[發明專利]一種新型變壓器相位差測量系統及其測量方法

在審

• 申請號: 201910294029.8
• 申請日: 2019-04-12
• 公開（公告）號: CN110018347A
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 吉云飛;吳雷;俞家珊
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: G01R25/00
• 分類號: G01R25/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 向文

本發明公開了一種新型變壓器相位差測量系統及其測量方法，包括信號采樣電路、信號調理電路、A/D轉換器、單片機和LCD顯示模塊，單片機連接著LCD顯示模塊，信號調理電路包括二階有源低通濾波電路和乘法測量電路，信號采樣電路連接著二階有源低通濾波電路，二階有源低通濾波電路連接著乘法測量電路乘法測量電路通過A/D轉換器連接著單片機的存儲模塊。本發明利用單片機發出的基準正弦信號作為基準信號，通過分別獨立測量出變壓器兩側和基準正弦信號的相位差，來計算獲得變壓器的相位差，從而在確保測量精度的情況下，消除了變壓器的體積形狀對于測量接線的限制，大幅降低了測量復雜性，并且保證了測量穩定性。

技術領域

本發明涉及電子測量技術領域，具體涉及一種新型變壓器相位差測量系統及其測量方法。

背景技術

傳統的的測量相位差需取變壓器兩側的信號同時接通到測量儀器上進行測量，這種接線方式受變壓器的體積形狀限制，當變壓器初級和次級側相距非常遠時，需鋪設非常長導線同時連到測量儀上，這樣不但使得測量受到了很大的局限性，加大了測量的復雜性，而且測量效果也因此存在不穩定性。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，提供一種新型變壓器相位差測量系統及其測量方法，消除了變壓器的體積形狀對于測量接線的限制，大幅降低了測量復雜性，并且保證了測量穩定性。

技術方案：為實現上述目的，本發明提供一種新型變壓器相位差測量系統，包括信號采樣電路、信號調理電路、A/D轉換器、單片機和LCD顯示模塊，所述單片機連接著LCD顯示模塊，所述信號調理電路包括二階有源低通濾波電路和乘法測量電路，所述信號采樣電路連接著二階有源低通濾波電路，所述二階有源低通濾波電路連接著乘法測量電路，所述單片機連接著乘法測量電路用于將其產生的基準正弦信號輸入到乘法測量電路，所述乘法測量電路用于計算出變壓器單側信號與基準正弦信號的相位差，所述乘法測量電路通過A/D轉換器連接著單片機的存儲模塊。

進一步的，所述信號采樣電路包括高速運放器、變壓器和電容C8。

進一步的，所述二階有源低通濾波電路包括運算放大器、電容C14、電容C13以及電阻R9、R10、R11和R12。

進一步的，所述乘法測量電路包括模擬乘法器和電容C9～C12。

一種新型變壓器相位差測量系統的測量方法，包括如下步驟：

S1：首先將變壓器的一側測量端連接上信號采樣電路，信號采樣電路將電壓信號經過變壓器降壓之后，再經過高速運放器采集相位信號；

S2：采集到的相位信號經過二階有源低通濾波電路濾除干擾信號后進入到乘法測量電路，同時，單片機向乘法測量電路輸入基準正弦信號，通過乘法測量電路計算出變壓器單側信號與基準正弦信號的相位差；

S3：步驟S2中得到的相位差通過A/D轉換器轉換成數字信號讀入到單片機的存儲區域；

S4：將變壓器的另外一側測量端連接上信號采樣電路，重復步驟S1～S3，得到變壓器另外一側和基準正弦信號的相位差；

S5：根據兩次測得的相位差，通過乘法測量電路計算出變壓器的相位差，并且通過單片機將變壓器的相位差顯示在LCD顯示模塊上。

有益效果：本發明與現有技術相比，利用單片機發出的基準正弦信號作為基準信號，通過分別獨立測量出變壓器兩側和基準正弦信號的相位差，來計算獲得變壓器的相位差，從而在確保測量精度的情況下，消除了變壓器的體積形狀對于測量接線的限制，大幅降低了測量復雜性，并且保證了測量穩定性。

附圖說明

圖1為本發明系統的結構連接示意圖；

圖2為信號采樣電路的示意圖；

圖3為乘法測量電路的示意圖；