本實(shí)用新型涉及電壓傳感器領(lǐng)域，特別涉及一種雙路串聯(lián)型電壓傳感器。

背景技術(shù)：

電壓傳感器是一種將被測(cè)電量參數(shù)轉(zhuǎn)換成直流電流、直流電壓并隔離輸出模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)的裝置。電壓傳感器用于測(cè)量電網(wǎng)中波形畸變較嚴(yán)重的電壓或電流信號(hào)，也可以測(cè)量方波、三角波等非正弦波形。霍爾電壓傳感器是一種利用霍爾效應(yīng)，將原邊電壓通過外置或內(nèi)置電阻，將電流限制在10mA，此電流經(jīng)過多匝繞組之后，經(jīng)過聚磁材料將原邊電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)被氣隙中的霍爾元件檢測(cè)到，并感應(yīng)出相應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，該電動(dòng)勢(shì)經(jīng)過電路調(diào)整后反饋給補(bǔ)償線圈進(jìn)而補(bǔ)償，該補(bǔ)償線圈產(chǎn)生的磁通與原邊電流(被測(cè)電壓通過限流電阻產(chǎn)生)產(chǎn)生的磁通大小相等，方向相反，從而在磁芯中保持磁通為零。傳統(tǒng)的電壓傳感器由于缺乏電路保護(hù)功能，造成電路的安全性和可靠性較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種電路的安全性和可靠性較高的雙路串聯(lián)型電壓傳感器。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：構(gòu)造一種雙路串聯(lián)型電壓傳感器，包括微處理器、電壓采集通道、通訊通道、供電電路和計(jì)算機(jī)，所述電壓采集通道、通訊通道及供電電路均與所述微處理器連接，所述微處理器還與所述計(jì)算機(jī)連接、用于向所述計(jì)算機(jī)輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，所述電壓采集通道包括電壓輸入接口、信號(hào)隔離輸入電路和ADC轉(zhuǎn)換電路，所述電壓輸入接口依次通過所述信號(hào)隔離輸入電路和ADC轉(zhuǎn)換電路后連接所述微處理器，所述通訊通道包括通訊接口保護(hù)電路、通訊接口電路、DC/DC隔離電路和光電耦合電路，所述DC/DC隔離電路和光電耦合電路并聯(lián)，并聯(lián)的一端與所述微處理器連接，并聯(lián)的另一端通過所述通訊接口電路與所述通訊接口保護(hù)電路連接；

所述供電電路包括變壓器、整流橋、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第一電解電容、第二電解電容、第三電容、電感、第一穩(wěn)壓管、第二二極管、三極管和開關(guān)穩(wěn)壓芯片，所述變壓器的初級(jí)線圈的兩端輸入交流電，所述整流橋的第一端口與所述變壓器的次級(jí)線圈的一端連接，所述整流橋的第三端口與所述變壓器的次級(jí)線圈的另一端連接，所述整流橋的第二端口分別與所述第五電阻的一端、第一穩(wěn)壓管的負(fù)極、第三電容的一端和開關(guān)穩(wěn)壓芯片的第一引腳連接，所述第五電阻的另一端與所述第一電解電容的正極連接，所述整流橋的第四端口通過所述第四電阻與所述第一電解電容的負(fù)極連接，所述第一穩(wěn)壓管的正極通過所述第一電阻分別與所述三極管的基極和第二電阻的一端連接，所述第二電阻的另一端和三極管的發(fā)射極均與所述第一電解電容的負(fù)極連接，所述三極管的集電極通過所述第三電阻分別與所述開關(guān)穩(wěn)壓芯片的第五引腳和第三電容的另一端連接，所述開關(guān)穩(wěn)壓芯片的第三引腳接地，所述開關(guān)穩(wěn)壓芯片的第二引腳分別與所述第二二極管的陰極和電感的一端連接，所述電感的另一端與所述第二電解電容的正極連接，所述第二二極管的陽極與所述第二電解電容的負(fù)極連接，所述開關(guān)穩(wěn)壓芯片的第四引腳分別與所述電感的另一端和微處理器連接。

在本實(shí)用新型所述的雙路串聯(lián)型電壓傳感器中，所述供電電路還包括第六電阻，所述第六電阻的一端與所述第三電容的一端連接，所述第六電阻的另一端與所述開關(guān)穩(wěn)壓芯片的第一引腳連接。

在本實(shí)用新型所述的雙路串聯(lián)型電壓傳感器中，所述供電電路還包括第七電阻，所述開關(guān)穩(wěn)壓芯片的第三引腳通過所述第七電阻與所述三極管的發(fā)射極連接。

在本實(shí)用新型所述的雙路串聯(lián)型電壓傳感器中，所述供電電路還包括第八電阻，所述第八電阻的一端與所述開關(guān)穩(wěn)壓芯片的第二引腳連接，所述第八電阻的另一端與所述第二二極管的陰極連接。

在本實(shí)用新型所述的雙路串聯(lián)型電壓傳感器中，所述供電電路還包括第九電阻，所述開關(guān)穩(wěn)壓芯片的第四引腳通過所述第九電阻與所述微處理器連接。

在本實(shí)用新型所述的雙路串聯(lián)型電壓傳感器中，所述三極管為NPN型三極管。

實(shí)施本實(shí)用新型的雙路串聯(lián)型電壓傳感器，具有以下有益效果：由于設(shè)有包括微處理器、電壓采集通道、通訊通道、供電電路和計(jì)算機(jī)，電壓采集通道包括電壓輸入接口、信號(hào)隔離輸入電路和ADC轉(zhuǎn)換電路，通訊通道包括通訊接口保護(hù)電路、通訊接口電路、DC/DC隔離電路和光電耦合電路，供電電路包括變壓器、整流橋、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第一電解電容、第二電解電容、第三電容、電感、第一穩(wěn)壓管、第二二極管、三極管和開關(guān)穩(wěn)壓芯片，第四電阻和第五電阻用于進(jìn)行過流保護(hù)，因此電路的安全性和可靠性較高。

附圖說明

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(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)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(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型雙路串聯(lián)型電壓傳感器一個(gè)實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為所述實(shí)施例中供電電路的電路原理圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

在本實(shí)用新型雙路串聯(lián)型電壓傳感器實(shí)施例中，該雙路串聯(lián)型電壓傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。圖1中，該雙路串聯(lián)型電壓傳感器包括微處理器11、電壓采集通道12、通訊通道13、供電電路14和計(jì)算機(jī)15，其中，電壓采集通道12、通訊通道13及供電電路14均與微處理器11連接，微處理器11還與計(jì)算機(jī)15連接、用于向計(jì)算機(jī)15輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。其中，電壓采集通道12包括電壓輸入接口121、信號(hào)隔離輸入電路122和ADC轉(zhuǎn)換電路123，其中，電壓輸入接口121依次通過信號(hào)隔離輸入電路122和ADC轉(zhuǎn)換電路123后連接微處理器11，通訊通道13包括通訊接口保護(hù)電路131、通訊接口電路132、DC/DC隔離電路133和光電耦合電路134，DC/DC隔離電路133和光電耦合電路134并聯(lián)，并聯(lián)的一端與微處理器11連接，并聯(lián)的另一端通過通訊接口電路132與通訊接口保護(hù)電路131連接。

本實(shí)施例中，微處理器11和通訊接口電路132之間相互隔離，使電信號(hào)傳輸具有單向性，具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。光電耦合電路134的輸入端屬于電流型工作的低阻元件，因而具有很強(qiáng)的共模抑制能力。所以在長線傳輸信息中作為終端隔離元件可以大大提高信噪比。

該雙路串聯(lián)型電壓傳感器實(shí)時(shí)采集冶金行業(yè)中電磁鐵設(shè)備中存在的串聯(lián)型電氣設(shè)備的電壓信息，經(jīng)信號(hào)隔離和模數(shù)轉(zhuǎn)換后，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，通過串口(SPI協(xié)議)傳輸?shù)轿⑻幚砥?1，微處理器11獲取信息后，通過通訊通道13和上位機(jī)聯(lián)網(wǎng)通訊，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸，統(tǒng)一管理。此外，微處理器11通過對(duì)接收到的供電電路14的電壓信息進(jìn)行分析，判斷供電電路14是否有過壓、欠壓、過流、斷路、短路以及缺相等故障。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，一方面，可在計(jì)算機(jī)15顯示故障的部位、類型和時(shí)間；另一方面，可通過蜂鳴器發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，從而有效保證了可靠性。

電壓采集通道12具有電氣隔離功能，提高電壓采集的安全性；通訊通道13同時(shí)具有DC/DC隔離電路33和光電耦合電路34，實(shí)現(xiàn)微處理器11和通訊接口電路132之間的輸入輸出隔離，提高信號(hào)傳輸?shù)男旁氡取?/p>

圖2為本實(shí)施例中供電電路的電路原理圖，圖2中，該供電電路14包括變壓器W、整流橋T、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第一電解電容C1、第二電解電容C2、第三電容C3、電感L、第一穩(wěn)壓管D1、第二二極管D2、三極管Q1和開關(guān)穩(wěn)壓芯片IC1，變壓器W的初級(jí)線圈的兩端輸入220V交流電，整流橋T的第一端口與變壓器W的次級(jí)線圈N2的一端連接，整流橋T的第三端口與變壓器W的次級(jí)線圈N2的另一端連接，整流橋T的第二端口分別與第五電阻R5的一端、第一穩(wěn)壓管D1的負(fù)極、第三電容C3的一端和開關(guān)穩(wěn)壓芯片IC1的第一引腳連接，第五電阻R5的另一端與第一電解電容C1的正極連接，整流橋T的第四端口通過第四電阻R4與第一電解電容C1的負(fù)極連接。

第一穩(wěn)壓管D1的正極通過第一電阻R1分別與三極管Q1的基極和第二電阻R2的一端連接，第二電阻R2的另一端和三極管Q1的發(fā)射極均與第一電解電容C1的負(fù)極連接，三極管Q1的集電極通過第三電阻R3分別與開關(guān)穩(wěn)壓芯片IC1的第五引腳和第三電容C3的另一端連接，開關(guān)穩(wěn)壓芯片IC1的第三引腳接地，開關(guān)穩(wěn)壓芯片IC1的第二引腳分別與第二二極管D2的陰極和電感L的一端連接，電感L的另一端與第二電解電容C2的正極連接，第二二極管D2的陽極與第二電解電容C2的負(fù)極連接，開關(guān)穩(wěn)壓芯片IC1的第四引腳分別與電感L的另一端和微處理器11連接。

上述第四電阻R4和第五電阻R5均為限流電阻，第四電阻R4用于對(duì)整流橋T的第四端口所在的支路進(jìn)行過流保護(hù)，第五電阻R5用于對(duì)第一電容C1所在的支路進(jìn)行過流保護(hù)，因此電路的安全性和可靠性較高。

值得一提的是，本實(shí)施例中，三極管Q1為NPN型三極管。當(dāng)然，在本實(shí)施例的一些情況下，三極管Q1也可以為PNP型三極管，但這時(shí)電路的結(jié)構(gòu)也要相應(yīng)發(fā)生變化。

本實(shí)施例中，該供電電路14還包括第六電阻R6，第六電阻R6的一端與第三電容C3的一端連接，第六電阻R6的另一端與開關(guān)穩(wěn)壓芯片IC1的第一引腳連接。第六電阻R6為限流電阻，用于對(duì)開關(guān)穩(wěn)壓芯片IC1的第一引腳所在的支路進(jìn)行過流保護(hù)，以進(jìn)一步增強(qiáng)電路的安全性和可靠性。

本實(shí)施例中，該供電電路14還包括第七電阻R7，開關(guān)穩(wěn)壓芯片IC1的第三引腳通過第七電阻R7與三極管Q1的發(fā)射極連接。第七電阻R7為限流電阻，用于對(duì)開關(guān)穩(wěn)壓芯片IC1的第三引腳所在的支路進(jìn)行過流保護(hù)，以更進(jìn)一步增強(qiáng)電路的安全性和可靠性。

本實(shí)施例中，該供電電路14還包括第八電阻R8，第八電阻R8的一端與開關(guān)穩(wěn)壓芯片IC1的第二引腳連接，第八電阻R8的另一端與第二二極管D2的陰極連接。第八電阻R8為限流電阻，用于對(duì)第二二極管D2所在的支路進(jìn)行過流保護(hù)。

本實(shí)施例中，該供電電路14還包括第九電阻R9，開關(guān)穩(wěn)壓芯片IC1的第四引腳通過第九電阻R9與微處理器11連接。第九電阻R9為限流電阻，用于對(duì)開關(guān)穩(wěn)壓芯片IC1的第四引腳所在的支路進(jìn)行過流保護(hù)。

總之，在本實(shí)施例中，該雙路串聯(lián)型電壓傳感器針對(duì)冶金行業(yè)中電磁鐵設(shè)備中存在的串聯(lián)型電氣設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)和電壓實(shí)時(shí)采集，采集的電壓由兩段500V以內(nèi)的電壓串聯(lián)而成，該雙路串聯(lián)型電壓傳感器采用兩路隔離的采集回路，輸入信號(hào)和通道之間進(jìn)行完全隔離，輸出為具有公共端的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，適合于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行采集分析，并對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋控制。另外，由于其供電電路14設(shè)有限流電阻，因此電路的安全性和可靠性較高。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。