人工智能仪表的交流电压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，具体地涉及一种人工智能仪表的交流电压输入模块。

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仪表的电压输入一般为弱信号电压输入，该种输入满足不了工业使用，若需要交流电压输入，则还需要外部加转换设备才能进行采集测量，电路结构复杂，多个设备安装操作极不方便，需要占用较多的位置，花费较多成本，而且增加故障点。

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，安装和使用简便的人工智能仪表的交流电压输入模块。

为此，本实用新型公开了一种人工智能仪表的交流电压输入模块，包括ZVT变压电路、检波电路和直流放大电路，所述ZVT变压电路的输入端接被测交流电压，输出端接检波电路的输入端，所述检波电路的输出端接直流放大电路的输入端，直流放大电路的输出端作为交流电压输入模块的输出端；被测交流电压首先经过ZVT变压电路进行电压转换后经检波电路转换成直流信号，然后再经直流放大电路信号放大后输出进行后续直流信号测量，所述ZVT变压电路、检波电路和直流放大电路制成一模块。

进一步的，所述检波电路包括运算放大器A1、二极管D1和二极管D2，所述运算放大器A1的型号为OP07，所述运算放大器A1的反相输入端接ZVT变压电路的输出端，所述运算放大器A1的同相输入端串联电阻R4接地，所述运算放大器A1的输出端反串联二极管D2接直流放大电路的输入端，同时串联二极管D1接运算放大器A1的反相输入端，二极管D2的正端串联电阻R5接运算放大器A1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A1的反相输入端串联电阻R7接直流放大电路的输入端。

进一步的，所述直流放大电路包括运算放大器A2，所述运算放大器A2的型号为OP07，所述运算放大器A2的反相输入端接检波电路的输出端，所述运算放大器A2的同相输入端串联电阻R9接地，所述运算放大器A2的输出端为交流电压输入模块的输出端，所述运算放大器A2的反相输入端依次串联电阻R8和可变电阻TR1接运算放大器A2的输出端。

更进一步的，所述运算放大器A2的输出端通过电容C3接地。

更进一步的，所述电容C3为钽电容或陶瓷电容。

本实用新型的有益技术效果：

本实用新型可用于待测量交流电压的电压输入采集，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，采用模块化，可直接安装于AI仪表内部电路板插槽，安装和使用简便。

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，一种人工智能仪表的交流电压输入模块，包括ZVT（零电压转换）变压电路1、检波电路2和直流放大电路3，所述ZVT变压电路1的输入端接被测交流电压，输出端接检波电路2的输入端，所述检波电路2的输出端接直流放大电路3的输入端，直流放大电路3的输出端作为交流电压输入模块的输出端；被测交流电压首先经过ZVT变压电路1进行电压转换后经检波电路2转换成直流信号，然后再经直流放大电路3信号放大后输出给测量模块进行后续直流信号测量，所述ZVT变压电路1、检波电路2和直流放大电路3制成一模块。

具体的，ZVT变压电路1为现有的电路，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A1、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A2，所述运算放大器A1和A2的型号为OP07，所述二极管D1和D2的型号为IN4148。

所述ZVT变压电路1（Z1）的两输入端VI1和VI2分别串联电阻R1和R11后接待测交流电压AC500V的两端，所述ZVT变压电路1（Z1）的第一输出端Vo1接地, 所述ZVT变压电路1（Z1）的第一输出端Vo1和第二输出端Vo2之间串联有电阻R2，所述ZVT变压电路1（Z1）的第二输出端Vo2串联电阻R3接运算放大器A1的反相输入端，所述运算放大器A1的同相输入端串联电阻R4接地，所述运算放大器A1的输出端反串联二极管D2再串联电阻R6接运算放大器A2的反相输入端，所述运算放大器A1的输出端串联二极管D1接运算放大器A1的反相输入端，二极管D2的正端串联电阻R5接运算放大器A1的反相输入端，运算放大器A1的反相输入端串联电阻R3和R7接运算放大器A2的反相输入端。

所述运算放大器A2的同相输入端串联电阻R9接地，所述运算放大器A2的输出端为交流电压输入模块的输出端，用于输出放大后的直流信号给后续测量模块测量，所述运算放大器A2的输出端通过电容C3接地，所述运算放大器A2的反相输入端依次串联电阻R8和滑动可变电阻TR1接运算放大器A2的输出端，所述运算放大器A2的两个调零端（第1脚和第8脚）分别接滑动可变电阻TR2的两端，滑动可变电阻TR2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A1和A2的电压+端（第7脚）接电源VCC+，运算放大器A1和A2的接地端（第4脚）接电源VCC-。本具体实施例中，电源VCC+通过型号为CE7660的转换器U1反向转换为电源VCC-。运算放大器A1和A2的电压+端和接地端都分别同过一个电容（电容C5、C6、C7和C8）接地。

本具体实施例中，所述电容C3、C5、C6、C7和C8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。

电阻R8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TR1的调节来实现该测量放大器放大倍数的调节。

本实用新型通过采用上述电路，通过ZVT变压电路1、检波电路2和放大电路3的配合，实现了交流电压的输入测量，并集成于电路板模块上，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。