交直流通用的電流真有效值變送器的製造方法

2023-06-04 07:29:01 3

交直流通用的電流真有效值變送器的製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種交直流通用的電流真有效值變送器，包括電流信號採樣模塊、真有效值轉換模塊、信號調理模塊和電流變送輸出模塊及電源模塊，電流信號採樣模塊的輸入端和待測電流信號相連，電流信號採樣模塊的輸出端和真有效值轉換模塊的輸入端相連，真有效值轉換模塊的輸出端和信號調理模塊的輸入端相連，信號調理模塊的輸出端和電流變送輸出模塊的輸入端相連，電流變送輸出模塊的輸出端和變送器的電流變送輸出接線端子相連。本實用新型能夠準確測量0～2000Hz寬頻電流幅值，尤其能測量發電機啟動階段的低頻電流信號，能對發電機從啟動到穩定工作這一過程進行全面監控，交直流信號通用，測量準確，擴大使用領域。
【專利說明】交直流通用的電流真有效值變送器

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種變送器，尤其涉及一種交直流通用的電流真有效值變送器。

【背景技術】
[0002]目前，常規交流電流變送器往往採用電流互感器方式進行信號採樣，而常規電流互感器對於採樣信號的頻率是有限制的，頻率太低或太高均無法正常工作，受制於這些原因，常規交流電流變送器的輸入信號頻率一般局限在45Hz到55Hz。而發電機從啟動到穩定運行是需要一定時間的，發電機啟動後，輪機轉速會從零逐漸往上升，相應的電流頻率也會逐漸上升，直到最後穩定到50Hz左右。因此在發電機剛啟動時，電流頻率是非常低的，甚至不到5Hz，故常規的電流變送器無法測量發電機啟動階段的低頻電流信號，無法對發電機從啟動到穩定工作這一過程進行全面監控。


【發明內容】

[0003]本實用新型主要解決原有電流變送器的輸入信號電流頻率局限於較窄的頻率範圍，無法測量發電機啟動階段的低頻電流信號，無法對發電機從啟動到穩定工作這一過程進行全面監控的技術問題；提供一種交直流通用的電流真有效值變送器，其能測量頻率變化範圍較大的電流信號，尤其能測量發電機啟動階段的低頻電流信號，能對發電機從啟動到穩定工作這一過程進行全面監控，並且交直流信號通用。
[0004]本實用新型的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的:本實用新型包括電流信號採樣模塊、真有效值轉換模塊、信號調理模塊和電流變送輸出模塊及為整個變送器提供工作電壓的電源模塊，電流信號採樣模塊的輸入端和待測電流信號相連，電流信號採樣模塊的輸出端和真有效值轉換模塊的輸入端相連，真有效值轉換模塊的輸出端和信號調理模塊的輸入端相連，信號調理模塊的輸出端和電流變送輸出模塊的輸入端相連，電流變送輸出模塊的輸出端和變送器的電流變送輸出接線端子相連。待測電流信號(如發電機啟動過程中的電流信號)的高端和低端連接到電流信號採樣模塊的兩個輸入端，額定幅值量程範圍內且頻率為O?2000Hz的電流(一次電流)經電流信號採樣模塊處理，轉化為二次電流信號輸送給真有效值轉換模塊，通過真有效值轉換模塊的處理，輸出滿足真有效值轉換模塊額定幅值範圍的電壓信號，此電壓信號再輸入到信號調理模塊，進行電壓調理，再經電流變送輸出模塊的處理，轉換成電流信號變送輸出。在信號調理模塊和電流變送輸出模塊一起作用下，使輸入給信號調理模塊的電壓信號的零值和100%額定滿度信號分別轉換為4mADC和20mADC，從而使電流輸入信號從零到額定幅值滿度值線性增長時，4?20mADC輸出信號也隨著線性增長，實現電流真有效值的變送輸出。本實用新型能測量頻率在O?2000Hz範圍內變化的電流信號，因此能測量發電機啟動階段的低頻電流信號，能對發電機從啟動到穩定工作這一過程進行全面監控，並且交直流信號通用。
[0005]作為優選，所述的電流信號採樣模塊包括霍爾互感器CT、壓敏電阻P1、採樣電阻R1、穩壓管Dl、穩壓管D2和電容C7，霍爾互感器CT的兩個引線端子和所述的待測電流信號相連，霍爾互感器CT的電源輸入端正極VIN+及電源輸入端負極VIN-分別和所述的電源模塊的輸出端相連，壓敏電阻P1、採樣電阻Rl和電容C7連接成並聯電路，該並聯電路的一端和霍爾互感器CT的電流輸出端1ut相連形成二次電流輸出端IN-A，該並聯電路的另一端接地，穩壓管Dl的負極和穩壓管D2的負極相連，穩壓管Dl的正極和二次電流輸出端IN-A相連，穩壓管D2的正極接地。頻率為O?2000Hz的一次電流流過穿繞在霍爾互感器上的一次線圈，霍爾互感器上的二次線圈對應地感應出二次電流並輸送給真有效值轉換模塊。採用霍爾互感器能夠有效減少一次電流和二次電流之間的相互幹擾，提高採集到的數據的準確性。
[0006]作為優選，所述的真有效值轉換模塊包括真有效值模擬器Ul和電解電容C8，真有效值模擬器Ul的信號輸入端Vin和所述的電流信號採樣模塊的輸出端相連，真有效值模擬器Ul的工作電壓正端+VS及工作電壓負端-VS分別和所述的電源模塊的輸出端相連，真有效值模擬器Ul的工作電壓正端+VS和電解電容C8的正極相連，電解電容C8的負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均接地，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BUF OUT輸出等效電平Ueq給所述的信號調理模塊的輸入端。真有效值模擬器能夠有效的處理寬頻率及比較複雜的波形信號，是交/直流寬頻率電流幅值測量的核心。通過真有效值模擬器實現電流真有效值到等效直流電平的轉換，可以保證對失真正弦波和非正弦波信號測量的準確性，能計算交流和直流信號，其測量帶寬為300K(信號大於10mV)，實現了輸入信號交直流通用和寬頻信號測量的目的。
[0007]作為優選，所述的信號調理模塊包括可調電阻VR1、可調電阻VR2、電阻R2?電阻R7、電阻R16、電阻R17、三端穩壓塊U4、穩壓管D3和運算放大器U2，所述的真有效值轉換模塊的輸出端經可調電阻VRl及電阻R4和運算放大器U2的反相輸入端相連，運算放大器U2的反相輸入端經電阻R5和運算放大器U2的輸出端相連，運算放大器U2的同相輸入端接地，運算放大器U2的反相輸入端又和電阻R3及電阻R17的一端相連，電阻R3的另一端經電阻R2和電壓V+相連，電阻R17的另一端和可調電阻VR2的可調端相連，可調電阻VR2的一個固定端接地，可調電阻VR2的另一個固定端和電阻R16的一端相連，電阻R16的另一端、三端穩壓塊U4的穩壓輸出端、三端穩壓塊U4的陰極及電阻R6的一端均和電阻R2與電阻R3的並接點相連，三端穩壓塊U4的陽極接地，電阻R6的另一端，一路經電阻R7和運算放大器U2的輸出端相連，另一路和穩壓管D3的負極相連，穩壓管D3的正極接地，電容C9和穩壓管D3並聯，穩壓管D3的負極輸出電平Ud給所述的電流變送輸出模塊的輸入端。信號調理模塊主要對輸入電壓信號進行調整，對信號的零點及滿度值進行校準，為最終的電流變送輸出提供合適的電平。通過分別調節信號調理模塊中的零點電位器和滿度電位器，使輸入到信號調理模塊的電壓零信號和100%額定滿度信號經信號調理模塊和電流變送輸出模塊處理後分別轉換為4mADC和20mADC直流電流信號，從而使電流輸入信號從零到額定幅值滿度值線性增長時，4?20mADC電流變送輸出信號也隨著線性增長。
[0008]作為優選，所述的電流變送輸出模塊包括運算放大器U3、電阻R8、電阻R10、電阻R12、電阻R14、電阻R18、電容C10、電容C12、電解電容C11、三極體Ql和壓敏電阻P4，所述的信號調理模塊的輸出端和運算放大器U3的反相輸入端相連，運算放大器U3的同相輸入端接地，運算放大器U3的反相輸入端經電容ClO和運算放大器U3的輸出端相連，運算放大器U3的輸出端經電阻RlO和三極體Ql的基極相連，三極體Ql的基極經電容C12接地，三極體Ql的集電極經電阻R12接電壓V+，三極體Ql的發射極經電阻R14和電解電容Cll的正極相連，電解電容Cll的負極經電阻R18接地，壓敏電阻P4和電解電容Cll並聯，運算放大器U3的反相輸入端經電阻R8和電解電容Cll的負極相連，壓敏電阻P4的兩端分別輸出信號AO+和信號AO-到變送器的電流變送輸出接線端子。經電流變送輸出模塊處理，將電壓信號轉換成電流變送輸出信號，確保輸出不受外部負載影響的直流信號。電流變送輸出接線端子再連接到電流表、數顯表等測量和顯示電流值的設備上，就能讓使用者觀察到待測電流值及其變化情況，從而可對發電機從啟動到穩定工作這一過程進行全面監控。
[0009]作為優選，所述的電源模塊包括壓敏電阻P2、壓敏電阻P3、電感LI?電感L4、保險絲FUSE、電源轉換模塊Tl、高壓電容Cl、高壓電容C2、電解電容C3?電解電容C6，壓敏電阻P2的兩端分別和變送器輸入電源的兩端相連，壓敏電阻P2的一端經電感LI和壓敏電阻P3的一端及保險絲FUSE的一端相連，保險絲FUSE的另一端和電源轉換模塊Tl的電源輸入端VIN相連，壓敏電阻P2的另一端經電感L2和壓敏電阻P3的另一端及電源轉換模塊Tl的接地端相連，高壓電容Cl連接在電源轉換模塊Tl的電源輸入端VIN和電源轉換模塊Tl的電源輸出正極端+VO之間，高壓電容C2連接在電源轉換模塊Tl的接地端和電源轉換模塊Tl的電源輸出負極端-VO之間，電源轉換模塊Tl的電源輸出正極端+VO經電感L3輸出電壓V+，電源轉換模塊Tl的電源輸出負極端-VO經電感L4輸出電壓V-，電感L3的兩端分別和電解電容C3的正極、電解電容C4的正極相連，電解電容C3的負極、電解電容C4的負極均和電源轉換模塊Tl的電源輸出地端OV相連，電感L4的兩端分別和電解電容C5的負極、電解電容C6的負極相連，電解電容C5的正極、電解電容C6的正極均和電源轉換模塊Tl的電源輸出地端OV相連。變送器輸入電源為直流24V電源，電源模塊將直流24V電源轉換成直流電壓V+和直流電壓V-，為電流真有效值變送器中的其他電路提供工作電壓。
[0010]作為優選，所述的交直流通用的電流真有效值變送器包括第一線路板和第二線路板，所述的電流信號採樣模塊、真有效值轉換模塊、信號調理模塊、電流變送輸出模塊和電源模塊均有三組；三組的電源模塊及電流信號採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插針，每一組的電源模塊、電流信號採樣模塊和插針排成一排，每一組的電源模塊的輸出端及電流信號採樣模塊的輸出端分別和所屬組的插針相連；三組的真有效值轉換模塊、信號調理模塊及電流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三個母座，每一組的真有效值轉換模塊、信號調理模塊、電流變送輸出模塊及母座排成一排，每一組的真有效值轉換模塊、信號調理模塊及電流變送輸出模塊的工作電壓輸入端以及真有效值轉換模塊的輸入端分別和所屬組的母座相連，第二線路板上的三個母座和第一線路板上的三個插針分別一一對應相連。插針和母座可以通過兩端分別設有轉接頭的導線相連，也可以直接插接相連。本技術方案實現三組合交直流通用的電流真有效值變送器，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，電源模塊通過第一線路板上的印製導線給電流信號採樣模塊供電，並將電壓信號輸送到插針，通過相連的插針和母座，將電壓信號輸送到第二線路板，通過印製在母座和真有效值轉換模塊、信號調理模塊及電流變送輸出模塊之間的導線為各部分提供工作電壓。電流信號採樣模塊通過第一線路板上的印製導線將二次電流輸送到相應插針，通過相連的插針和母座，將二次電流輸送到第二線路板，再通過第二線路板上的印製導線輸送給真有效值轉換模塊。本技術方案，可同時測量三組電流，使用更加方便。
[0011]本實用新型的有益效果是:能夠準確測量O?2000Hz寬頻電流幅值，尤其能測量發電機啟動階段的低頻電流信號，能對發電機從啟動到穩定工作這一過程進行全面監控，並且交直流信號通用，而且由於在採樣計算上採用了真有效值，可以保證對失真正弦波和非正弦波信號測量的準確性，擴大使用領域。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型的一種電路原理連接結構框圖。
[0013]圖2是本實用新型中電源模塊的一種電路原理圖。
[0014]圖3是本實用新型中電流信號採樣模塊的一種電路原理圖。
[0015]圖4是本實用新型中真有效值轉換模塊的一種電路原理圖。
[0016]圖5是本實用新型中信號調理模塊的一種電路原理圖。
[0017]圖6是本實用新型中電流變送輸出模塊的一種電路原理圖。
[0018]圖7是本實用新型中第一線路板的一種安裝結構示意圖。
[0019]圖8是本實用新型中第二線路板的一種安裝結構示意圖。
[0020]圖中1.待測電流信號，2.電流信號採樣模塊，3.真有效值轉換模塊，4.信號調理模塊，5.電流變送輸出模塊，6.電源模塊，7.電流變送輸出接線端子，8.第一線路板，9.第二線路板，10.插針，11.母座。

【具體實施方式】
[0021]下面通過實施例，並結合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步具體的說明。
[0022]實施例1:本實施例的交直流通用的電流真有效值變送器，如圖1所示，包括電流信號採樣模塊2、真有效值轉換模塊3、信號調理模塊4和電流變送輸出模塊5及為整個電流真有效值變送器提供工作電壓的電源模塊6，電流信號採樣模塊2的輸入端和待測電流信號I相連，電流信號採樣模塊2的輸出端和真有效值轉換模塊3的輸入端相連，真有效值轉換模塊3的輸出端和信號調理模塊4的輸入端相連，信號調理模塊4的輸出端和電流變送輸出模塊5的輸入端相連，電流變送輸出模塊5的輸出端和電流真有效值變送器的電流變送輸出接線端子7相連。
[0023]如圖2所示，電源模塊6包括壓敏電阻P2、壓敏電阻P3、電感LI?電感L4、保險絲FUSE、電源轉換模塊Tl、高壓電容Cl、高壓電容C2、電解電容C3?電解電容C6，電源轉換模塊Tl採用WRE2415P-6W直流/直流轉換器，保險絲FUSE採用可恢復保險絲。壓敏電阻P2的兩端分別和電流真有效值變送器輸入電源的兩端相連，本實施例中，電流真有效值變送器的輸入電源為直流24V電源，電源壓敏電阻P2的一端經電感LI和壓敏電阻P3的一端及保險絲FUSE的一端相連，保險絲FUSE的另一端和電源轉換模塊Tl的22腳及23腳相連，壓敏電阻P2的另一端經電感L2和壓敏電阻P3的另一端及電源轉換模塊Tl的2腳及3腳相連，高壓電容Cl連接在電源轉換模塊Tl的22腳和14腳之間，高壓電容C2連接在電源轉換模塊Tl的3腳和11腳之間，電源轉換模塊Tl的14腳經電感L3輸出電壓V+，電源轉換模塊Tl的11腳經電感L4輸出電壓V-，電感L3的兩端分別和電解電容C3的正極、電解電容C4的正極相連，電解電容C3的負極、電解電容C4的負極均和電源轉換模塊Tl的9腳及16腳相連構成電源模塊6的輸出地端GND，電感L4的兩端分別和電解電容C5的負極、電解電容C6的負極相連，電解電容C5的正極、電解電容C6的正極均和電源轉換模塊Tl的9腳及16腳相連。
[0024]如圖3所示，電流信號採樣模塊2包括霍爾互感器CT、壓敏電阻P1、採樣電阻R1、穩壓管Dl、穩壓管D2和電容C7，霍爾互感器CT採用CSNP661磁平衡霍爾互感器，霍爾互感器CT的兩個電流信號輸入端子I*及I和待測電流信號I相連，待測電流信號為發電機的電流信號，霍爾互感器CT的電源輸入端正極VIN+及電源輸入端負極VIN-分別和電源模塊6的輸出電壓V+及電壓V-相連，壓敏電阻P1、採樣電阻Rl和電容C7連接成並聯電路，該並聯電路的一端和霍爾互感器CT的電流輸出端1ut相連形成二次電流輸出端IN-A，該並聯電路的另一端接地，穩壓管Dl的負極和穩壓管D2的負極相連，穩壓管Dl的正極和二次電流輸出端IN-A相連，穩壓管D2的正極接地。
[0025]如圖4所示，真有效值轉換模塊3包括真有效值模擬器Ul和電解電容C8，真有效值模擬器Ul採用AD536AJH直流變換器，真有效值模擬器Ul的4腳和電流信號採樣模塊2的二次電流輸出端IN-A相連，真有效值模擬器Ul的5腳及3腳分別和電源模塊6的輸出電壓V-及電壓V+相連，真有效值模擬器Ul的3腳和電解電容C8的正極相連，電解電容C8的負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腳均接地，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
[0026]如圖5所示，信號調理模塊4包括可調電阻VRl、可調電阻VR2、電阻R2?電阻R7、電阻R16、電阻R17、三端穩壓塊U4、穩壓管D3和運算放大器U2，真有效值轉換模塊3輸出的等效電平Ueq和可調電阻VRl的一個固定端相連，可調電阻VRl的另一個固定端和可調端相連並且經電阻R4和運算放大器U2的反相輸入端相連，運算放大器U2的反相輸入端經電阻R5和運算放大器U2的輸出端相連，運算放大器U2的同相輸入端接地，運算放大器U2的反相輸入端又和電阻R3及電阻R17的一端相連，電阻R3的另一端經電阻R2和電壓V+相連，電阻R17的另一端和可調電阻VR2的可調端相連，可調電阻VR2的一個固定端接地，可調電阻VR2的另一個固定端和電阻R16的一端相連，電阻R16的另一端、三端穩壓塊U4的穩壓輸出端、三端穩壓塊U4的陰極及電阻R6的一端均和電阻R2與電阻R3的並接點相連，三端穩壓塊U4的陽極接地，電阻R6的另一端，一路經電阻R7和運算放大器U2的輸出端相連，另一路和穩壓管D3的負極相連，穩壓管D3的正極接地，電容C9和穩壓管D3並聯，穩壓管D3的負極輸出電平Ud。
[0027]如圖6所示，電流變送輸出模塊5包括運算放大器U3、電阻R8、電阻R10、電阻R12、電阻R14、電阻R18、電容C10、電容C12、電解電容C11、三極體Ql和壓敏電阻P4，運算放大器U3的反相輸入端和信號調理模塊4輸出的電平Ud相連，運算放大器U3的同相輸入端接地，運算放大器U3的反相輸入端經電容ClO和運算放大器U3的輸出端相連，運算放大器U3的輸出端經電阻RlO和三極體Ql的基極相連，三極體Ql的基極經電容C12接地，三極體Ql的集電極經電阻R12接電壓V+，三極體Ql的發射極經電阻R14和電解電容Cll的正極相連，電解電容Cl I的負極經電阻R18接地，壓敏電阻P4和電解電容Cl I並聯，運算放大器U3的反相輸入端又經電阻R8和電解電容Cll的負極相連，壓敏電阻P4的兩端分別輸出信號AO+和信號A0-，信號AO+和信號AO-分別連接到電流真有效值變送器的電流變送輸出接線端子7上。電流變送輸出接線端子再連接到電流表、數顯表等測量和顯示電流值的設備上，就能讓使用者觀察到待測電流值及其變化情況，從而可對發電機從啟動到穩定工作這一過程進行全面監控。
[0028]待測電流信號(如發電機啟動過程中的電流信號)的高端和低端連接到穿繞在磁平衡霍爾互感器的一次線圈的兩端，在額定幅值量程範圍內且頻率為O?2000Hz的一次電流信號流過穿繞在磁平衡霍爾互感器上的一次線圈後，磁平衡霍爾互感器對應地感應出二次電流信號。磁平衡霍爾互感器能夠有效減少一次和二次電流之間的相互串擾。磁平衡霍爾互感器對應感應出的二次電流信號，通過真有效值轉換模塊的處理，輸出滿足真有效值轉換模塊額定幅值範圍的電壓信號，真有效值轉換模塊能夠有效的處理寬頻率及比較複雜的波形信號，是交/直流寬頻率電流幅值測量的核心，真有效值轉換模塊輸出的電壓信號再輸入到信號調理模塊，進行電壓調理，再經電流變送輸出模塊的處理，轉換成電流信號變送輸出。通過分別調節信號調理模塊中的零點電位器和滿度電位器，使輸入到信號調理模塊的電壓零信號和100%額定滿度信號經信號調理模塊和電流變送輸出模塊處理後分別轉換為4mADC和20mADC直流電流信號，從而使電流輸入信號從零到額定幅值滿度值線性增長時，4?20mADC電流變送輸出信號也隨著線性增長。
[0029]本實用新型能夠準確測量O?2000Hz寬頻電流幅值，尤其能測量發電機啟動階段的低頻電流信號，能對發電機從啟動到穩定工作這一過程進行全面監控，並且交直流信號通用，而且由於在採樣計算上採用了真有效值，可以保證對失真正弦波和非正弦波信號測量的準確性。
[0030]實施例2:本實施例的交直流通用的電流真有效值變送器，如圖7、圖8所示，包括第一線路板8和第二線路板9，本實施例中，電流信號採樣模塊2、真有效值轉換模塊3、信號調理模塊4、電流變送輸出模塊5和電源模塊6均有三組。三組的電源模塊6及電流信號採樣模塊2均安裝在第一線路板8上，第一線路板8上還安裝有三個插針10，每一組的電源模塊6、電流信號採樣模塊2和插針10排成一排，每一組的電源模塊6的輸出端及電流信號採樣模塊2的輸出端分別和所屬組的插針10相連。三組的真有效值轉換模塊3、信號調理模塊4及電流變送輸出模塊5均安裝在第二線路板9上，第二線路板9上還安裝有三個母座11，每一組的真有效值轉換模塊3、信號調理模塊4、電流變送輸出模塊5及母座11排成一排，每一組的真有效值轉換模塊3、信號調理模塊4及電流變送輸出模塊5的工作電壓輸入端以及真有效值轉換模塊3的輸入端分別和所屬組的母座11相連。第二線路板9上的三個母座11和第一線路板8上的三個插針10分別一一對應地通過兩端各設有轉接頭的導線相連。其餘結構同實施例1。
[0031]本實施例實現三組合交直流通用的電流真有效值變送器，由第一線路板和第二線路板兩塊線路板組裝而成，每一組的工作過程同實施例1，每一組的功能都相同。每一組中，電源模塊通過第一線路板上的印製導線給電流信號採樣模塊供電，並將電壓信號輸送到插針，通過相連的插針和母座，將電壓信號輸送到第二線路板，通過印製在母座和真有效值轉換模塊、信號調理模塊及電流變送輸出模塊之間的導線為各部分提供工作電壓。電流信號採樣模塊通過第一線路板上的印製導線將二次電流輸送到相應插針，通過相連的插針和母座，將二次電流輸送到第二線路板，再通過第二線路板上的印製導線輸送給真有效值轉換模塊。本實施例可同時測量三組電流，使用更加方便。
【權利要求】
1.一種交直流通用的電流真有效值變送器，其特徵在於包括電流信號採樣模塊(2)、真有效值轉換模塊(3)、信號調理模塊(4)和電流變送輸出模塊(5)及為整個變送器提供工作電壓的電源模塊出)，電流信號採樣模塊(2)的輸入端和待測電流信號(I)相連，電流信號採樣模塊(2)的輸出端和真有效值轉換模塊(3)的輸入端相連，真有效值轉換模塊(3)的輸出端和信號調理模塊(4)的輸入端相連，信號調理模塊(4)的輸出端和電流變送輸出模塊(5)的輸入端相連，電流變送輸出模塊(5)的輸出端和變送器的電流變送輸出接線端子(X)相連。
2.根據權利要求1所述的交直流通用的電流真有效值變送器，其特徵在於所述的電流信號採樣模塊(2)包括霍爾互感器CT、壓敏電阻P1、採樣電阻R1、穩壓管D1、穩壓管D2和電容C7，霍爾互感器CT的兩個引線端子和所述的待測電流信號(I)相連，霍爾互感器CT的電源輸入端正極VIN+及電源輸入端負極VIN-分別和所述的電源模塊(6)的輸出端相連，壓敏電阻P1、採樣電阻Rl和電容C7連接成並聯電路，該並聯電路的一端和霍爾互感器CT的電流輸出端1ut相連形成二次電流輸出端IN-A，該並聯電路的另一端接地，穩壓管Dl的負極和穩壓管D2的負極相連，穩壓管Dl的正極和二次電流輸出端IN-A相連，穩壓管D2的正極接地。
3.根據權利要求1所述的交直流通用的電流真有效值變送器，其特徵在於所述的真有效值轉換模塊(3)包括真有效值模擬器Ul和電解電容C8，真有效值模擬器Ul的信號輸入端Vin和所述的電流信號採樣模塊(2)的輸出端相連，真有效值模擬器Ul的工作電壓正端+VS及工作電壓負端-VS分別和所述的電源模塊￠)的輸出端相連，真有效值模擬器Ul的工作電壓正端+VS和電解電容C8的正極相連，電解電容C8的負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均接地，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BUF OUT輸出等效電平Ueq給所述的信號調理模塊(4)的輸入端。
4.根據權利要求1或2或3所述的交直流通用的電流真有效值變送器，其特徵在於所述的信號調理模塊(4)包括可調電阻VR1、可調電阻VR2、電阻R2?電阻R7、電阻R16、電阻R17、三端穩壓塊U4、穩壓管D3和運算放大器U2，所述的真有效值轉換模塊(3)的輸出端經可調電阻VRl及電阻R4和運算放大器U2的反相輸入端相連，運算放大器U2的反相輸入端經電阻R5和運算放大器U2的輸出端相連，運算放大器U2的同相輸入端接地，運算放大器U2的反相輸入端又和電阻R3及電阻R17的一端相連，電阻R3的另一端經電阻R2和電壓V+相連，電阻R17的另一端和可調電阻VR2的可調端相連，可調電阻VR2的一個固定端接地，可調電阻VR2的另一個固定端和電阻R16的一端相連，電阻R16的另一端、三端穩壓塊U4的穩壓輸出端、三端穩壓塊U4的陰極及電阻R6的一端均和電阻R2與電阻R3的並接點相連，三端穩壓塊U4的陽極接地，電阻R6的另一端，一路經電阻R7和運算放大器U2的輸出端相連，另一路和穩壓管D3的負極相連，穩壓管D3的正極接地，電容C9和穩壓管D3並聯，穩壓管D3的負極輸出電平Ud給所述的電流變送輸出模塊(5)的輸入端。
5.根據權利要求1或2或3所述的交直流通用的電流真有效值變送器，其特徵在於所述的電流變送輸出模塊(5)包括運算放大器U3、電阻R8、電阻R10、電阻R12、電阻R14、電阻R18、電容C10、電容C12、電解電容Cl 1、三極體Ql和壓敏電阻P4，所述的信號調理模塊(4)的輸出端和運算放大器U3的反相輸入端相連，運算放大器U3的同相輸入端接地，運算放大器U3的反相輸入端經電容ClO和運算放大器U3的輸出端相連，運算放大器U3的輸出端經電阻RlO和三極體Ql的基極相連，三極體Ql的基極經電容C12接地，三極體Ql的集電極經電阻R12接電壓V+，三極體Ql的發射極經電阻R14和電解電容Cll的正極相連，電解電容Cll的負極經電阻R18接地，壓敏電阻P4和電解電容Cll並聯，運算放大器U3的反相輸入端經電阻R8和電解電容Cll的負極相連，壓敏電阻P4的兩端分別輸出信號AO+和信號AO-到所述的變送器的電流變送輸出接線端子(7)。
6.根據權利要求1或2或3所述的交直流通用的電流真有效值變送器，其特徵在於所述的電源模塊(6)包括壓敏電阻P2、壓敏電阻P3、電感LI?電感L4、保險絲FUSE、電源轉換模塊Tl、高壓電容Cl、高壓電容C2、電解電容C3?電解電容C6，壓敏電阻P2的兩端分別和變送器輸入電源的兩端相連，壓敏電阻P2的一端經電感LI和壓敏電阻P3的一端及保險絲FUSE的一端相連，保險絲FUSE的另一端和電源轉換模塊Tl的電源輸入端VIN相連，壓敏電阻P2的另一端經電感L2和壓敏電阻P3的另一端及電源轉換模塊Tl的接地端相連，高壓電容Cl連接在電源轉換模塊Tl的電源輸入端VIN和電源轉換模塊Tl的電源輸出正極端+VO之間，高壓電容C2連接在電源轉換模塊Tl的接地端和電源轉換模塊Tl的電源輸出負極端-VO之間，電源轉換模塊Tl的電源輸出正極端+VO經電感L3輸出電壓V+，電源轉換模塊Tl的電源輸出負極端-VO經電感L4輸出電壓V-，電感L3的兩端分別和電解電容C3的正極、電解電容C4的正極相連，電解電容C3的負極、電解電容C4的負極均和電源轉換模塊Tl的電源輸出地端OV相連，電感L4的兩端分別和電解電容C5的負極、電解電容C6的負極相連，電解電容C5的正極、電解電容C6的正極均和電源轉換模塊Tl的電源輸出地端OV相連。
7.根據權利要求1或2或3所述的交直流通用的電流真有效值變送器，其特徵在於包括第一線路板(8)和第二線路板(9)，所述的電流信號採樣模塊(2)、真有效值轉換模塊(3)、信號調理模塊(4)、電流變送輸出模塊(5)和電源模塊(6)均有三組；三組的電源模塊(6)及電流信號採樣模塊(2)均安裝在所述的第一線路板(8)上，第一線路板(8)上還安裝有三個插針(10)，每一組的電源模塊(6)、電流信號米樣模塊(2)和插針(10)排成一排，每一組的電源模塊(6)的輸出端及電流信號採樣模塊(2)的輸出端分別和所屬組的插針(10)相連；三組的真有效值轉換模塊(3)、信號調理模塊(4)及電流變送輸出模塊(5)均安裝在所述的第二線路板(9)上，第二線路板(9)上還安裝有三個母座(11)，每一組的真有效值轉換模塊(3)、信號調理模塊(4)、電流變送輸出模塊(5)及母座(11)排成一排，每一組的真有效值轉換模塊(3)、信號調理模塊(4)及電流變送輸出模塊(5)的工作電壓輸入端以及真有效值轉換模塊(3)的輸入端分別和所屬組的母座(11)相連，第二線路板(9)上的三個母座(11)和第一線路板⑶上的三個插針(10)分別 對應相連。
【文檔編號】G01R19/02GK204241544SQ201420674731
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月13日 優先權日:2014年11月13日
【發明者】徐國明, 錢耶兵, 陸奇光 申請人:浙江涵普電力科技有限公司