[實用新型]采用線性光耦實現基于電阻采樣的功率測量裝置

無效

• 申請號: 200920311522.8
• 申請日: 2009-09-27
• 公開（公告）號: CN201497776U
• 公開（公告）日: 2010-06-02
• 發明（設計）人: 康爾良;衛愛平
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G01R21/133
• 分類號: G01R21/133;G01R21/06;G01R25/00;G01R15/22;G08C23/06
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張果瑞

技術領域

本實用新型涉及一種采用線性光耦實現基于電阻采樣的功率測量裝置，屬于電氣測量領域。

背景技術

電氣測量系統的功率測量裝置要獲取的結果是有功功率、無功功率、視在功率及電壓信號和電流信號的相位差，目前大多采用的技術手段是同步采集電流信號和電壓信號，利用電流互感器或霍爾電流傳感器采集電流信號，利用電壓互感器或霍爾電壓傳感器采集電壓信號，但是電流/電壓互感器、霍爾電流/電壓傳感器在電氣測量系統中應用具有一定的局限性，電流/電壓互感器受到頻帶的限制只能檢測額定頻率±5％附近頻帶的電流/電壓信號，且信號為非直流信號；霍爾電流/電壓傳感器使用的頻帶為0-100kHz，雖然能夠滿足現有電氣測量頻帶要求和電流控制精度，但是它很難在整個頻帶和量程范圍內滿足高精度的測量要求。它們的應用成本都遠高于分流器/分壓器。因此，分流器/分壓器在電氣測量領域得到了廣泛應用。

電氣測量領域中應用分流器檢測電流、用分壓器檢測電壓的方式，以其結構最簡單、反應電流/電壓變化實時性最高等優點曾經得到廣泛應用，但是，現有的分流器/分壓器長距離傳輸的結構特點影響測量精度，導致測量精度低：分流器采樣電流后的電壓參數、分壓器采樣后的電壓參數要經過長距離傳輸到后臺PC機進行統一應用及處理，電流采樣所得電壓信號、分壓器采樣后的電壓參數在傳輸過程中會產生線路壓降，進而影響電流的檢測精度；由于長距離傳輸，采樣回路易受電磁環境干擾引起采樣信號非線性變化從而影響檢測精度等缺點又制約了其應用的廣泛性。

實用新型內容

本實用新型的目的是解決現有分流器/分壓器的測量結果經過長距離傳輸導致測量精度低的問題，提供一種采用線性光耦實現基于電阻采樣的功率測量裝置。

本實用新型包括分流器、分壓器、電流運算放大和線性光耦隔離模塊、電壓運算放大和線性光耦隔離模塊、電流極性判斷電路、電壓極性判斷電路、電流A/D轉換電路、電壓A/D轉換電路和數字信號處理和運算模塊DSP，

分流器的采樣電阻Ri兩端引出線為分流器的電壓信號輸出端，所述分流器的電壓信號輸出端與電流運算放大和線性光耦隔離模塊的輸入端相連，電流運算放大和線性光耦隔離模塊的輸出端與電流A/D轉換電路的輸入端相連，電流A/D轉換電路的輸出端與數字信號處理和運算模塊DSP的電流采樣輸入端相連，電流運算放大和線性光耦隔離模塊的電流極性信號輸出端與電流極性判斷電路的輸入端相連，電流極性判斷電路的輸出端與數字信號處理和運算模塊DSP的電流極性控制端相連，

分壓器的分壓電阻Rv兩端引出線為分壓器的電壓信號輸出端，所述分壓器的電壓信號輸出端與電壓運算放大和線性光耦隔離模塊的輸入端相連，電壓運算放大和線性光耦隔離模塊的輸出端與電壓A/D轉換電路的輸入端相連，電壓A/D轉換電路的輸出端與數字信號處理和運算模塊DSP的電壓采樣輸入端相連，電壓運算放大和線性光耦隔離模塊的電壓極性信號輸出端與電壓極性判斷電路的輸入端相連，電壓極性判斷電路的輸出端與數字信號處理和運算模塊DSP的電壓極性控制端相連，

數字信號處理和運算模塊DSP的同步采樣控制端同時與電流A/D轉換電路的電流采樣控制端和電壓A/D轉換電路的電壓采樣控制端相連。

本實用新型的優點是：分流器/分壓器采樣獲得的電壓信號不用長距離傳輸給后臺進行處理，直接在現場利用數字信號處理和運算模塊DSP進行處理，直接獲得要用到的結果，即有功功率、無功功率、視在功率及電壓信號和電流信號的相位差，這樣，不會因為長距離傳輸時導致線路壓降，保證了測量的高精度。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖，圖2是分流器和分壓器的測量原理圖，圖3是電流運算放大和線性光耦隔離模塊的結構示意圖，圖4是電壓運算放大和線性光耦隔離模塊的結構示意圖。

具體實施方式

具體實施方式一：下面結合圖1和圖2說明本實施方式，本實施方式所述的采用線性光耦實現基于電阻采樣的功率測量裝置包括分流器1、分壓器2、電流運算放大和線性光耦隔離模塊3、電壓運算放大和線性光耦隔離模塊4、電流極性判斷電路5、電壓極性判斷電路6、電流A/D轉換電路7、電壓A/D轉換電路8和數字信號處理和運算模塊DSP9，