一種電壓信號周期性采集裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種電壓信號周期性采集裝置，用于電力電網(wǎng)【技術(shù)領(lǐng)域】，以解決目前電壓信號采集無法獲取周期性信號的問題，所述電壓信號周期性采集裝置包括：電壓信號采集電路，與待采集的電壓信號輸入源電連接；AD采集模塊，與所述電壓信號采集模塊進(jìn)行電連接，其中，所述AD采集模塊還包括過零檢測電路，所述過零檢測電路接收采集到的電壓信號，并對所述采集到的電壓信號進(jìn)行過零點(diǎn)檢測以獲得周期頻率。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)電壓信號的周期性檢測，通過檢測電網(wǎng)電壓連續(xù)兩次正向過零之間的時間間隔來監(jiān)控電網(wǎng)的頻率，從而提供電壓信號周期性判斷的依據(jù)，以方便用戶獲得電壓信號的周期性，為后續(xù)電壓信號的周期性計(jì)算獲取前提數(shù)據(jù)。
【專利說明】一種電壓信號周期性采集裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電力電網(wǎng)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤指一種電壓信號周期性采集裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]電網(wǎng)電壓信號的采集有很多的方法，但大都按一個固定的采樣率來進(jìn)行采樣，這種只有在理想的狀態(tài)下才能采集到一個周期信號，而實(shí)際應(yīng)用環(huán)境非常復(fù)雜，因?yàn)殡娋W(wǎng)的干擾源很多，導(dǎo)致電網(wǎng)頻率在不停的變化中，從而導(dǎo)致采集到的電壓值并不是一個周期的，而像FFT (fast Fourier transform，快速傅立葉變換)等很多的算法都要保證采樣電壓值是一個周期內(nèi)的，而不在一個周期內(nèi)的采樣值會導(dǎo)致電壓值計(jì)算的誤差。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的是針對現(xiàn)有電壓采集電路的不足，提供一種電壓信號周期性采集裝置，從而對電壓信號進(jìn)行實(shí)時周期性檢測。
[0004] 申請人:在研宄中發(fā)現(xiàn)，電網(wǎng)電壓頻率的變化是有過程的，在連續(xù)的兩個周期變化是不大的，這樣就可以通過實(shí)時監(jiān)控電網(wǎng)的頻率，動態(tài)調(diào)節(jié)采樣頻率，這樣就能保證采集到的電壓信號是在一個周期內(nèi)的。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型以上目的，本實(shí)用新型的電壓信號周期性采集裝置是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種電壓信號周期性采集裝置，所述電壓信號周期性采集裝置包括:
[0007]電壓信號采集電路，與待采集的電壓信號輸入源電連接；
[0008]AD采集模塊，與所述電壓信號采集電路進(jìn)行電連接，其中，所述AD采集模塊還包括過零檢測電路，所述過零檢測電路接收采集到的電壓信號，并對所述采集到的電壓信號進(jìn)行過零點(diǎn)檢測以獲得周期頻率。
[0009]本實(shí)用新型通過使用過零檢測電路來實(shí)現(xiàn)電壓信號的周期性采集，通過檢測電網(wǎng)電壓連續(xù)兩次正向過零之間的時間間隔來監(jiān)控電網(wǎng)的頻率，由上一周期的電網(wǎng)頻率來決定下一周期的采樣頻率。
[0010]進(jìn)一步地，所述電壓信號采集電路具體包括:
[0011]輸入端電阻、一電壓互感器、采樣電阻和濾波電路，所述輸入端電阻連接所述輸入源，所述電壓互感器兩端分別連接濾波電路R2、C2和R17、C5，所述采樣電阻并聯(lián)于所述電壓互感器。
[0012]通過電壓互感器、采樣電阻和濾波電路，采集到電壓信號源，以獲得精確的電壓源信號。
[0013]進(jìn)一步地，所述過零檢測電路具體包括:
[0014]一個或若干個放大電路、過零比較器和光耦器，所述放大電路連接所述采樣電阻和過零比較器，將放大后的電壓信號輸出到過零比較器中，所述過零比較器連接所述光耦器，所述光耦器將過零點(diǎn)檢測后的信號耦合到所述AD轉(zhuǎn)換模塊的AD轉(zhuǎn)換電路中。
[0015]放大電路的采用可以提高信號的強(qiáng)度，過零比較器對放大后的電壓信號進(jìn)行過零點(diǎn)的檢測，當(dāng)電壓信號達(dá)到零電位時，過零比較器獲得該信號并記錄之，同時通過光耦器將電壓信號進(jìn)行耦合，提高信號的精確度。
[0016]所述電壓信號周期性采集裝置還連接一處理器，與所述AD采集模塊相連，所述AD采集模塊將過零點(diǎn)檢測后的信號進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換后輸出到所述處理器中。
[0017]過零點(diǎn)檢測后的信號進(jìn)入處理器后，可以進(jìn)行進(jìn)一步的數(shù)字處理，通過直觀的方式反映電壓波形和電壓信號的周期性。
[0018]本實(shí)用新型通過使用過零檢測電路來實(shí)現(xiàn)電壓信號的周期性檢測，通過檢測電網(wǎng)電壓連續(xù)兩次正向過零之間的時間間隔來監(jiān)控電網(wǎng)的頻率，由上一周期的電網(wǎng)頻率來決定下一周期的采樣頻率，從而提供電壓信號周期性判斷的依據(jù)，以方便用戶獲得電壓信號的周期性，為后續(xù)電壓信號的周期性計(jì)算獲取前提數(shù)據(jù)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明:
[0020]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一種電壓信號周期性采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例電壓信號采集電路的電路圖；
[0022]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例過零檢測電路的電路圖；
[0023]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例電壓信號過零檢測后的波形圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)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實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0025]如圖1所示，是本實(shí)用新型電壓信號周期性采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]一種電壓信號周期性采集裝置，所述電壓信號周期性采集裝置包括:
[0027]電壓信號采集電路，與待采集的電壓信號輸入源電連接；
[0028]AD采集模塊，與所述電壓信號采集電路進(jìn)行電連接，其中，所述AD采集模塊還包括過零檢測電路，所述過零檢測電路接收采集到的電壓信號，并對所述采集到的電壓信號進(jìn)行過零點(diǎn)檢測以獲得周期頻率。
[0029]本實(shí)用新型通過使用過零檢測電路來實(shí)現(xiàn)電壓信號的周期性采集，通過檢測電網(wǎng)電壓連續(xù)兩次正向過零之間的時間間隔來監(jiān)控電網(wǎng)的頻率，由上一周期的電網(wǎng)頻率來決定下一周期的采樣頻率。
[0030]進(jìn)一步地，所述電壓信號采集電路具體包括:
[0031]輸入端電阻、一電壓互感器、采樣電阻和濾波電路，所述輸入端電阻連接所述輸入源，所述電壓互感器兩端分別連接濾波電路R2、C2和R17、C5，所述采樣電阻并聯(lián)于所述電壓互感器。
[0032]如圖2所示，為本實(shí)用新型的電壓信號采集電路圖。VAIN、VA是要采集的電壓信號，Tl是一個電流為1:1的電壓互感器。電壓互感器的輸入輸出電流一樣，R5是高精度的采樣電阻，R2、C2和R17、C5是兩組濾波電路，VA、VN是進(jìn)入AD采集模塊的信號。
[0033]例如，在一實(shí)施例中，R2和Rl7可分別取IK歐姆電阻，C2和C5分別取33nF，R3、R5取高位電阻，使得在輸入端電壓為220V時，輸入端有ImA的電流，同時，輸出端同樣會產(chǎn)生ImA的電流，這樣在R5兩端產(chǎn)生0.33V的電壓信號，通過采樣得到R5兩端的電壓信號。從而通過電壓互感器、采樣電阻和濾波電路，采集到電壓信號源，以獲得精確的電壓源信號。
[0034]進(jìn)一步地，所述過零檢測電路具體包括:
[0035]一個或若干個放大電路、過零比較器和光耦器，所述放大電路連接所述采樣電阻和過零比較器，將放大后的電壓信號輸出到過零比較器中，所述過零比較器連接所述光耦器，所述光耦器將過零點(diǎn)檢測后的信號耦合到所述AD轉(zhuǎn)換模塊的AD轉(zhuǎn)換電路中。
[0036]如圖3所示，為本實(shí)用新型過零檢測電路的電路圖。圖3中，通過對VA的信號進(jìn)行過零檢測來計(jì)算電網(wǎng)電壓的實(shí)際頻率。如圖3所示，LF353是一運(yùn)放電路，用于將采集到的電壓信號進(jìn)行放大，這里，放大電路選取了兩個，實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)電壓信號的強(qiáng)度選擇放大電路的個數(shù)。LM393是一過零比較器，用來對電壓信號進(jìn)行過零檢測，因?yàn)椴杉降碾妷盒盘柺墙涣餍盘?，它有正?fù)極性，在采樣信號的正半周期時，LM393輸出的是高電平，負(fù)半周期時，LM393輸出的是低電平，根據(jù)采樣信號周期的變化，LM393會輸出一個相應(yīng)的頻率的方波信號，正半周期和負(fù)半周期信號通過光耦OPl后得到一個同步的電平相反的方波信號VAI信號，而每一個電平變化的時刻就一個過零點(diǎn)。其中，圖3中各電阻和電容的取值本領(lǐng)域技術(shù)人員可以通過經(jīng)驗(yàn)設(shè)定并調(diào)整。
[0037]放大電路的采用可以提高信號的強(qiáng)度，過零比較器對放大后的電壓信號進(jìn)行過零點(diǎn)的檢測，當(dāng)電壓信號達(dá)到零電位時，過零比較器獲得該信號并記錄之，同時通過光耦器將電壓信號進(jìn)行耦合，提高信號的精確度。
[0038]進(jìn)一步地，所述電壓信號周期性采集裝置還連接一處理器，與AD采集模塊相連，所述AD采集模塊將過零點(diǎn)檢測后的信號進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換后輸出到所述處理器中。如圖4所示，過零點(diǎn)檢測后的信號進(jìn)入處理器后，可以進(jìn)行進(jìn)一步的數(shù)字處理，通過直觀的方式反映電壓波形和電壓信號的周期性。
[0039]因此，電壓信號采集電路采集到的信號進(jìn)入AD采集模塊后經(jīng)過過零點(diǎn)檢測后獲得電壓信號VAI，可以再通過處理器計(jì)算得出輸入的電壓信號大小，輸出到高速處理器，高速處理器判斷VAI電平變化的時間。
[0040]本實(shí)用新型通過使用過零檢測電路來實(shí)現(xiàn)電壓信號的周期性檢測，通過檢測電網(wǎng)電壓連續(xù)兩次正向過零之間的時間間隔來監(jiān)控電網(wǎng)的頻率，由上一周期的電網(wǎng)頻率來決定下一周期的采樣頻率，從而提供電壓信號周期性判斷的依據(jù)，以方便用戶獲得電壓信號的周期性，為后續(xù)電壓信號的周期性計(jì)算獲取前提數(shù)據(jù)。
[0041]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種電壓信號周期性采集裝置，其特征在于，所述電壓信號周期性采集裝置包括: 電壓信號采集電路，與待采集的電壓信號輸入源電連接； AD采集模塊，與所述電壓信號采集電路進(jìn)行電連接，其中，所述AD采集模塊還包括過零檢測電路，所述過零檢測電路接收采集到的電壓信號，并對所述采集到的電壓信號進(jìn)行過零點(diǎn)檢測以獲得周期頻率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓信號周期性采集裝置，其特征在于，所述電壓信號采集電路具體包括: 輸入端電阻、一電壓互感器、采樣電阻和濾波電路，所述輸入端電阻連接所述輸入源，所述電壓互感器兩端分別連接濾波電路R2、C2和R17、C5，所述采樣電阻并聯(lián)于所述電壓互感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電壓信號周期性采集裝置，其特征在于，所述過零檢測電路具體包括: 一個或若干個放大電路、過零比較器和光耦器，所述放大電路連接所述采樣電阻和過零比較器，將放大后的電壓信號輸出到過零比較器中，所述過零比較器連接所述光耦器，所述光耦器將過零點(diǎn)檢測后的信號耦合到所述AD轉(zhuǎn)換模塊的AD轉(zhuǎn)換電路中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓信號周期性采集裝置，其特征在于，所述電壓信號周期性采集裝置還連接一處理器，與所述AD采集模塊相連，所述AD采集模塊將過零點(diǎn)檢測后的信號進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換后輸出到所述處理器。
【文檔編號】G01R23/02GK204241558SQ201420742505
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月1日
【發(fā)明者】陳劉偉, 王曄, 余龍山 申請人:上海華宿電氣股份有限公司