AI仪表的交流电流输入模块的制作方法

本实用新型属于工业自动化仪表技术领域，具体地涉及一种AI仪表的交流电流输入模块。

背景技术：

目前，AI（人工智能）仪表广泛应用于工业自动化，是由于其具有不可比拟的特点和优点，包括：（1）精度高：利用内装的微处理器，能够实时测量出静压、温度变化对检测原件的影响，通过数据处理，对非线性进行校正，对滞后及复现性进行补偿，使得输出信号更精确，一般情况，精度为最大量程的±0.1%，数值信号可达±0.075%；（2）功能强：具有多种复杂的运算功能，依赖内部微处理器和存储器，可执行开方、温度压力补偿及各种复杂的运算；（3）测量范围宽：量程比可达40：1或100：1，迁移量可达1900%和-200%；（4）通讯功能强：具有模拟量和数字量两种输出方式，为实现现场总线通讯奠定了基础；（5）完善的自诊断功能：通过通讯器可以查出AI仪表的自诊断的故障结果信息。

目前，现有的AI仪表的交流电流输入模块是用于测量电流的有效值，而有些情况下则需要测量交流电流信号的平均值。另外市场上现有的采集交流电流信号的模块一般是采用电解电容，对可靠性，稳定性都有一定程度的影响，且电路结构复杂，成本高。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于为解决上述问题而提供一种可用于测量交流电流信号的平均值，电路结构简单，不仅降低成本，还简化了整个人工智能仪表的电路结构，提高了可靠性的AI仪表的交流电流输入模块。

为此，本实用新型公开了一种AI仪表的交流电流输入模块，接于AI仪表的控制芯片，包括电流互感器单元、检波电路和放大电路，所述电流互感器单元的输入端接交流电流信号，输出端接检波电路的输入端，所述检波电路的输出端接放大电路的输入端，放大电路的输出端接AI仪表的控制芯片；交流电流信号经过电流互感器单元和检波电路后变成一个微弱的直流电压信号，再经过放大电路放大后输出给AI仪表的控制芯片。

进一步的，所述电流互感器单元的输入端接0-5A交流电流信号，所述放大电路输出0-100MV的直流电压信号。

进一步的，所述检波电路包括运算放大器U1、二极管D1和二极管D2，所述运算放大器U1的型号为OP07，所述运算放大器U1的反相输入端接电流互感器单元的输出端，所述运算放大器U1的同相输入端串联电阻R8接地，所述运算放大器U1的输出端反串联二极管D2接放大电路的输入端，同时串联二极管D1接运算放大器U1的反相输入端，二极管D2的正端串联电阻R3接运算放大器U1的反相输入端。

更进一步的，所述二极管D1和D2的型号为IN4148。

进一步的，所述运算放大器U1的接地端串联电容C1接地，同时接电源V-，所述电容C1为钽电容或陶瓷电容。

进一步的，所述运算放大器U1的反相输入端串联电阻R5接放大电路的输入端。

进一步的，所述放大电路包括运算放大器U2，所述运算放大器U2的型号为OP07，所述运算放大器U2的反相输入端接检波电路的输出端，所述运算放大器U2的同相输入端串联电阻R9接地，所述运算放大器U2的输出端接AI仪表的控制芯片，所述运算放大器U2的反相输入端依次串联电阻R6和可变电阻VR1接运算放大器U2的输出端。

更进一步的，所述运算放大器U2的输出端通过电容E1接地，所述电容E1为钽电容或陶瓷电容。

进一步的，所述运算放大器U2的接地端串联电容C4接地，同时接电源V-，所述电容C4为钽电容或陶瓷电容。

本实用新型的有益技术效果：

本实用新型可用于测量交流电流信号的平均值的电流输入，电路结构简单，不仅降低成本，还简化了整个人工智能仪表的电路结构，提高了可靠性；大量采用钽电容或陶瓷电容替代电解电容，具备比同级产品更低的电源消耗，更高的可靠性和稳定性。

附图说明

图1为本实用新型具体实施例的电路结构框图；

图2为本实用新型具体实施例的电路原理图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

如图1所示，一种AI仪表的交流电流输入模块，接于AI仪表的控制芯片4，包括电流互感器单元1、检波电路2和放大电路3，所述电流互感器单元1的输入端接交流电流信号，本具体实施例中，为0-5A的交流电流信号，输出端接检波电路2的输入端，所述检波电路2的输出端接放大电路3的输入端，放大电路3的输出端接AI仪表的控制芯片4；0-5A的交流电流信号经过电流互感器单元1和检波电路2后变成一个微弱的直流电压信号，再经过放大电路3放大后输出0-100MV的直流电压信号给AI仪表的控制芯片。

具体的，电流互感器单元1为现有的电流互感器单元，具体可以参照现有技术，此不再细说。

如图2所示，本具体实施例中，所述检波电路2包括运算放大器U1、二极管D1和二极管D2，所述直流放大电路3包括运算放大器U2，所述运算放大器U1和U2的型号为OP07，所述二极管D1和D2的型号为IN4148。

所述电流互感器单元1（L1）的两输入端1和2接0-5A的交流电流信号的两端，本具体实施例中，0-5A的交流电流信号通过接口J1与电流互感器单元1（L1）的两输入端1和2连接，所述电流互感器单元L1的第一输出端3接地, 所述电流互感器单元L1的第一输出端3和第二输出端4之间串联有电阻R1，所述电流互感器单元L1的第二输出端4串联电阻R2接运算放大器U1的反相输入端，所述运算放大器U1的同相输入端串联电阻R8接地，所述运算放大器U1的输出端反串联二极管D2再串联电阻R4接运算放大器U2的反相输入端，所述运算放大器U1的输出端串联二极管D1接运算放大器U1的反相输入端，二极管D2的正端串联电阻R3接运算放大器U1的反相输入端，运算放大器U1的反相输入端串联电阻R2和R5接运算放大器U2的反相输入端。

所述运算放大器U2的同相输入端串联电阻R9接地，所述运算放大器U2的输出端串联电阻R7接AI仪表的控制芯片4，所述运算放大器U2的输出端通过电容E1接地，所述运算放大器U2的反相输入端依次串联电阻R6和滑动可变电阻VR1接运算放大器U2的输出端，所述运算放大器U2的两个调零端（第1脚和第8脚）分别接滑动可变电阻VR2的两端，滑动可变电阻VR2的可调端接电源VCC，构成输入失调电压调零电路。运算放大器U1和U2的电压+端（第7脚）接电源VCC，运算放大器U1和U2的接地端（第4脚）接电源V-。本具体实施例中，电源VCC通过型号为CE7660的转换器U3反向转换为电源V-。运算放大器U1和U2的电压+端和接地端都分别通过一个电容（电容C1、C2、C3和C4）接地。

本具体实施例中，所述电容C1、C2、C3、C4和E1为钽电容或陶瓷电容，具备比同级产品更低的电源消耗，更高的可靠性和稳定性。

关于检波单元2和放大电路3，电容C1，电容C4可以稳定运算放大器U1和U2的第4脚直流零电位的漂移；电阻R6是负反馈电阻，这样不但增益稳定，而且输出阻抗降低，输入阻抗增大，满足了放大电路的性能指标；可以通过对滑动变阻器VR1的调节来实现该测量放大器放大倍数的调节。本实用新型的电路结构简单，不仅降低了成本，还简化了整个AI仪表的电路结构，提高了可靠性。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。