[發明專利]一種電壓變送器

有效

• 申請號: 201310617794.1
• 申請日: 2013-11-29
• 公開（公告）號: CN103760409A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 米哲濤;曲品;李德來;關克
• 申請（專利權）人: 寧波南車時代傳感技術有限公司
• 主分類號: G01R19/22
• 分類號: G01R19/22
• 代理公司: 寧波天一專利代理有限公司 33207
• 代理人: 徐良江

技術領域

本發明涉及電壓變送器，尤其涉及單電源供電、帶有整流濾波電路的交流電壓變送器。

背景技術

電壓變送器是一種將被測交流電壓、直流電壓、脈沖電壓轉換成按線性比例輸出直流電壓或直流電流并隔離輸出模擬信號或數字信號的裝置。現有的電壓變送器可實現對高壓（500-1000V）電壓的精確測量，輸出標準的0-20mA直流電流信號，但存在的缺陷是：其中的電源供電電路為了后續器件、芯片選型方面比較通用，往往使用+15V電源產生-15V電源進行供電；在電流電壓（I/V）轉換方面使用小型電流傳感器進行隔離測量，存在需提供電源供電，且成本比較高；為了把I/V轉換來的交流電壓轉換為理想的直流電壓信號，大部分變送器都是用真有效值轉換芯片，成本較高；電壓電流（V/I）轉換部分通過分離元件搭接電路輸出0-20mA直流電流信號，在精度、溫度特性方面不可控。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的上述不足而提供一種電壓變送器，可輸出精度高、可靠性強的直流電流信號，成本低。

本發明解決上述問題所采用的技術方案為：所述電壓變送器包括單電源供電電路、交流電流電壓轉換電路、整流電路、濾波電路、直流電壓電流轉換電路：單電源供電電路為整流電路、濾波電路、直流電壓電流轉換電路提供電源；交流電流電壓轉換電路將被測回路中的交流電流信號轉換為交流電壓信號并輸出給整流電路；整流電路將交流電壓信號轉換為直流電壓信號；濾波電路的輸入端接整流電路的輸出端，濾波電路的輸入端依次接第一個電阻、第二個電阻、運算放大器的同相輸入端，其中第二個電阻的一端接電容、0V電源，第二個電阻的另一端接另一電容、0V電源；運算放大器的反相輸入端接第三個電阻、0V電源，運算放大器的輸出端為濾波電路的輸出端，在運算放大器的反相輸入端和輸出端之間接電壓增益電路，電壓增益電路為第四個電阻、電位器串聯后與第三個電容并聯；直流電壓電流轉換電路將直流電壓信號轉換為直流電流信號并輸出。

本發明的優點在后結合實施例進行詳細說明。

附圖說明

圖1是本發明的原理框圖。

圖2是本發明的信號處理部分電路圖。

圖3是本發明的整流電路電路圖。

圖4是本發明的濾波電路電路圖。

圖5是本發明的V/I轉換電路電路圖。

圖6是本發明的單電源供電電路圖。

圖7是本發明的結構分解圖。

圖8是本發明的組裝結構圖。

圖9是本發明的殼體下端面示意圖。

圖10是本發明殼蓋上的接線方式示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖、實施例對本發明實施方式、有益效果進行具體說明。

本發明電壓變送器的原理如圖1所示，電壓變送器的電路部件包括交流電流電壓轉換（I/V轉換）電路、整流濾波電路、直流電壓電流轉換（V/I轉換）電路、單電源供電電路。

信號處理部分的電路圖如圖2所示，I/V轉換電路接入被測電壓的回路中，并串聯電阻R分壓限流，I/V轉換電路可將被測回路中的交流電流信號轉換為交流電壓信號并輸出給整流、濾波電路，整流、濾波電路將交流電壓轉換為直流電壓信號，直流電壓信號經V/I轉換電路轉換后，輸出標準的直流電流信號。

I/V轉換電路采用電壓互感器，只需在后端增加一個電阻就可以轉換為電壓信號，電壓互感器為無源器件，且成本低廉、輸出精度高。

整流電路的電路如圖3所示，整流電路的輸入端與0V之間串聯電阻R3、R4，整流電路輸入端與輸出端之間并聯反相比例運算電路和電壓跟隨電路。

反相比例運算電路由電阻R6、電阻R8、運算放大器N1A、二極管VD2連接組成。電阻R6的一端接整流電路輸入端，電阻R6的另一端接運算放大器N1A的反相輸入端、電阻R8，運算放大器N1A的同相輸入端接電阻R5、0V電源，運算放大器N1A的輸出端接二極管VD2的陽極，二極管VD2的陰極接整流電路的輸出端，電阻R8的一端接電阻R6，電阻R8另一端接整流電路的輸出端。

當整流電路的輸入端的電壓大于0V時，運算放大器N1A的反相輸入端的電位大于同相輸入端的電位，運算放大器N1A的輸出端輸出為負，二極管VD2截止，反相比例運算電路無輸出。當整流電路的輸入端的電壓小于0V時，運算放大器N1A的反相輸入端的電位小于同相輸入端的電位，運算放大器N1A的輸出端輸出為正，二極管VD2導通，反相比例運算電路輸出為正。