一種儀表電量信號采樣電路板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及信息電子技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種儀表電量信號采樣電路板。
【背景技術(shù)】
[0002]目前廠家設(shè)計的儀表電量信號采樣電路板多數(shù)采用價格較為昂貴的電壓互感器及信號處理芯片，大大增加了電量信號采樣電路板的制作成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中的缺點，提供了一種低成本儀表電量信號采樣電路板，該儀表電量信號采樣電路板實現(xiàn)了對三相交流電壓及三相交流電流的采集，并最終處理為單片機(jī)可識別的電壓范圍并應(yīng)用于KEM2000型電力儀表中。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種儀表電量信號采樣電路板，其特征在于，包括輸入信號采集電路，所述輸入信號采集電路連接采集信號處理電路，所述輸入信號采集電路由輸入電壓信號采集電路和輸入電流信號采集電路組成；輸入電壓信號采集電路由電阻分壓電路構(gòu)成，采集得到-2.5-2.5V交流電壓；輸入電流信號采集電路由電流互感器構(gòu)成，采集到_50mV~50mV交流電流；
所述采集信號處理電路由電壓信號處理電路和電流信號處理電路組成，電壓信號處理電路包括第一隔離電路、第一加法放大電路、第二隔離電路和第一箝位電路，所述第一隔離電路依次連接第一加法電路、第二隔離電路和第一箝位電路，經(jīng)過第一加法電路，變換為0~5V交流電壓；所述電流信號處理電路包括電阻轉(zhuǎn)換電路、第二加法放大電路、第三隔離電路和第二箝位電路，所述電阻轉(zhuǎn)換電路依次連接第二加法放大電路、第三隔離電路和第二箝位電路，經(jīng)轉(zhuǎn)換得到0~5V交流電壓。電路末端的二極管箝位電路用于實現(xiàn)對單片機(jī)的過壓保護(hù)。
[0005]優(yōu)選的是，所述第一隔離電路、第二隔離電路和第三隔離電路分別由四運算放大器LM324搭建的電壓跟隨器構(gòu)成，起到緩沖、隔離、提高帶載能力的作用。同時，使各相電信號的采集相互獨立。其中，第一隔離電路、第一加法放大電路、第二隔離電路使用同一片LM324實現(xiàn)，第二加法放大電路、第三隔離電路使用同一片LM324實現(xiàn)。
[0006]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點:
本發(fā)明提供的這種儀表電量信號采樣電路板，可同時對輸入三相交流電壓、電流信號進(jìn)行采集處理。輸入的三相交流電壓信號經(jīng)電阻分壓電路采集到-2.5-2.5V交流電壓，后續(xù)的電壓跟隨器起到緩沖、隔離、提高帶載能力的作用，經(jīng)過加法電路，轉(zhuǎn)換為0~5V交流電壓，電路末端的二極管箝位電路用于實現(xiàn)對單片機(jī)的過壓保護(hù)。輸入三相交流電流信號經(jīng)電流互感器及取樣電阻轉(zhuǎn)換為小電壓信號，經(jīng)后續(xù)的放大、加法、跟隨，變換為0~5V交流電壓，可被單片機(jī)識別處理。
【附圖說明】
[0007]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0008]圖1是本發(fā)明輸入電壓信號采集處理電路的原理示意圖。
[0009]圖2是本發(fā)明輸入電流信號采集處理電路的原理示意圖。
[0010]圖3是本發(fā)明輸入電壓信號采集處理電路的原理方框示意圖。
[0011]圖4是本發(fā)明輸入電流信號采集處理電路的原理方框示意圖。
[0012]圖5是本發(fā)明的電壓信號采集電路圖。
[0013]圖6是本發(fā)明的電流信號采集電路圖。
【具體實施方式】
[0014]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0015]下面結(jié)合附圖1-6及具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0016]本發(fā)明所述的這種儀表電量信號采樣電路板，主要應(yīng)用于三相四線電力儀表。三相電壓及電流輸入信號經(jīng)該采集電路，轉(zhuǎn)換為0-5V交流電壓信號，可被單片機(jī)識別處理。
[0017]如圖1、圖2所示，本發(fā)明的一種儀表電量信號采樣電路板，由電壓信號采集電路、電壓信號處理電路、電流信號采集電路和電流信號處理電路組成。下面詳細(xì)介紹各主要功能塊的組成:
電壓信號采集電路
輸入三相交流電壓信號采集電路主要由電阻分壓電路構(gòu)成，電路圖如圖5所示，其中，Ua、Un為A相輸入電壓信號，al為經(jīng)此電路采集到的_2.5-2.5V范圍內(nèi)的交流電壓。
[0018]電壓信號處理電路
電壓信號處理電路包括第一隔離電路、第一加法放大電路、第二隔離電路和第一箝位電路，第一隔離電路依次連接第一加法電路、第二隔離電路和第一箝位電路。第一隔離電路、第二隔離電路、第一加法放大電路各由一片四運算放大器LM324實現(xiàn)，第一箝位電路則由兩個開關(guān)二極管首尾相連實現(xiàn)。
[0019]電流信號采集電路
輸入電流信號采集電路由電流互感器構(gòu)成，電路圖如圖6所示，其中，ial、ia2為A相輸入電流信號，a2為經(jīng)此電路采集并且經(jīng)電阻轉(zhuǎn)換得到的_50mV~50mV范圍內(nèi)的交流電壓。
[0020]電流信號處理電路
電流信號處理電路包括電阻轉(zhuǎn)換電路、第二加法放大電路、第三隔離電路和第二箝位電路，電阻轉(zhuǎn)換電路依次連接第二加法放大電路、第三隔離電路和第二箝位電路。第二加法放大電路、第三隔離電路由同一片LM324實現(xiàn)，第二箝位電路則由兩個開關(guān)二極管首尾相連實現(xiàn)。
[0021]本發(fā)明提供的一種儀表電量信號米樣電路板，可同時對輸入三相交流電壓、電流信號進(jìn)行采集處理。輸入的三相交流電壓信號經(jīng)電阻分壓電路采集到-2.5-2.5V交流電壓，后續(xù)的電壓跟隨器起到緩沖、隔離、提高帶載能力的作用，經(jīng)過加法電路，變換為0~5V交流電壓，電路末端的二極管箝位電路用于實現(xiàn)對單片機(jī)的過壓保護(hù)。輸入三相交流電流信號經(jīng)電流互感器及取樣電阻轉(zhuǎn)換為_50mV~50mV范圍內(nèi)小電壓信號，經(jīng)后續(xù)的放大、加法、跟隨，變換為0~5V交流電壓。
[0022]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種儀表電量信號采樣電路板，其特征在于，包括輸入信號采集電路，所述輸入信號采集電路連接采集信號處理電路，所述輸入信號采集電路由輸入電壓信號采集電路和輸入電流信號采集電路組成；輸入電壓信號采集電路由電阻分壓電路構(gòu)成，采集得到-2.5-2.5V交流電壓；輸入電流信號采集電路由電流互感器構(gòu)成，采集到-50mV~50mV交流電流； 所述采集信號處理電路由電壓信號處理電路和電流信號處理電路組成，電壓信號處理電路包括第一隔離電路、第一加法放大電路、第二隔離電路和第一箝位電路，所述第一隔離電路依次連接第一加法電路、第二隔離電路和第一箝位電路，經(jīng)過第一加法電路，變換為0~5V交流電壓；所述電流信號處理電路包括電阻轉(zhuǎn)換電路、第二加法放大電路、第三隔離電路和第二箝位電路，所述電阻轉(zhuǎn)換電路依次連接第二加法放大電路、第三隔離電路和第二箝位電路，經(jīng)轉(zhuǎn)換得到0~5V交流電壓。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種儀表電量信號采樣電路板，其特征在于，所述第一隔離電路、第二隔離電路和第三隔離電路分別由四運算放大器LM324搭建的電壓跟隨器構(gòu)成，其中，第一隔離電路、第一加法放大電路、第二隔離電路使用同一片LM324實現(xiàn)，第二加法放大電路、第三隔離電路使用同一片LM324實現(xiàn)。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種儀表電量信號采樣電路板，包括輸入信號采集電路，所述輸入信號采集電路連接采集信號處理電路，所述輸入信號采集電路由輸入電壓信號采集電路和輸入電流信號采集電路組成；輸入電壓信號采集電路由電阻分壓電路構(gòu)成，采集得到-2.5~2.5V交流電壓；輸入電流信號采集電路由電流互感器構(gòu)成，采集到-50mV~50mV交流電流；輸入的三相交流電壓信號經(jīng)電阻分壓電路采集到交流電壓，后續(xù)的電壓跟隨器起到緩沖、隔離、提高帶載能力的作用，經(jīng)過加法電路，轉(zhuǎn)換為0~5V交流電壓，電路末端的二極管箝位電路用于實現(xiàn)對單片機(jī)的過壓保護(hù)。這種儀表電量信號采樣電路板，可同時對輸入三相交流電壓、電流信號進(jìn)行采集處理。
【IPC分類】G01R19/00
【公開號】CN104965116
【申請?zhí)枴緾N201510367946
【發(fā)明人】趙煜, 李宏, 王世平, 王艷, 楊玉龍
【申請人】昆明電器科學(xué)研究所
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年6月29日