND相連，線性光耦U3的輸出正極和所述的后級(jí)電源模塊的輸出地端AGND相連，線性光耦U3的輸出負(fù)極和所述的信號(hào)調(diào)理模塊的輸入端相連。通過(guò)設(shè)置線性光耦，實(shí)現(xiàn)變送器的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)之間的有效物理隔離，從而有效地減少兩個(gè)信號(hào)間的串?dāng)_。
[0008]作為優(yōu)選，所述的信號(hào)調(diào)理模塊包括運(yùn)放U4、可調(diào)電阻VRl和可調(diào)電阻VR2，所述的信號(hào)隔離模塊的輸出端和運(yùn)放U4的反相輸入端相連，運(yùn)放U4的同相輸入端和所述的后級(jí)電源模塊的輸出地端AGND相連，運(yùn)放U4的反相輸入端和電阻R18、電阻R17、電阻R15及電容C12的一端相連，電阻R18的另一端經(jīng)電阻R19接后級(jí)電源模塊的輸出正端VB+，電阻R17的另一端和可調(diào)電阻VRl的可調(diào)端相連，穩(wěn)壓塊Tl的負(fù)極、電解電容C6的正極及可調(diào)電阻VRl的一個(gè)固定端和電阻R18與電阻R19的并接點(diǎn)相連，穩(wěn)壓塊Tl的正極、電解電容C6的負(fù)極及可調(diào)電阻VRl的另一個(gè)固定端和后級(jí)電源模塊的輸出地端AGND相連，電阻R15的另一端和可調(diào)電阻VR2的一個(gè)固定端相連，可調(diào)電阻VR2的另一個(gè)固定端和可調(diào)電阻VR2的可調(diào)端并接并且和電容C12的另一端并接后再和運(yùn)放U4的輸出端相連，運(yùn)放U4的工作電壓和所述的后級(jí)電源模塊的輸出端相連，運(yùn)放U4的輸出端經(jīng)電阻R21輸出電壓Ud給所述的信號(hào)變送輸出模塊，電壓Ud和后級(jí)電源模塊的輸出地端AGND之間連接有電容C8。信號(hào)調(diào)理模塊主要對(duì)輸入電壓信號(hào)進(jìn)行調(diào)整，對(duì)信號(hào)的零點(diǎn)及滿度值進(jìn)行校準(zhǔn)，為最終的電流變送輸出提供合適的電平。通過(guò)分別調(diào)節(jié)信號(hào)調(diào)理模塊中的零點(diǎn)電位器和滿度電位器，使輸入到信號(hào)調(diào)理模塊的零值和100%額定滿度信號(hào)經(jīng)信號(hào)調(diào)理模塊和信號(hào)變送輸出模塊處理后分別轉(zhuǎn)換為4mADC和20mADC直流電流信號(hào)，從而使電壓輸入信號(hào)從零到額定幅值滿度值線性增長(zhǎng)時(shí)，4?20mADC電流變送輸出信號(hào)也隨著線性增長(zhǎng)。
[0009]作為優(yōu)選，所述的信號(hào)變送輸出模塊包括運(yùn)放U5、運(yùn)放U6、壓敏電阻P3、壓敏電阻P4和三極管Q1，運(yùn)放U5及運(yùn)放U6的工作電壓分別和所述的后級(jí)電源模塊的輸出端相連，運(yùn)放U6的參考地端和所述的后級(jí)電源模塊的輸出地端AGND相連，運(yùn)放U5的同相輸入端和所述的信號(hào)調(diào)理模塊的輸出端相連，運(yùn)放U5的反相輸入端和運(yùn)放U5的輸出端之間連接有電容C9，運(yùn)放U5的輸出端經(jīng)電阻R22和三極管Ql的基極相連，三極管Ql的集電極經(jīng)電阻R23和后級(jí)電源模塊的輸出正端VB+相連，三極管Ql的發(fā)射極和運(yùn)放U6的同相輸入端相連，運(yùn)放U5的反相輸入端經(jīng)電阻R5和運(yùn)放U6的輸出端相連，運(yùn)放U6的同相輸入端經(jīng)電阻R26及電阻R27和電解電容C7的正極相連，運(yùn)放U6的反相輸入端，一路和電阻R26與電阻R27的并接點(diǎn)相連，另一路經(jīng)壓敏電阻P4和電解電容C7的負(fù)極相連，壓敏電阻P3和電解電容C7并聯(lián)，電解電容C7的兩端分別輸出信號(hào)AOUT+和信號(hào)AOUT-到所述的變送器的電壓變送輸出接線端子。經(jīng)信號(hào)變送輸出模塊處理，將輸入的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流電流信號(hào)變送輸出，確保輸出不受外部負(fù)載影響的直流信號(hào)。電壓變送輸出接線端子再連接到帶有負(fù)載的電壓表、數(shù)顯表等測(cè)量和顯示電壓值的設(shè)備上，就能讓使用者觀察到待測(cè)電壓值及其變化情況，從而可對(duì)發(fā)電機(jī)從啟動(dòng)到穩(wěn)定工作這一過(guò)程進(jìn)行全面監(jiān)控。
[0010]作為優(yōu)選，所述的前級(jí)電源模塊包括壓敏電阻P5A、壓敏電阻P6A、電感LlA?電感L4A、保險(xiǎn)絲FUSEA、電源轉(zhuǎn)換模塊T1A、高壓電容C1A、高壓電容C2A和電解電容C3A?電解電容C6A，壓敏電阻P5A的兩端分別和變送器的第一輸入電源的兩端相連，壓敏電阻P5A的一端經(jīng)電感LlA和壓敏電阻P6A的一端及保險(xiǎn)絲FUSEA的一端相連，保險(xiǎn)絲FUSEA的另一端和電源轉(zhuǎn)換模塊TlA的電源輸入端VIN相連，壓敏電阻P5A的另一端經(jīng)電感L2A和壓敏電阻P6A的另一端及電源轉(zhuǎn)換模塊TlA的接地端相連，高壓電容ClA連接在電源轉(zhuǎn)換模塊TlA的電源輸入端VIN和電源轉(zhuǎn)換模塊TlA的電源輸出正極端+VO之間，高壓電容C2A連接在電源轉(zhuǎn)換模塊TlA的接地端和電源轉(zhuǎn)換模塊TlA的電源輸出負(fù)極端-VO之間，電源轉(zhuǎn)換模塊TlA的電源輸出正極端+VO經(jīng)電感L3A輸出電壓VA+，電源轉(zhuǎn)換模塊TlA的電源輸出負(fù)極端-VO經(jīng)電感L4A輸出電壓VA-，電感L3A的兩端分別和電解電容C3A的正極、電解電容C4A的正極相連，電解電容C3A的負(fù)極、電解電容C4A的負(fù)極均和電源轉(zhuǎn)換模塊TlA的電源輸出地端OV相連構(gòu)成前級(jí)電源模塊的輸出地端GND，電感L4A的兩端分別和電解電容C5A的負(fù)極、電解電容C6A的負(fù)極相連，電解電容C5A的正極、電解電容C6A的正極均和電源轉(zhuǎn)換模塊TlA的電源輸出地端OV相連。變送器的第一輸入電源為直流24V電源，前級(jí)電源模塊將直流24V電源轉(zhuǎn)換成直流電壓VA+和直流電壓VA-輸出，為電壓真有效值變送器中的信號(hào)隔離模塊輸入側(cè)及電壓信號(hào)采樣模塊、真有效值轉(zhuǎn)換模塊提供工作電壓。
[0011]作為優(yōu)選，所述的后級(jí)電源模塊包括壓敏電阻P5B、壓敏電阻P6B、電感LlB?電感L4B、保險(xiǎn)絲FUSEB、電源轉(zhuǎn)換模塊T1B、高壓電容C1B、高壓電容C2B和電解電容C3B?電解電容C6B，壓敏電阻P5B的兩端分別和變送器的第二輸入電源的兩端相連，壓敏電阻P5B的一端經(jīng)電感LlB和壓敏電阻P6B的一端及保險(xiǎn)絲FUSEB的一端相連，保險(xiǎn)絲FUSEB的另一端和電源轉(zhuǎn)換模塊TlB的電源輸入端VIN相連，壓敏電阻P5B的另一端經(jīng)電感L2B和壓敏電阻P6B的另一端及電源轉(zhuǎn)換模塊TlB的接地端相連，高壓電容ClB連接在電源轉(zhuǎn)換模塊TlB的電源輸入端VIN和電源轉(zhuǎn)換模塊TlB的電源輸出正極端+VO之間，高壓電容C2B連接在電源轉(zhuǎn)換模塊TlB的接地端和電源轉(zhuǎn)換模塊TlB的電源輸出負(fù)極端-VO之間，電源轉(zhuǎn)換模塊TIB的電源輸出正極端+VO經(jīng)電感L3B輸出電壓VB+，電源轉(zhuǎn)換模塊TIB的電源輸出負(fù)極端-VO經(jīng)電感L4B輸出電壓VB-，電感L3B的兩端分別和電解電容C3B的正極、電解電容C4B的正極相連，電解電容C3B的負(fù)極、電解電容C4B的負(fù)極均和電源轉(zhuǎn)換模塊TlB的電源輸出地端OV相連構(gòu)成后級(jí)電源模塊的輸出地端AGND，電感L4B的兩端分別和電解電容C5B的負(fù)極、電解電容C6B的負(fù)極相連，電解電容C5B的正極、電解電容C6B的正極均和電源轉(zhuǎn)換模塊TlB的電源輸出地端OV相連。變送器的第二輸入電源為直流24V電源，后級(jí)電源模塊將直流24V電源轉(zhuǎn)換成直流電壓VB+和直流電壓VB-輸出，為電壓真有效值變送器中的信號(hào)隔離模塊輸出側(cè)及信號(hào)調(diào)理模塊、信號(hào)變送輸出模塊提供工作電壓。
[0012]作為優(yōu)選，所述的交直流通用的電壓真有效值變送器包括第一線路板和第二線路板，所述的電壓信號(hào)采樣模塊、真有效值轉(zhuǎn)換模塊、信號(hào)隔離模塊、信號(hào)調(diào)理模塊、信號(hào)變送輸出模塊和前級(jí)電源模塊均有三組；三組的前級(jí)電源模塊及電壓信號(hào)采樣模塊均安裝在所述的第一線路板上，第一線路板上還安裝有三個(gè)插針，每一組的前級(jí)電源模塊、電壓信號(hào)采樣模塊和插針排成一排，每一組的前級(jí)電源模塊的輸出端及電壓信號(hào)采樣模塊的輸出端分別和所屬組的插針相連；三組的真有效值轉(zhuǎn)換模塊、信號(hào)隔離模塊、信號(hào)調(diào)理模塊及信號(hào)變送輸出模塊均安裝在所述的第二線路板上，第二線路板上還安裝有一個(gè)所述的后級(jí)電源模塊和三個(gè)母座，每一組的真有效值轉(zhuǎn)換模塊、信號(hào)隔離模塊、信號(hào)調(diào)理模塊、信號(hào)變送輸出模塊及母座排成一排，所述的后級(jí)電源模塊設(shè)于第二線路板的一側(cè)，每一組的真有效值轉(zhuǎn)換模塊的工作電壓輸入端、信號(hào)隔離模塊輸入側(cè)的工作電壓輸入端及真有效值轉(zhuǎn)換模塊的輸入端分別和所屬組的母座相連，三組的信號(hào)隔離模塊輸出側(cè)的工作電壓輸入端及信號(hào)調(diào)理模塊、信號(hào)變送輸出模塊的工作電壓輸入端均和所述的后級(jí)電源模塊的輸出端相連，第二線路板上的三個(gè)母座和第一線路板上的三個(gè)插針?lè)謩e一一對(duì)應(yīng)相連。
[0013]插針和母座可以通過(guò)兩端分別設(shè)有轉(zhuǎn)接頭的導(dǎo)線相連，也可以直接插接相連。本技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)三組合交直流通用的電壓真有效值變送器，由第一線路板和第二線路板兩塊線路板組裝而成，每一組的功能都相同。每一組中，前級(jí)電源模塊通過(guò)第一線路板上的印制導(dǎo)線給電流信號(hào)采樣模塊供電，并將電壓信號(hào)輸送到插針，通過(guò)相連的插針和母座，將電壓信號(hào)輸送到第二線路板，通過(guò)印制在母座和真有效值轉(zhuǎn)換模塊及信號(hào)隔離模塊輸入側(cè)之間的導(dǎo)線為真有效值轉(zhuǎn)換模塊、信號(hào)隔離模塊輸入側(cè)提供工作電壓。電流信號(hào)采樣模塊通過(guò)第一線路板上的印制導(dǎo)線將采樣電壓信號(hào)輸送到相應(yīng)插針，通過(guò)相連的插針和母座，將采樣電壓信號(hào)輸送到第二線路板，再通過(guò)第二線路板上的印制導(dǎo)線輸送給真有效值轉(zhuǎn)換模塊。三組的信號(hào)隔離模塊輸出側(cè)、信號(hào)調(diào)理模塊及信號(hào)變送輸出模塊共用一個(gè)后級(jí)電源模塊，第二線路板上的后級(jí)電源模塊給三組信號(hào)隔離模塊輸出側(cè)、信號(hào)調(diào)理模塊及信號(hào)變送輸出模塊供電。本技術(shù)方案，可同時(shí)測(cè)量三組電壓，使用更加方便。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果是:能夠準(zhǔn)確測(cè)量O?2000Hz寬頻電壓幅值，尤其能測(cè)量發(fā)電機(jī)啟動(dòng)階段的低頻電壓信號(hào)，能對(duì)發(fā)電機(jī)從啟動(dòng)到穩(wěn)定工作這一過(guò)程進(jìn)行全面監(jiān)控，并且交直流信號(hào)通用，而且由于在采樣計(jì)算上采用了真有效值，可以保證對(duì)失真正弦波和非正弦波信號(hào)測(cè)量的準(zhǔn)確性，擴(kuò)大使用領(lǐng)域。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型的一種電路原理連接結(jié)構(gòu)框圖。
[0016]圖2是本實(shí)用新型中前級(jí)電源模塊的一種電路原理圖。
[0017]圖3是本實(shí)用新型中后級(jí)電源模塊的一種電路原理圖。
[0018]圖4是本實(shí)用新型中電壓信號(hào)采樣模塊的一種電路原理圖。
[0019]圖5是本實(shí)用新型中真有效值轉(zhuǎn)換模塊的一種電路原理圖。
[0020]圖6是本實(shí)用新型中信號(hào)隔離模塊和信號(hào)調(diào)理模塊的一種電路原理圖。
[0021]圖7是本實(shí)用新型中信號(hào)變送輸出模塊的一種電路原理圖。
[0022]圖8是本實(shí)用新型中第一線路板的一種安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖9是本實(shí)用新型中第二線路板的一種安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖中1.待測(cè)電壓信號(hào)，2.電壓信號(hào)采樣模塊，3.真有效值轉(zhuǎn)換模塊，4.信號(hào)隔離模塊，5.信號(hào)調(diào)理模塊，6.信號(hào)變送輸出模塊，7.前級(jí)電源模塊，8.后級(jí)電源模塊，9.電壓變送輸出接線端子，10.第一線路板，11.第二線路板，12.插針，13.母座。

【具體實(shí)施方式】
[0025]下面通過(guò)實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。
[0026]實(shí)施例1:本實(shí)施例的交直流通用的電壓真有效值變送器，如圖1所示，包括電壓信號(hào)采樣模塊2、真有效值轉(zhuǎn)換模塊3、信號(hào)隔離模塊4、信號(hào)調(diào)理模塊5和信號(hào)變送輸出模塊6及為變送器提供工作電壓的前級(jí)電源模塊7和后級(jí)電源模塊8，電壓信號(hào)采樣模塊2的輸入端和待測(cè)電壓信號(hào)I相連，電壓信號(hào)采樣模塊2的輸出端和真有效值轉(zhuǎn)換模塊3的輸入端相連，真有效值轉(zhuǎn)換模塊3的輸出端和信號(hào)隔離模塊4的輸入端相連，信號(hào)隔離模塊4的輸出端和信號(hào)調(diào)理模塊5的輸入端相連，信號(hào)調(diào)理模塊5的輸出端和信號(hào)變送輸出模塊6的輸入端相連，信號(hào)變送輸出模塊6的輸出端和電壓真有效值變送器的電壓變送輸出接線端子9相連，前級(jí)電源模塊7的輸出端分別和電壓信號(hào)采樣模塊2、真有效值轉(zhuǎn)換模塊3的工作電壓輸入端及信號(hào)隔離模塊4輸入側(cè)的工作電壓輸入端相連，后級(jí)電源模塊8的輸出端分別和信號(hào)隔離模塊4輸出側(cè)的工作電壓輸入端及信號(hào)調(diào)理模塊5、信號(hào)變送輸出模塊6的工作電壓輸入端相連。
[0027]如圖2所示，前級(jí)電源模塊7包括壓敏電阻P5A、壓敏電阻P6A、電感LlA?電感L4A、保險(xiǎn)絲FUSEA、電源轉(zhuǎn)換模塊T1A、高壓電容C1A、高壓電容C2A和電解電容C3A?電解電容C6A，電源轉(zhuǎn)換模塊TlA采用WRE2415P-6W直流/直流轉(zhuǎn)換器，保險(xiǎn)絲FUSEA采用可恢復(fù)保險(xiǎn)絲。壓敏電阻P5A的兩端分別和電壓真有效值變送器的第一輸入電源的兩端相連，本實(shí)施例中，電壓真有效值變送器的第一輸入電源為直流24V電源。壓敏電阻P5A的一端經(jīng)電感LlA和壓敏電阻P6A的一端及保險(xiǎn)絲FUSEA的一端相連，保險(xiǎn)絲FUSEA的另一端和電源轉(zhuǎn)換模塊TlA的22腳及23腳相連，壓敏電阻P5A的另一端經(jīng)電感L2A和壓敏電阻P6A的另一端及電源轉(zhuǎn)換模塊TlA的2腳及3腳相連，高壓電容ClA連接在電源轉(zhuǎn)換模塊TlA的22腳和14腳之間，高壓電容C2A連接在電源轉(zhuǎn)換模塊TlA的3腳和11腳之間，電源轉(zhuǎn)換模塊TlA的14腳經(jīng)電感L3A輸出電壓VA+，電源轉(zhuǎn)換模塊TlA的11腳經(jīng)電感L4A輸出電壓VA-，電感L3A的兩端分別和電解電容C3A的正極、電解電容C4A的正極相連，電解電容C3A的負(fù)極、電解電容C4A的負(fù)極均和電源轉(zhuǎn)換模塊TlA的9腳及16腳相連，電源轉(zhuǎn)換模塊TlA的9腳和16腳的并接端構(gòu)成前級(jí)電源模塊7的輸出地端GND，電感L4A的兩端分別和電解電容C5A的負(fù)極、電解電容C6A的負(fù)極相連，電解電容C5A的正極、電解電容C6A的正極均和電源轉(zhuǎn)換模塊TlA的9腳及16腳相連。
[0028]如圖3所示，后級(jí)電源模塊8包括壓敏電阻P5B、壓敏電阻P6B、電感LlB?電感L4B、保險(xiǎn)絲FUSEB、電源轉(zhuǎn)換模塊T1B、高壓電容C1B、高壓電容C2B和電解電容C3B?電解電容C6B，電源轉(zhuǎn)換模塊TlB采用WRE2415P-6W直流/直流轉(zhuǎn)換器，保險(xiǎn)絲FUSEB采用可恢復(fù)保險(xiǎn)絲。壓敏電阻P5B的兩端分別和電壓真有效值變送器的第二輸入電源的兩端相連，本實(shí)施例中，電壓真有效值變送器的第二輸入電源為直流24V電源。壓敏電阻P5B的一端經(jīng)電感LlB和壓敏電阻P6B的一端及保險(xiǎn)絲FUSEB的一端相連，保險(xiǎn)絲FUSEB的另一端和電源轉(zhuǎn)換模塊TlB的22腳及23腳相連，壓敏電阻P5B的另一端經(jīng)電感L2B和壓敏電阻P6B的另一端及電源轉(zhuǎn)換模塊TlB的2腳及3腳相連，高壓電容ClB連接在電源轉(zhuǎn)換模塊TlB的22腳和14腳之間，高壓電容C2B連接在電源轉(zhuǎn)換模塊TlB的3腳和11腳之間，電源轉(zhuǎn)換模塊TlB的14腳經(jīng)電感L3B輸出電壓VB+，電源轉(zhuǎn)換模塊TlB的11腳經(jīng)電感L4B輸出電壓VB-，電感L3B的兩端分別和電解電容C3B的正極、電解電容C4B的正極相連，電解電容C3B的負(fù)極、電解電容C4B的負(fù)極均和電源轉(zhuǎn)換模塊TlB的9腳及16腳相連，電源轉(zhuǎn)換模塊TlB的9腳和16腳的并接端構(gòu)成后級(jí)電源模塊8的輸出地端AGND，電感L4B的兩端分別和電解電容C5B的負(fù)極、電解電容C6B的負(fù)極相連，電解電容C5B的正極、電解電容C6B的正極均和電源轉(zhuǎn)換模塊TlB的9腳及16腳相連。
[0029]如圖4所示，電壓信號(hào)采樣模塊2包括壓敏電阻Pl、壓敏電阻P2、電感L1、電感L2、電阻Rl?電阻R4、穩(wěn)壓管D1、穩(wěn)壓管D2和電容Cl、電容C2，壓敏電阻Pl的兩端分別和待測(cè)電壓信號(hào)I的兩端相連，壓敏電阻Pl的一端經(jīng)電感LI和電阻Rl的一端相連，電阻Rl的另一端經(jīng)電阻R2及電阻R3輸出采樣電壓IN-V，壓敏電阻Pl的另一端經(jīng)電感L2和前級(jí)電源模塊7的輸出地端GND相連，電感LI和電阻Rl的并接點(diǎn)經(jīng)電容C2和前級(jí)電源模塊7的輸出地端GND相連，前級(jí)電源模塊7的輸出地端GND經(jīng)電容Cl接地，采樣電壓IN-V和前級(jí)電源模塊7的輸出地端GND之間連接有電阻R4和壓敏電阻P2的并聯(lián)電路，穩(wěn)壓管Dl的負(fù)極和穩(wěn)壓管D2的負(fù)極相連，穩(wěn)壓管Dl的正極接采樣電壓IN-V，穩(wěn)壓管D2的正極和前級(jí)電源模塊7的輸出地端GND相連。
[0030]如圖5所示，真有效值轉(zhuǎn)換模塊3包括真有效值模擬器U1、電阻R9、電容C4和電解電容C3，真有效值模擬器Ul采用AD536AJH直流變換器，真有效值模擬器Ul的4腳經(jīng)電阻R9和電壓信號(hào)米樣模塊2輸出的米樣電壓IN-V相連，真有效值模擬器Ul的4腳又經(jīng)電容C4接前級(jí)電源模塊7的輸出地端GND，真有效值模擬器Ul的5腳及3腳分別和前級(jí)電源模塊7的輸出電壓VA-及電壓VA+相連，真有效值模擬器Ul的3腳和電解電容C3的正極相連，電解電容C3的負(fù)極和真有效值模擬器Ul的6腳相連，真有效值模擬器Ul的I腳及2腳均接前級(jí)電源模塊7的輸出地端GND，真有效值模擬器Ul的9腳和10腳相連，真有效值模擬器Ul的8腳輸出等效電平Ueq0
[0031]如圖6所示，信號(hào)隔離模塊4包括線性光耦U3，線性光耦U3采用HCN201A線性光耦隔離器，線性光耦U3的輸入端和真有效值轉(zhuǎn)換模塊3輸出的等效電平Ueq之間設(shè)有運(yùn)放U2?運(yùn)放U2的反相輸入端，一路經(jīng)電阻RlO和真有效值轉(zhuǎn)換模塊3輸出的等效電平Ueq相連，另一路經(jīng)電阻RlI與電阻R14和前級(jí)電源模塊7的輸出電壓VA+相連，還有一路和線性光耦U3的3腳相連，電阻Rll和電阻R14的并接點(diǎn)和穩(wěn)壓塊T2的陰極及電解電容Cll的正極相連，穩(wěn)壓塊T2的陽(yáng)極及電解電容Cll的負(fù)極接前級(jí)電源模塊7的輸出地端GND，運(yùn)放U2的反相輸入端和運(yùn)放U2的輸出端之間連接有電容C5，運(yùn)放U2的同相輸入端接前級(jí)電源模塊7的輸出地端GND，運(yùn)放U2的工作電壓分別和前級(jí)電源模塊7的輸出電壓VA+、VA-相連，運(yùn)放U2的輸出端經(jīng)電阻R20和線性光耦U3的I腳相連，線性光耦U3的2腳及線性光耦U3的4腳均和前級(jí)電源模塊7的輸出地端GND相連，線性光耦U3的5腳和后級(jí)電源模塊8的輸出地端AGND相連，線性光耦U3的6腳和運(yùn)放U4的反相輸入端相連。信號(hào)調(diào)理模塊5包括運(yùn)放U4、可調(diào)電阻VRl和可調(diào)電阻VR2，運(yùn)放U4的同相輸入端和后級(jí)電源模塊8的輸出地端AGND相連，運(yùn)放U4的反相輸入端和電阻R18、電阻R17、電阻R15及電容C12的一端相連，電阻R18的另一端經(jīng)電阻R19接后級(jí)電源模塊8的輸出電壓VB+，電阻R17的另一端和可調(diào)電阻VRl的可調(diào)端相連，穩(wěn)壓塊Tl的負(fù)極、電解電容C6的正極及可調(diào)電阻VRl的一個(gè)固定端和電阻R18與電阻R19的并接點(diǎn)相連，穩(wěn)壓塊Tl的正極、電解電容C6的負(fù)極及可調(diào)電阻VRl的另一個(gè)固定端和后級(jí)電源模塊8的輸出地端AGND相連，電阻R15的另一端和可調(diào)電阻VR2的一個(gè)固定端相連，可調(diào)電阻VR2的另一個(gè)固定端和可調(diào)電阻VR2的可調(diào)端并接并且和電容C12的另一端并接后再和運(yùn)放U4的輸出端相連，運(yùn)放U4的工作電壓分別和后級(jí)電源模塊8的輸出電壓VB+、VB-相連，運(yùn)放U4的輸出端經(jīng)電阻R21輸出電壓Ud,電壓Ud和后級(jí)電源模塊8的輸出地端AGND之間連接有電容C8。運(yùn)放U2和運(yùn)放U4均采用0P07運(yùn)算放大器。
[0032]如圖7所示，信號(hào)變送輸出模塊6包括運(yùn)放U5、運(yùn)放U6、壓敏電阻P3、壓敏電阻P4和三極管Q1，運(yùn)放U5及運(yùn)放U6的工作電壓分別和后級(jí)電源模塊8的輸出電壓VB+、VB-相連，運(yùn)放U6的參考地端和后級(jí)電源模塊8的輸出地端AGND相連，運(yùn)放U5的同相輸入端和信號(hào)調(diào)理模塊5的輸出電壓Ud相連，運(yùn)放U5的反相輸入端和運(yùn)放U5的輸出端之間連接有電容C9，運(yùn)放U5的輸出端經(jīng)電阻R22和三極管Ql的基極相連，三極管Ql的集電極經(jīng)電阻R23和后級(jí)電源模塊8的輸出電壓VB+相連，三極管Ql的發(fā)射極和運(yùn)放U6的同相輸入端相連，運(yùn)放U5的反相輸入端經(jīng)電阻R5和運(yùn)放U6的輸出端相連，運(yùn)放U6的同相輸入端經(jīng)電阻R26及電阻R27和電解電容C7的正極相連，運(yùn)放U6的反相輸入端，一路和電阻R26與電阻R27的并接點(diǎn)相連，另一路經(jīng)壓敏電阻P4和電解電容C7的負(fù)極相連，壓敏電阻P3和電解電容C7并聯(lián)，電解電容C7的兩端分別輸出信號(hào)AOUT+和信號(hào)AOUT-到電壓真有效值變送器的電壓變送輸出接線端子9。電壓變送輸出接線端子再連接到接有電壓表的負(fù)載上，就能讓使用者觀察到待測(cè)電壓值及其變化情況，從而可對(duì)發(fā)電機(jī)從啟動(dòng)到穩(wěn)定工作這一過(guò)程進(jìn)行全面監(jiān)控。
[0033]待測(cè)電壓信號(hào)(如發(fā)電機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中的電壓信號(hào))的高端和低端連接到壓敏電阻Pl的兩端，在額定幅值量程范圍內(nèi)且頻率為O?2000Hz的待測(cè)電壓信號(hào)經(jīng)電壓信號(hào)采樣模塊的過(guò)濾和電阻分壓輸出采樣電壓IN-V，采樣電壓IN-V通過(guò)真有效值轉(zhuǎn)換模塊的處理，輸出滿足真有效值轉(zhuǎn)換模塊額定幅值范圍的等效電平信號(hào)，真有效值轉(zhuǎn)換模塊能夠有效的處理寬頻率及比較復(fù)雜的波形信號(hào)，是交/直流寬頻率電流幅值測(cè)量的核心，真有效值轉(zhuǎn)換模塊輸出的等效電平信號(hào)再經(jīng)信號(hào)隔離模塊輸入到信號(hào)調(diào)理模塊，通過(guò)信號(hào)隔離模塊實(shí)現(xiàn)輸入信號(hào)和輸出信號(hào)之間的有效物理隔離，從而有效地減少兩個(gè)信號(hào)間的串?dāng)_，信號(hào)調(diào)理模塊對(duì)輸入電壓進(jìn)行調(diào)理，再經(jīng)信號(hào)變送輸出模塊的處理，轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)變送輸出。通過(guò)分別調(diào)節(jié)信號(hào)調(diào)理模塊中的零點(diǎn)電位器和滿度電位器，使輸入到信號(hào)調(diào)理模塊的零值電壓和100%額定滿度信號(hào)經(jīng)信號(hào)調(diào)理模塊和信號(hào)變送輸出模塊處理后分別轉(zhuǎn)換為4mADC和20mADC直流電流信號(hào)，從而使電壓輸入信號(hào)從零到額定幅值滿度值線性增長(zhǎng)時(shí)，4?20mADC電流變送輸出信號(hào)也隨著線性增長(zhǎng)。
[0034]本實(shí)用新型能夠準(zhǔn)確測(cè)量O?2000Hz寬頻電壓幅值，尤其能測(cè)量發(fā)電機(jī)啟動(dòng)階段的低頻電壓信號(hào)，能對(duì)發(fā)電機(jī)從啟動(dòng)到穩(wěn)定工作這一過(guò)程進(jìn)行全面監(jiān)控，并且交直流信號(hào)通用，而且由于在采樣計(jì)算上采用了真有效值，可以保證對(duì)失真正弦波和非正弦波信號(hào)測(cè)量的準(zhǔn)確性。
[0035]實(shí)施例2:本實(shí)施例的交直流通用的電壓真有效值變送器，如圖8、圖9所示，包括第一線路板10和第二線路板11，電壓信號(hào)采樣模塊2、真有效值轉(zhuǎn)換模塊3、信號(hào)隔離模塊
4、信號(hào)調(diào)理模塊5、信號(hào)變送輸出模塊6和前級(jí)電源模塊7均有三組；三組的前級(jí)電源模塊7及電壓信號(hào)采樣模塊2均安裝在第一線路板10上，第一線路板10上還安裝有三個(gè)插針12，每一組的前級(jí)電源模塊7、電壓信號(hào)采樣模塊2和插針12排成一排，每一組的前級(jí)電源模塊7的輸出端及電壓信號(hào)采樣模塊2的輸出端分別和所屬組的插針12相連；三組的真有效值轉(zhuǎn)換模塊3、信號(hào)隔離模塊4、信號(hào)調(diào)理模塊5及信號(hào)變送輸出模塊6均安裝在第二線路板11上，第二線路板11上還安裝有一個(gè)后級(jí)電源模塊8和三個(gè)母座13，每一組的真有效值轉(zhuǎn)換模塊3、信號(hào)隔離模塊4、信號(hào)調(diào)理模塊5、信號(hào)變送輸出模塊6及母座13排成一排，后級(jí)電源模塊8安裝于第二線路板11的一側(cè)，每一組的真有效值轉(zhuǎn)換模塊3的工作電壓輸入端、信號(hào)隔離模塊4輸入側(cè)的工作電壓輸入端及真有效值轉(zhuǎn)換模塊3的輸入端分別和所屬組的母座13相連，三組的信號(hào)隔離模塊4輸出側(cè)的工作電壓輸入端及信號(hào)調(diào)理模塊5、信號(hào)變送輸出模塊6的工作電壓輸入端均和同一個(gè)后級(jí)電源模塊8的輸出端相連，第二線路板11上的三個(gè)母座13和第一線路板10上的三個(gè)插針12分別一一對(duì)應(yīng)地通過(guò)兩端各設(shè)有轉(zhuǎn)接頭的導(dǎo)線相連。其余結(jié)構(gòu)同實(shí)施例1。
[0036]本實(shí)施例實(shí)現(xiàn)三組合交直流通用的電壓真有效值變送器，由第一線路板和第二線路板兩塊線路板組裝而成，每一組的工作過(guò)程同實(shí)施例1，每一組的功能都相同。每一組中，前級(jí)電源模塊通過(guò)第一線路板上的印制導(dǎo)線給電壓信號(hào)采樣模塊供電，并將電壓信號(hào)輸送到插針，通過(guò)相連的插針和母座，將電壓信號(hào)輸送到第二線路板，通過(guò)印制在母座和真有效值轉(zhuǎn)換模塊、信號(hào)隔離模塊之間的導(dǎo)線為真有效值轉(zhuǎn)換模塊、信號(hào)隔離模塊輸入側(cè)提供工作電壓。電壓信號(hào)采樣模塊通過(guò)第一線路板上的印制導(dǎo)線將采樣電壓信號(hào)輸送到相應(yīng)插針，通過(guò)相連的插針和母座，將采樣電壓信號(hào)輸送到第二線路板，再通過(guò)第二線路板上的印制導(dǎo)線輸送給真有效值轉(zhuǎn)換模塊。第二線路板上的后級(jí)電源模塊通過(guò)印制導(dǎo)線給信號(hào)隔離模塊輸出側(cè)、信號(hào)調(diào)理模塊及信號(hào)變送輸出模塊提供工作電壓。本實(shí)施例可同時(shí)測(cè)量三組電壓，使用更加方便。
【權(quán)利要求】
1.一種交直流通用的電壓真有效值變送器，其特征在于包括電壓信號(hào)采樣模塊(2)、真有效值轉(zhuǎn)換模塊(3)、信號(hào)隔離模塊(4)、信號(hào)調(diào)理模塊(5)和信號(hào)變送輸出模塊(6)及為變送器提供工作電壓的前級(jí)電源模塊(7)和后級(jí)電源模塊(8)，電壓信號(hào)采樣模塊(2)的輸入端和待測(cè)電壓信號(hào)⑴相連，電壓信號(hào)采樣模塊⑵的輸出端和真有效值轉(zhuǎn)換模塊(3)的輸入端相連，真有效值轉(zhuǎn)換模塊(3)的輸出端和信號(hào)隔離模塊(4)的輸入端相連，信號(hào)隔離模塊(4)的輸出端和信號(hào)調(diào)理模塊(5)的輸入端相連，信號(hào)調(diào)理模塊(5)的輸出端和信號(hào)變送輸出模塊(6)的輸入端相連，信號(hào)變送輸出模塊￠)的輸出端和變送器的電壓變送輸出接線端子(9)相連，前級(jí)電源模塊(7)的輸出端分別和所述的電壓信號(hào)采樣模塊(2)、真有效值轉(zhuǎn)換模塊(3)的工作電壓輸入端及信號(hào)隔離模塊(4)輸入側(cè)的工作電壓輸入端相連，后級(jí)電源模塊(8)的輸出端分別和所述的信號(hào)隔離模塊(4)輸出側(cè)的工作電壓輸入端及信號(hào)調(diào)理模塊(5)、信號(hào)變送輸出模塊￠)的工作電壓輸入端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交直流通用的電壓真有效值變送器，其特征在于所述的電壓信號(hào)采樣模塊(2)包括壓敏電阻P1、壓敏電阻P2、電感L1、電感L2、電阻Rl?電阻R4、穩(wěn)壓管D1、穩(wěn)壓管D2和電容Cl、電容C2，壓敏電阻Pl的兩端分別和所述的待測(cè)電壓信號(hào)(I)的兩端相連，壓敏電阻Pl的一端經(jīng)電感LI和電阻Rl的一端相連，電阻Rl的另一端經(jīng)電阻R2及電阻R3輸出采樣電壓IN-V，壓敏電阻Pl的另一端經(jīng)電感L2和所述的前級(jí)電源模塊(7)的輸出地端GND相連，電感LI和電阻Rl的并接點(diǎn)經(jīng)電容C2和前級(jí)電源模塊(7)的輸出地端GND相連，前級(jí)電源模塊(7)的輸出地端GND經(jīng)電容Cl接地，采樣電壓IN-V和前級(jí)電源模塊(7)的輸出地端GND之間連接有電阻R4和壓敏電阻P2的并聯(lián)電路，穩(wěn)壓管Dl的負(fù)極和穩(wěn)壓管D2的負(fù)極相連，穩(wěn)壓管Dl的正極接采樣電壓IN-V，穩(wěn)壓管D2的正極和前級(jí)電源模塊⑵的輸出地端GND相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交直流通用的電壓真有效值變送器，其特征在于所述的真有效值轉(zhuǎn)換模塊(3)包括真有效值模擬器U1、電阻R9、電容C4和電解電容C3，真有效值模擬器Ul的信號(hào)輸入端Vin既經(jīng)電阻R9和所述的電壓信號(hào)采樣模塊(2)的輸出端相連又經(jīng)電容C4和所述的前級(jí)電源模塊(7)的輸出地端GND相連，真有效值模擬器Ul的工作電壓正端+VS及工作電壓負(fù)端-VS分別和所述的前級(jí)電源模塊(7)的輸出正端VA+及輸出負(fù)端VA-相連，真有效值模擬器Ul的工作電壓正端+VS和電解電容C3的正極相連，電解電容C3的負(fù)極和真有效值模擬器Ul的連接端Cav相連，真有效值模擬器Ul的連接端COM及連接端RL均和所述的前級(jí)電源模塊(7)的輸出地端GND相連，真有效值模擬器Ul的連接端BUFIN和真有效值模擬器Ul的電流輸出端1ut相連，真有效值模擬器Ul的管腳BUF OUT輸出等效電平Ueq給所述的信號(hào)隔離模塊(4)的輸入端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交直流通用的電壓真有效值變送器，其特征在于所述的信號(hào)隔離模塊(4)包括運(yùn)放U2和線性光耦U3，運(yùn)放U2的反相輸入端，一路經(jīng)電阻RlO和所述的真有效值轉(zhuǎn)換模塊(3)的輸出端相連，另一路經(jīng)電阻Rll與電阻R14和所述的前級(jí)電源模塊(7)的輸出正端VA+相連，還有一路和線性光耦U3的反饋負(fù)極相連，電阻Rll和電阻R14的并接點(diǎn)和穩(wěn)壓塊T2的陰極及電解電容Cll的正極相連，穩(wěn)壓塊T2的陽(yáng)極及電解電容Cll的負(fù)極接前級(jí)電源模塊(7)的輸出地端GND，運(yùn)放U2的反相輸入端和運(yùn)放U2的輸出端之間連接有電容C5，運(yùn)放U2的同相輸入端接前級(jí)電源模塊(7)的輸出地端GND，運(yùn)放U2的工作電壓和所述的前級(jí)電源模塊⑵的輸出端相連，運(yùn)放U2的輸出端經(jīng)電阻R20和線性光耦U3的輸入負(fù)極相連，線性光耦U3的輸入正極及線性光耦U3的反饋正極均和前級(jí)電源模塊⑵的輸出地端GND相連，線性光耦U3的輸出正極和所述的后級(jí)電源模塊⑶的輸出地端AGND相連，線性光耦U3的輸出負(fù)極和所述的信號(hào)調(diào)理模塊(5)的輸入端相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的交直流通用的電壓真有效值變送器，其特征在于所述的信號(hào)調(diào)理模塊(5)包括運(yùn)放U4、可調(diào)電阻VRl和可調(diào)電阻VR2，所述的信號(hào)隔離模塊⑷的輸出端和運(yùn)放U4的反相輸入端相連，運(yùn)放U4的同相輸入端和所述的后級(jí)電源模塊⑶的輸出地端AGND相連，運(yùn)放U4的反相輸入端和電阻R18、電阻R17、電阻R15及電容C12的一端相連，電阻R18的另一端經(jīng)電阻R19接后級(jí)電源模塊(8)的輸出正端VB+，電阻R17的另一端和可調(diào)電阻VRl的可調(diào)端相連，穩(wěn)壓塊Tl的負(fù)極、電解電容C6的正極及可調(diào)電阻VRl的一個(gè)固定端和電阻R18與電阻R19的并接點(diǎn)相連，穩(wěn)壓塊Tl的正極、電解電容C6的負(fù)極及可調(diào)電阻VRl的另一個(gè)固定端和后級(jí)電源模塊⑶的輸出地端AGND相連，電阻R15的另一端和可調(diào)電阻VR2的一個(gè)固定端相連，可調(diào)電阻VR2的另一個(gè)固定端和可調(diào)電阻VR2的可調(diào)端并接并且和電容C12的另一端并接后再和運(yùn)放U4的輸出端相連，運(yùn)放U4的工作電壓和所述的后級(jí)電源模塊⑶的輸出端相連，運(yùn)放U4的輸出端經(jīng)電阻R21輸出電壓Ud給所述的信號(hào)變送輸出模塊(6)，電壓Ud和后級(jí)電源模塊⑶的輸出地端AGND之間連接有電容C8。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的交直流通用的電壓真有效值變送器，其特征在于所述的信號(hào)變送輸出模塊(6)包括運(yùn)放U5、運(yùn)放U6、壓敏電阻P3、壓敏電阻P4和三極管Q1，運(yùn)放U5及運(yùn)放U6的工作電壓分別和所述的后級(jí)電源模塊(8)的輸出端相連，運(yùn)放U6的參考地端和所述的后級(jí)電源模塊(8)的輸出地端AGND相連，運(yùn)放U5的同相輸入端和所述的信號(hào)調(diào)理模塊(5)的輸出端相連，運(yùn)放U5的反相輸入端和運(yùn)放U5的輸出端之間連接有電容C9，運(yùn)放U5的輸出端經(jīng)電阻R22和三極管Ql的基極相連，三極管Ql的集電極經(jīng)電阻R23和后級(jí)電源模塊⑶的輸出正端VB+相連，三極管Ql的發(fā)射極和運(yùn)放U6的同相輸入端相連，運(yùn)放U5的反相輸入端經(jīng)電阻R5和運(yùn)放U6的輸出端相連，運(yùn)放U6的同相輸入端經(jīng)電阻R26及電阻R27和電解電容C7的正極相連，運(yùn)放U6的反相輸入端，一路和電阻R26與電阻R27的并接點(diǎn)相連，另一路經(jīng)壓敏電阻P4和電解電容C7的負(fù)極相連，壓敏電阻P3和電解電容C7并聯(lián)，電解電容C7的兩端分別輸出信號(hào)AOUT+和信號(hào)AOUT-到所述的變送器的電壓變送輸出接線端子(9)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的交直流通用的電壓真有效值變送器，其特征在于所述的前級(jí)電源模塊(7)包括壓敏電阻P5A、壓敏電阻P6A、電感LlA?電感L4A、保險(xiǎn)絲FUSEA,電源轉(zhuǎn)換模塊T1A、高壓電容C1A、高壓電容C2A和電解電容C3A?電解電容C6A，壓敏電阻P5A的兩端分別和變送器的第一輸入電源的兩端相連，壓敏電阻P5A的一端經(jīng)電感LlA和壓敏電阻P6A的一端及保險(xiǎn)絲FUSEA的一端相連，保險(xiǎn)絲FUSEA的另一端和電源轉(zhuǎn)換模塊TlA的電源輸入端VIN相連，壓敏電阻P5A的另一端經(jīng)電感L2A和壓敏電阻P6A的另一端及電源轉(zhuǎn)換模塊TlA的接地端相連，高壓電容ClA連接在電源轉(zhuǎn)換模塊TlA的電源輸入端VIN和電源轉(zhuǎn)換模塊TlA的電源輸出正極端+VO之間，高壓電容C2A連接在電源轉(zhuǎn)換模塊TlA的接地端和電源轉(zhuǎn)換模塊TlA的電源輸出負(fù)極端-VO之間，電源轉(zhuǎn)換模塊TlA的電源輸出正極端+VO經(jīng)電感L3A輸出電壓VA+，電源轉(zhuǎn)換模塊TlA的電源輸出負(fù)極端-VO經(jīng)電感L4A輸出電壓VA-，電感L3A的兩端分別和電解電容C3A的正極、電解電容C4A的正極相連，電解電容C3A的負(fù)極、電解電容C4A的負(fù)極均和電源轉(zhuǎn)換模塊TlA的電源輸出地端OV相連構(gòu)成前級(jí)電源模塊(7)的輸出地端GND，電感L4A的兩端分別和電解電容C5A的負(fù)極、電解電容C6A的負(fù)極相連，電解電容C5A的正極、電解電容C6A的正極均和電源轉(zhuǎn)換模塊TlA的電源輸出地端OV相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的交直流通用的電壓真有效值變送器，其特征在于所述的后級(jí)電源模塊(8)包括壓敏電阻P5B、壓敏電阻P6B、電感LlB?電感L4B、保險(xiǎn)絲FUSEB、電源轉(zhuǎn)換模塊TIB、高壓電容C1B、高壓電容C2B和電解電容C3B?電解電容C6B，壓敏電阻P5B的兩端分別和變送器的第二輸入電源的兩端相連，壓敏電阻P5B的一端經(jīng)電感LlB和壓敏電阻P6B的一端及保險(xiǎn)絲FUSEB的一端相連，保險(xiǎn)絲FUSEB的另一端和電源轉(zhuǎn)換模塊TlB的電源輸入端VIN相連，壓敏電阻P5B的另一端經(jīng)電感L2B和壓敏電阻P6B的另一端及電源轉(zhuǎn)換模塊TlB的接地端相連，高壓電容ClB連接在電源轉(zhuǎn)換模塊TlB的電源輸入端VIN和電源轉(zhuǎn)換模塊TlB的電源輸出正極端+VO之間，高壓電容C2B連接在電源轉(zhuǎn)換模塊TlB的接地端和電源轉(zhuǎn)換模塊TlB的電源輸出負(fù)極端-VO之間，電源轉(zhuǎn)換模塊TlB的電源輸出正極端+VO經(jīng)電感L3B輸出電壓VB+，電源轉(zhuǎn)換模塊TlB的電源輸出負(fù)極端-VO經(jīng)電感L4B輸出電壓VB-，電感L3B的兩端分別和電解電容C3B的正極、電解電容C4B的正極相連，電解電容C3B的負(fù)極、電解電容C4B的負(fù)極均和電源轉(zhuǎn)換模塊TlB的電源輸出地端OV相連構(gòu)成后級(jí)電源模塊⑶的輸出地端AGND，電感L4B的兩端分別和電解電容C5B的負(fù)極、電解電容C6B的負(fù)極相連，電解電容C5B的正極、電解電容C6B的正極均和電源轉(zhuǎn)換模塊TlB的電源輸出地端OV相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的交直流通用的電壓真有效值變送器，其特征在于包括第一線路板(10)和第二線路板(11)，所述的電壓信號(hào)采樣模塊(2)、真有效值轉(zhuǎn)換模塊(3)、信號(hào)隔離模塊(4)、信號(hào)調(diào)理模塊(5)、信號(hào)變送輸出模塊(6)和前級(jí)電源模塊(7)均有三組；三組的前級(jí)電源模塊(7)及電壓信號(hào)采樣模塊(2)均安裝在所述的第一線路板(10)上，第一線路板(10)上還安裝有三個(gè)插針(12)，每一組的前級(jí)電源模塊(7)、電壓信號(hào)采樣模塊(2)和插針(12)排成一排，每一組的前級(jí)電源模塊(7)的輸出端及電壓信號(hào)采樣模塊(2)的輸出端分別和所屬組的插針(12)相連；三組的真有效值轉(zhuǎn)換模塊(3)、信號(hào)隔離模塊(4)、信號(hào)調(diào)理模塊(5)及信號(hào)變送輸出模塊(6)均安裝在所述的第二線路板(11)上，第二線路板(11)上還安裝有一個(gè)所述的后級(jí)電源模塊(8)和三個(gè)母座(13)，每一組的真有效值轉(zhuǎn)換模塊(3)、信號(hào)隔離模塊(4)、信號(hào)調(diào)理模塊(5)、信號(hào)變送輸出模塊(6)及母座(13)排成一排，所述的后級(jí)電源模塊(8)設(shè)于第二線路板(11)的一側(cè)，每一組的真有效值轉(zhuǎn)換模塊(3)的工作電壓輸入端、信號(hào)隔離模塊(4)輸入側(cè)的工作電壓輸入端及真有效值轉(zhuǎn)換模塊(3)的輸入端分別和所屬組的母座(13)相連，三組的信號(hào)隔離模塊(4)輸出側(cè)的工作電壓輸入端及信號(hào)調(diào)理模塊(5)、信號(hào)變送輸出模塊￠)的工作電壓輸入端均和所述的后級(jí)電源模塊⑶的輸出端相連，第二線路板(11)上的三個(gè)母座(13)和第一線路板(10)上的三個(gè)插針(12)分別一一對(duì)應(yīng)相連。
【文檔編號(hào)】G01R19/22GK204241553SQ201420675158
【公開日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月13日
【發(fā)明者】曹達(dá), 周乾, 楊丹萍 申請(qǐng)人:浙江涵普電力科技有限公司