一種單相數(shù)字電量變送器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及變送器領(lǐng)域，具體說(shuō)的是一種單相數(shù)字電量變送器。
【背景技術(shù)】
[0002]電量變送器是一種將被測(cè)電量參數(shù)(如電流、電壓、功率、頻率、功率因數(shù)等信號(hào))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。電量變送器在供電網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，目前市場(chǎng)上的多數(shù)單相電量變送器雖然能夠測(cè)量電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率等電參數(shù)，并計(jì)量獲得電能脈沖信號(hào);但測(cè)量精度不高，當(dāng)工況存在噪聲干擾時(shí)，易產(chǎn)生耦合作用使測(cè)量值出現(xiàn)偏差影響計(jì)量;進(jìn)一步的，其功能也不完善，存在調(diào)試復(fù)雜、顯示觀察不方便、成本高等缺陷。
[0003]申請(qǐng)?zhí)枮?01020655416.4的授權(quán)專利公開(kāi)一種智能單相全電量變送器，具體公開(kāi)了依次相互連接的信號(hào)采集電路、單片機(jī)處理器、PWM輸出電路、信號(hào)整理電路及變送輸出電路，在單片機(jī)處理器的RS485接口還連接有RS485輸出電路與上位機(jī)進(jìn)行通訊檢測(cè)，信號(hào)采集電路包括電壓信號(hào)采集電路、頻率信號(hào)采集電路和電流信號(hào)采集電路，電壓信號(hào)采集電路一路直接輸送給單片機(jī)處理器，另一路經(jīng)過(guò)頻率信號(hào)采集電路對(duì)采集的電壓信號(hào)進(jìn)行頻率采集后輸送給單片機(jī)處理器。實(shí)現(xiàn)對(duì)單相交流回路上的電量參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，并通過(guò)RS485通訊接口進(jìn)行后臺(tái)監(jiān)測(cè)，選擇對(duì)應(yīng)回路內(nèi)電量參數(shù)進(jìn)行變送輸出。
[0004]上述專利以及現(xiàn)有技術(shù)的單相電量變送器還是無(wú)法克服工況復(fù)雜情況下測(cè)量值被干擾而導(dǎo)致測(cè)量精度偏低的問(wèn)題，且功能單一。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:提供一種單相數(shù)字電量變送器，實(shí)現(xiàn)對(duì)單相交流電信號(hào)的高精度測(cè)量。
[0006]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:
[0007]—種單相數(shù)字電量變送器，包括依次連接的信號(hào)采集單元、信號(hào)處理單元以及單片機(jī)處理單元;所述信號(hào)處理單元包括計(jì)量芯片和退耦電路;所述計(jì)量芯片分別與所述信號(hào)采集單元、退耦電路以及信號(hào)處理單元連接。
[0008]其中，所述退耦電路包括第一電容和第二電容，所述第一電容與第二電容并聯(lián)后連接所述信號(hào)采集單元的供電端。
[0009]其中，所述第一電容為電容值在0.1-0.5UF的低頻電容;所述第二電容為電容值在10-50UF的高頻電容。
[0010]其中，所述單相電流電信號(hào)包括單相交流電流信號(hào)和單相交流電壓信號(hào);所述信號(hào)采集單元包括電壓互感器、電流互感器和濾波電路;所述電壓互感器和電流互感器分別與所述濾波電路連接。
[0011]其中，還包括脈沖輸出電路，所述脈沖輸出電路與所述計(jì)量芯片連接。
[0012]其中，還包括變送輸出模塊，所述變送輸出模塊與所述單片機(jī)處理單元連接。
[0013]其中，還包括報(bào)警輸出模塊，所述報(bào)警輸出模塊包括第一路輸出和第二路輸出；所述報(bào)警輸出模塊與所述單片機(jī)處理單元連接。
[0014]其中，還包括通信模塊，所述通信模塊與所述單片機(jī)處理單元連接。
[0015]其中，還包括按鍵顯示模塊，所述按鍵顯示模塊與所述單片機(jī)處理單元連接。
[0016]其中，還包括存儲(chǔ)模塊，所述存儲(chǔ)模塊與所述單片機(jī)處理單元連接。
[0017]本實(shí)用新型的有益效果在于:區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的單相數(shù)字電量變送器測(cè)量精度不高，功能單一的不足;本實(shí)用新型提供一種單相數(shù)字電量變送器，設(shè)置有退耦電路，能夠在單相交流電信號(hào)的實(shí)時(shí)采集過(guò)程中，消除由于單相交流電信號(hào)的大小起伏變化和噪聲干擾而產(chǎn)生的耦合，從而提高檢測(cè)計(jì)量精度，實(shí)現(xiàn)對(duì)單相交流回路的單相交流電信號(hào)進(jìn)行高精確地測(cè)量。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型一種單相數(shù)字電量變送器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例二的單相數(shù)字電量變送器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]標(biāo)號(hào)說(shuō)明:
[0021]1、信號(hào)采集單元;2、信號(hào)處理單元;3、單片機(jī)處理單元；
[0022 ] 4、脈沖輸出電路;5、變送輸出模塊;6、報(bào)警輸出模塊;7、通信模塊；
[0023]8、按鍵顯示模塊;9、存儲(chǔ)模塊；
[0024]21、計(jì)量芯片；22、退耦電路。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式并配合附圖予以說(shuō)明。
[0026]本實(shí)用新型最關(guān)鍵的構(gòu)思在于:能夠通過(guò)退耦電路在單相交流電信號(hào)的實(shí)時(shí)采集過(guò)程中，消除由于單相交流電信號(hào)的大小起伏變化以及噪聲干擾而造成的耦合，從而提高檢測(cè)計(jì)量精度。
[0027]請(qǐng)參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型提供一種單相數(shù)字電量變送器，包括依次連接的信號(hào)采集單元1、信號(hào)處理單元2以及單片機(jī)處理單元3;所述信號(hào)處理單元2包括計(jì)量芯片21和退耦電路22;所述計(jì)量芯片21分別與所述信號(hào)采集單元1、退耦電路22以及信號(hào)處理單元2連接；
[0028]所述信號(hào)采集單元1，用于實(shí)時(shí)采集單相交流電信號(hào)，并輸出至所述信號(hào)處理單元2；
[0029]所述退耦電路22，用于消除單相交流電信號(hào)變化所產(chǎn)生的耦合；
[0030]所述計(jì)量芯片21，用于對(duì)接收到的單相交流電信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算和計(jì)量，獲取電參數(shù)以及電能脈沖信號(hào)，并輸出至所述單片機(jī)處理單元3;
[0031]所述單片機(jī)處理單元3，用于控制所述電參數(shù)以及電能脈沖信號(hào)的輸出。
[0032]進(jìn)一步的，所述退耦電路22包括第一電容和第二電容，所述第一電容與第二電容并聯(lián)后連接所述信號(hào)采集單元I的供電端；
[0033]所述退耦電路22，具體用于通過(guò)第一電容和第二電容在所述信號(hào)采集單元I的供電端形成高低頻脈沖的消耦效應(yīng)。
[0034]由上述描述可知，本實(shí)用新型的退耦電路22由高頻電容和低頻電容構(gòu)成，當(dāng)所述單相數(shù)字電量變送器的測(cè)量對(duì)象為復(fù)雜工況環(huán)境下的單相交流電信號(hào)，實(shí)時(shí)采集獲取的電流信號(hào)和電壓信號(hào)的變化差異較大時(shí)，便能夠通過(guò)第一電容和第二電容形成的高低頻脈沖消除信號(hào)大小變化時(shí)產(chǎn)生的耦合，從而有效消除信號(hào)零點(diǎn)，在單相交流電信號(hào)較弱時(shí)也可以被米集，而不被親合;提尚檢測(cè)計(jì)量的精度。
[0035]進(jìn)一步的，所述第一電容為電容值在0.1-0.5UF的低頻電容;所述第二電容為電容值在10-50UF的高頻電容。
[0036]由上述描述可知，本實(shí)用新型采用上述范圍構(gòu)成的退耦電路22，所形成的高低頻脈沖，能夠獲取最佳的消耦效果。
[0037]進(jìn)一步的，所述單相電流電信號(hào)包括單相交流電流信號(hào)和單相交流電壓信號(hào)；所述信號(hào)采集單元I包括電壓互感器、電流互感器和濾波電路;所述電壓互感器和電流互感器分別與所述濾波電路連接；
[0038]所述電流互感器，用于依據(jù)電流互感器的變比，將采集到的單相交流電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成與所述信號(hào)處理單元2匹配的電流范圍；
[0039]所述電壓互感器，用于依據(jù)電壓互感器的變比，將采集到的單相交流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成與所述信號(hào)處理單元2匹配的電壓范圍；
[0040]所述濾波電路，用于將經(jīng)過(guò)所述電流互感器或電壓互感器轉(zhuǎn)換處理后的單相交流電流信號(hào)或單相交流電壓信號(hào)進(jìn)行濾波處理，并輸出至所述信號(hào)處理單元2。
[0041]由上述描述可知，本實(shí)用新型先將采集到的單相交流電信號(hào)轉(zhuǎn)換成能夠被所述信號(hào)處理單元2接收的范圍，然后再經(jīng)過(guò)一階RC濾波處理，消除干擾信號(hào)，從而提高單相交流電?目號(hào)的米集精度。
[0042]進(jìn)一步的，還包括脈沖輸出電路4，所述脈沖輸出電路4與所述計(jì)量芯片21連接；
[0043]所述脈沖輸出電路4，用于輸出所述計(jì)量芯片21發(fā)送過(guò)來(lái)的電能脈沖信號(hào)。
[0044]由上述描述可知，本實(shí)用新型提供一路電能脈沖信號(hào)的本地輸出功能，以實(shí)時(shí)掌握所述單相數(shù)字電量變送器的計(jì)量結(jié)果。
[0045]進(jìn)一步的，還包括變送輸出模塊5，所述變送輸出模塊5與所述單片機(jī)處理單元3連接；
[0046]所述變送輸出模塊5，用于將所述單片機(jī)處理單元3發(fā)送過(guò)來(lái)的一電參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)應(yīng)的模擬電參數(shù)信號(hào)后輸出。
[0047]由上述描述可知，本實(shí)用新型還支持異地送顯功能。單片機(jī)依據(jù)預(yù)先設(shè)定，控制輸出指定的一電參數(shù)至變送輸出模塊5，然后通過(guò)變送輸出模塊5將其轉(zhuǎn)變?yōu)槟M電信號(hào)的模擬量形式變送至其他工況下的信號(hào)采集設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)同步的異地顯示。
[0048]進(jìn)一步的，還包括報(bào)警輸出模塊6，所述報(bào)警輸出模塊6包括第一路輸出和第二路輸出;所述報(bào)警輸出模塊6與所述單片機(jī)處理單元3連接；
[0049]所述單片機(jī)處理單元3，還用于對(duì)應(yīng)所述報(bào)警輸出模塊6的一路輸出設(shè)定對(duì)應(yīng)一電參數(shù)的閾值，并將接收到的所述一電參數(shù)與所述閾值進(jìn)行比較，依據(jù)比較結(jié)果控制是否輸出一預(yù)設(shè)的控制信號(hào)至所述報(bào)警輸出模塊6;
[0050]所述報(bào)警輸出模塊6，用于接收所述單片機(jī)處理單元3發(fā)送過(guò)來(lái)的控制信號(hào)，并發(fā)送至對(duì)應(yīng)的第一路輸出或第二路輸出。
[0051]由上述描述可知，本實(shí)用新型還提供兩路獨(dú)立的警報(bào)輸出功能。能夠針對(duì)一路的輸出，對(duì)應(yīng)預(yù)設(shè)對(duì)應(yīng)一電參數(shù)的報(bào)警閾值;通過(guò)單片機(jī)處理單元3的邏輯運(yùn)算，在接收到的電參數(shù)超過(guò)或者小于報(bào)警閾值時(shí)，輸出一預(yù)先設(shè)定的控制信號(hào)至報(bào)警輸出模塊6，通過(guò)報(bào)警輸出模塊6在對(duì)應(yīng)的一路輸出，用于控制閾值連接的外部設(shè)備。
[0052]進(jìn)一步的，還包括通信模塊7，所述通信模塊7與所述單片機(jī)處理單元3連接；
[0053]所述通信模塊7，用于建立所述單片機(jī)處理單元3與外部設(shè)備的聯(lián)機(jī)通訊關(guān)系。
[0054]由上述描述可知，本實(shí)用新型的單相數(shù)字電量變送器還具備與外部設(shè)備的聯(lián)機(jī)通訊功能，能夠?qū)崿F(xiàn)信息的交互。
[0055]進(jìn)一步的，還包括按鍵顯示模塊8，所述按鍵顯示模塊8與所述單片機(jī)處理單元3連接；
[0056]所述按鍵顯示模塊8，用于展示所述電參數(shù)和電能脈沖信號(hào)，以及系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)定。
[0057]由上述描述可知，本實(shí)用新型的單相數(shù)字電量變送器還具備本地查看計(jì)量結(jié)果和測(cè)量結(jié)果，以及通過(guò)按鍵對(duì)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置的功能，方便現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。
[0058]進(jìn)一步的，還包括存儲(chǔ)模塊9，所述存儲(chǔ)模塊9與所述單片機(jī)處理單元3連接；
[0059]所述存儲(chǔ)模塊9，用于存儲(chǔ)所述單相數(shù)字電量變送器的系統(tǒng)參數(shù)和電能參數(shù)。
[0060]由上述描述可知，本實(shí)用新型的單相數(shù)字電量變送器還能夠?qū)ο嚓P(guān)參數(shù)進(jìn)行備份處理，有效防止意外情況下數(shù)據(jù)的丟失。
[0061 ] 實(shí)施例一
[0062]請(qǐng)參照?qǐng)D1，本實(shí)施例提供一種單相數(shù)字電