[實用新型]一種超低功耗的高速高精度數據采集系統

有效

• 申請號: 201220514602.5
• 申請日: 2012-10-09
• 公開（公告）號: CN202903870U
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 熊前柱;李前;胡浩亮;李鶴;李登云;楊春燕
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院;國家電網公司
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25
• 代理公司: 武漢帥丞知識產權代理有限公司 42220
• 代理人: 朱必武

技術領域

本實用新型涉及一種超低功耗的高速高精度數據采集系統,它是用于無供電電源接入、不方便接入電源、使用電池或激光等小功率電源供電，且需要高速高精度的數據采集環境。

背景技術

高壓互感器作為關口電能計量裝置的重要組成部分，是發電公司與電網公司、電網公司與供電公司、供電公司與電力用戶之間進行公平公正貿易結算，正確計算、考核電力系統內部技術經濟指標的法定計量器具。目前，電網一次設備狀態檢修是我國電網迅速發展的必然趨勢，也是降低運行成本、減少因設備過度檢修而發生事故概率的手段。以往，互感器離線校準（現場檢測）主要是滿足作為電能計量裝置的互感器周檢需要。我國電力系統有數量龐大的電力互感器，停電測試它們的誤差性能工作量龐大，費時費力，而且不能獲得三相帶電狀態下的真實數據。開展互感器在線校準技術研究可以克服上述離線校準的缺點，提高互感器誤差特性測量不確定度水平，為實現電能計量裝置的整體在線校準打下堅實基礎，提高電能計量的準確度。

為了實現110kV～220kV電壓等級關口計量點的計量用互感器的全自動實時在線校準，常規標準電壓電流互感器因體積大、笨重等因素無法滿足在線校準的需要，必須將標準電壓電流互感器經過工藝改造，達到方便安裝、重量輕、體積小的目的，由此導致互感器輸出功率較小，信號幅度較小，容易受外界電磁干擾的影響，不利于信號的高精度和遠距離傳輸。為了解決這一問題，必須采用低功耗、高速、高精度的數據采集系統，將標準電壓電流互感器輸出的信號就近數字化，并經過光纖等方式將數字信號進行遠距離傳輸，這樣既能保證信號的精度和實時性，又能進行遠距離傳輸，達到現場在線校準的目的。

中國實用新型專利《高速數據采集器》（申請號：200820163669.2?申請日：2008-09-04）提出了一種高速數據采集器，是以CPLD為中心，主要包括數據采集電路、數據處理、數據存儲、電源模塊等幾部分，由依次相連接的輸入端口、可調放大電路、高速A/D芯片、CPLD芯片、輸出端口組成，CPLD芯片是使用VHDL語言的，其實現的功能模塊主要是消抖模塊、控制模塊、FIFO存儲器模塊，具體由幅度判斷、FIFO存儲、時鐘產生、時序產生四個部分構成。然而該數據采集器無法應用于上述線路。

有鑒于此，本實用新型提供一種超低功耗的高速高精度數據采集系統，以解決上述問題。

發明內容

本實用新型的目的是針對背景技術提出的問題，提出一種超低功耗的高速高精度數據采集系統，它是用于無供電電源接入、不方便接入電源或電池或激光等小功率電源供電，且需要高速高精度的數據采集環境。目前本系統應用于變電站高壓端采樣電壓和電流信號。

本實用新型的技術方案是：一種超低功耗的高速高精度數據采集系統，由自動AGC及濾波模塊、溫度補償及采集補償模塊、數據采集調零模塊、AD轉換模塊、自動功耗控制模塊、數據處理模塊、光電通訊接口組成，其特征在于，外部模擬信號通過自動AGC及濾波模塊接入后，完成前級信號濾波調理，并與溫度補償及采集補償模塊和數據采集調零模塊的輸出信號調理后經過放大，進入AD轉換模塊轉換成數字量，再進入數據處理模塊進行數據處理，最后通過光電通訊接口發送到終端設備，其中自動功耗控制模塊，給各模塊提供電源，并受數據處理模塊控制參與休眠模式切換及功耗管理。

如上所述的超低功耗的高速高精度數據采集系統，其特征在于，進一步包括基于STM32F103VET6的高穩定的數據采樣時序發生模塊，保證數據采集的時間控制精度。

如上所述的超低功耗的高速高精度數據采集系統，其特征在于，所述AD轉換模塊的核心采用18位高速高精度SAR模數轉換器AD7631，它內置一個18位高速采樣ADC、一個內部轉換時鐘、一個內部基準電壓源、糾錯電路，以及串行和并行系統接口端口。

如上所述的超低功耗的高速高精度數據采集系統，其特征在于，所述AD7631內部5V基準電壓的典型漂移量為3ppm/℃；積分非線性誤差典型值±1.5?LSB，最大值±2.5?LSB；雙極性滿量程誤差為±0.09%FS；并行接口支持18位數據輸出，能夠一次性輸出轉換數據。