计量信号采样电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种计量信号采样电路，包括：通过电流互感器将电网线路传输的大电流信号转换成小电流信号，通过电流信号转换电路将小电流信号转换成差分电压信号，通过信号处理电路将差分电压信号进行信号处理，信号处理后的电压信号输入到计量集成运算器；通过分压电阻降压电路将电网线路传输的电网信号的高电压信号降到低电压信号，通过电压信号转换电路将低电压信号转换成差分电压信号，通过信号处理电路将差分电压信号进行信号处理，信号处理后的电压信号输入到计量集成运算器。本实用新型检测省略了电压互感器，节约了物料成本。
【专利说明】
计量信号采样电路
技术领域
[0001]本实用新型涉及电学领域，特别涉及一种改进型的计量信号采样电路。【背景技术】
[0002]随着国家经济技术的发展和人们生活水平的提高，各种智能计量表计也已经逐步深入人们的日常生活之中。其表计种类多种多样，比如说单相表、三相表、集中器产品或者大用户产品等，但有一个共同点，对计量的精度和稳定性将会有越来越高的要求。目前的计量信号有几个缺陷:1、现有的智能计量采样部分动态测量范围比较低，不满足客户宽量程的需要;2、原有的信号采集电路，采用的是公共模拟采样端，抗干扰能力不好。3、原有采样电路中电压采样前端接电压互感器的形式，增加了物料成本。【实用新型内容】
[0003]为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种计量范围宽、计量精度准确以及性价比高的计量信号采样电路。
[0004]本实用新型提供的这种计量信号采样电路，包括电网线路、电流信号采样电路、电压信号采样电路和计量集成运算器，其中，电流信号采样电路包括电流互感器、电流信号转换电路和信号处理电路；电压信号采样电路包括分压电阻降压电路、电压信号转换电路和信号处理电路;通过所述电流互感器将电网线路传输的大电流信号转换成小电流信号，通过电流信号转换电路将小电流信号转换成差分电压信号，通过信号处理电路将差分电压信号进行信号处理，信号处理后的电压信号输入到计量集成运算器;通过分压电阻降压电路将电网线路传输的电网信号的高电压信号降到低电压信号，通过电压信号转换电路将低电压信号转换成差分电压信号，通过信号处理电路将差分电压信号进行信号处理，信号处理后的电压信号输入到计量集成运算器。
[0005]进一步的，电流信号转换电路包括第三电阻和第四电阻，信号处理电路包括第一电阻、第一电容、第二电阻和第二电容，电压信号采样电路包括第五电阻和第六电阻；分压电阻降压电路包括第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻和第十四电阻；以及信号处理电路包括第三电容和第四电容。
[0006]进一步的，电流互感器一端连接到第一电阻和第三电阻的一端，第三电阻的另一端接地，第一电阻另一端连接第一电容的一端，第一电容另一端连接计量集成运算器的管脚I1P;电流互感器另一端连接到第二电阻和第四电阻的一端，第四电阻的另一端接地，第二电阻另一端连接第二电容的一端，第二电容另一端连接计量集成运算器的管脚I1N，电网线路连接串联多个电阻的分压电阻降压电路，分压电阻降压电路连接到第五电阻和第三电容的一端，第五电阻和第三电容的另一端连接计量集成运算器的管脚U1P，第五电阻和第三电容的又一端接地;第六电阻和第四电容的一端连接计量集成运算器的管脚U1N，第六电阻和第四电容的另一端接地，计量集成运算器的型号为RN8302B。
[0007]本实用新型至少具有以下优点:
[0008]本实用新型的动态范围为5000:1，扩大了计量的量程范围；采用完全的差分信号的形式进行电压和电流信号采样，抗干扰能力强;在电压采样的前端，不在采用电压互感器的形式，直接采用分压电阻的形式，节约了表计的成本，同时减少了表计的重量和节约了内部空间。本实用新型检测范围宽，抗干扰能力强。
[0009]上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型的一种计量信号采样电路模块图。
[0011 ]图2为本实用新型的一种实例的计量信号采样电路原理图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图和实施例，对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
[0013]如图1所示为本实用新型的功能模块图:本实用新型提供的这种计量信号采样电路，包括电网线路、电流信号采样电路、电压信号采样电路和计量集成运算器组成，其中电流信号采样电路包括电流互感器、电流信号转换电路和信号处理电路；电压信号采样电路包括分压电阻降压电路、电压信号转换电路和信号处理电路。通过所述电流互感器将电网线路传输的大电流信号转换成小电流信号，通过电流信号转换电路将小电流信号转换成差分电压信号，通过信号处理电路将差分电压信号进行信号处理，信号处理后的电压信号输入到计量集成运算器;通过分压电阻降压电路将电网线路传输的电网信号的高电压信号降到低电压信号，通过电压信号转换电路将低电压信号转换成差分电压信号，通过信号处理电路将差分电压信号进行信号处理，信号处理后的电压信号输入到计量集成运算器。
[0014]如图2所示为本实用新型的一种实例的电路原理图:电流互感器Jl，电流信号转换电路包括第三电阻R3和第四电阻R4，信号处理电路包括第一电阻R1、第一电容Cl和第二电阻R2、第二电容C2。分压电阻降压电路包括第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第^^一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13和第十四电阻R14;电压信号采样电路包括第五电阻R5和第六电阻R6;以及信号处理电路包括第三电容C3和第四电容C4。其中第一电阻R1、第一电容Cl和第二电阻R2、第二电容C2起到RC滤波的作用；第三电阻C3、第四电阻C4也起到滤波的作用。进一步的，各个元件的连接关系如下:电流互感器Jl一端连接到第一电阻Rl和第三电阻R3的一端，第三电阻R3的另一端接地，第一电阻Rl另一端连接第一电容Cl的一端，第一电容Cl另一端连接计量集成运算器的管脚I1P;电流互感器Jl另一端连接到第二电阻R2和第四电阻R4的一端，第四电阻R4的另一端接地，第二电阻R2另一端连接第二电容C2的一端，第二电容C2另一端连接计量集成运算器的管脚I1N，电网线路连接串联多个电阻的分压电阻降压电路，分压电阻降压电路连接到第五电阻R5和第三电容C3的一端，第五电阻R5和第三电容C3的另一端连接计量集成运算器的管脚Uip，第五电阻R5和第三电容C3的又一端接地;第六电阻R6和第四电容C4的一端连接计量集成运算器的管脚Uin，第六电阻R6和第四电容C4的另一端接地，计量集成运算器的型号为RN8302B。
[0015]本实用新型的计量信号采样电路，首先电网线路通过电流互感器J1将大电流信号转化成小信号后，IA+信号连接到R3和R1的一端，R3的另一端接地，而IA+信号经过电阻R1 后，通过电容C1滤波后，输入到计量集成运算器的I1P管脚;IA-连接到电阻R2和R4端，其中R4 的另一端接地，Ia-信号经过电阻R2后，通过C2滤波，输入到计量集成运算器的管脚I1N。电网线路的某相电压UA首先经过8个电阻1?7、1?8、1?9、1?10、1?11、1?12、1?13和1?14串联后，输入到1?5和 C3的一端，并输入到计量集成运算器的U1P管脚，R5和C3的另一端接地，与R5和C3对称的R6和 C4 一端接计量集成运算器的管脚1^，1?6和C4的另一端接地。
[0016]本实用新型工作原理:
[0017]当计量采样信号电路工作时，电流信号通过电流互感器J1，将电流互感器辅边的两端通过电阻R3和R4分压，转换成电压差分信号，然后电压差分信号的两端分别通过R1、C1 和R2、C2滤波后，输入到计量集成运算器的电流采样输入端处理；电压信号经过8个电阻R7、 尺8、1?9、1?10、1?11、1?12、1?13和1?14串联后，并经过电阻1?5采样，03滤波后输入到计量集成运算器的电压采样输入端处理，与之对称的差分信号经过电阻R6和电容C4后，同样输入到计量集成运算器处理。
[0018]该计量信号采样电路中，其电压采样和电流采样的输入端采用完全的差分信号， 并经过电容滤波后，输入到计量集成运算电路中。该计量信号采样电路中，省略了电压互感器，采用分压电阻采样的形式，节约了物料成本，增加了收益。该计量集成运算器选用的 5000:1的动态测量范围，可以满足客户宽量程的需要。
[0019]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，并不用于限制本实用新型，应当指出， 对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种计量信号采样电路，其特征在于，包括:电网线路、电流信号采样电路、电压信号采样电路和计量集成运算器，其中，电流信号采样电路包括电流互感器、电流信号转换电路和信号处理电路；电压信号采样电路包括分压电阻降压电路、电压信号转换电路和信号处理电路;通过所述电流互感器将电网线路传输的大电流信号转换成小电流信号，通过电流信号转换电路将小电流信号转换成差分电压信号，通过信号处理电路将差分电压信号进行信号处理，信号处理后的电压信号输入到计量集成运算器;通过分压电阻降压电路将电网线路传输的电网信号的高电压信号降到低电压信号，通过电压信号转换电路将低电压信号转换成差分电压信号，通过信号处理电路将差分电压信号进行信号处理，信号处理后的电压信号输入到计量集成运算器。2.根据权利要求1所述的计量信号采样电路，其特征在于，包括:电流信号转换电路包括第三电阻和第四电阻，信号处理电路包括第一电阻、第一电容、第二电阻和第二电容，电压信号采样电路包括第五电阻和第六电阻;分压电阻降压电路包括第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻和第十四电阻；以及信号处理电路包括第三电容和第四电容。3.根据权利要求2所述的计量信号采样电路，其特征在于，包括:电流互感器一端连接到第一电阻和第三电阻的一端，第三电阻的另一端接地，第一电阻另一端连接第一电容的一端，第一电容另一端连接计量集成运算器的管脚I1P;电流互感器另一端连接到第二电阻和第四电阻的一端，第四电阻的另一端接地，第二电阻另一端连接第二电容的一端，第二电容另一端连接计量集成运算器的管脚I1N，电网线路连接串联多个电阻的分压电阻降压电路，分压电阻降压电路连接到第五电阻和第三电容的一端，第五电阻和第三电容的另一端连接计量集成运算器的管脚U1P，第五电阻和第三电容的又一端接地;第六电阻和第四电容的一端连接计量集成运算器的管脚Uin，第六电阻和第四电容的另一端接地，计量集成运算器的型号为RN8302B。
【文档编号】G01R1/30GK205581159SQ201620133486
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年2月22日
【发明人】石英春, 刘静, 任长安, 彭势清, 黄智颖, 傅青川, 赵迪
【申请人】湖南东瑞智能仪表有限公司