一种基于CPCI总线的多路交流电压有效值的测量方法与流程

文档序号:14723660发布日期:2018-06-19 02:27阅读:178来源:国知局

本发明涉及一种电压有效值的测量方法,特别是一种基于CPCI总线的多路交流电压有效值的测量方法。



背景技术:

以往型号测量多路交流电压有效值的方法为使用VXI总线的数字万用表卡测量交流电压的有效值,而且该数字万用表卡只能完成单路交流有效值的测量,如果要测量多路交流电压有效值,还要额外在增加一块切换多路测量通道的继电器板卡在能够实现多路交流电压有效值测量,该测量方法实现起来成本高,测量设备体积大,测量速度慢。

根据型号任务地面测发控系统的测试要求,地面CPCI综合测控设备需要完成弹上控制系统输出的多路,不同幅值的交流电压有效值测量。针对设备总线以及测试功能要求,研究分析多路交流有效值测量电路模块自主研发的必要性和可行性,提出了一种多路交流电压有效值测量电路模块的实现方法,通过多路继电器通道切换网络,交流电压有效值转化芯片和16位高精度直流AD变换芯片实现了交流电压有效值的测量方法,并成功运用在CPCI总线的16路交流电压有效值测量模件上,实现了地面测发控系统对弹上控制系统的多路交流电压有效值的测量要求。



技术实现要素:

本发明目的在于提供一种基于CPCI总线的多路交流电压有效值的测量方法,解决以往交流电压有效值测量方法成本高,测量设备体积大,测量速度慢的问题。

一种基于CPCI总线的多路交流电压有效值的测量方法的具体步骤为:

第一步搭建基于CPCI总线的多路交流电压有效值的测量系统

基于CPCI总线的多路交流电压有效值的测量系统,包括:电阻分压电路模块、测量通道继电器切换模块、交流电压有效值变换模块、直流A/D采集变换电路模块、CPLD控制电路模块和CPCI总线接口电路模块。电阻分压电路模块与测量通道继电器切换模块连接,测量通道继电器切换模块与交流电压有效值变换模块连接,交流电压有效值变换模块与直流A/D采集变换电路模块连接,直流A/D采集变换电路模块与CPLD控制电路模块连接,最后CPLD控制电路模块与测量通道继电器切换模块和CPCI总线接口电路模块连接。

电阻分压电路模块的功能为:使用确定阻值的电阻串联电路对输入的交流电压信号进行分压,使分压后交流电压信号幅值满足输入要求;

测量通道继电器切换模块的功能为:通过16路电磁继电器接通经过电阻分压后的16路交流电压输入信号的其中一路,使之输入到下一个模块;

交流电压有效值变换模块的功能为:对输入的交流信号进行滤波以及阻抗匹配,然后通过交流电压有效值转换芯片AD536将输入的交流电压信号转化为直流电压信号输出,输出的直流电压信号的幅值为输入交流电压信号的有效值;

直流A/D采集变换电路模块的功能为:通过A/D转换芯片AD977对交流电压有效值变换模块输出的直流电压信号进行采集和A/D转换,将输入的模拟量转化为16位二进制数字量;

CPLD控制电路模块的功能为:接收输入的本地地址数据总线命令,对本地地址数据命令进行解析,控制电磁继电器接通需要测量的交流电压输入信号,控制直流A/D采集变换电路模块对输入的直流电压信号进行采集和A/D转换,读取A/D转换后的电压数字量,并存储在内部寄存器中;

CPCI总线接口电路模块的功能为:与上位机进行通讯和数据交互,完成上位机输入的CPCI总线地址到本地地址的映射,将计算机系统的CPCI总线信号转化为CPLD控制电路模块能够处理的传统的本地地址数据总线,把电压测量数据上传至上位机。

第二步电阻分压电路模块对交流电压信号进行分压

电阻分压电路模块使用确定阻值的电阻串联电路对输入的交流电压信号进行分压,使分压后交流电压信号幅值满足输入要求;

第三步测量通道继电器切换模块选择测量通道

测量通道继电器切换模块通过16路电磁继电器接通经过电阻分压后的16路交流电压输入信号的其中一路,控制那一路继电器闭合,则把该路电压信号接通到下一个模块;

第四步交流电压有效值变换模块将交流电压有效值变为直流电压输出

交流电压有效值变换模块对输入的交流信号进行滤波以及阻抗匹配,然后通过交流电压真有效值转换芯片AD536将输入的交流电压信号转化为直流电压信号输出,输出的直流电压信号的幅值为输入交流电压信号的有效值;

第五步直流A/D采集变换电路模块进行直流电压采集和模/数变换

直流A/D采集变换电路模块通过高精度A/D转换芯片AD977对交流电压有效值变换模块输出的直流电压信号进行采集和A/D转换,将输入的模拟量转化为16位二进制数字量;

第六步CPLD控制电路模块完成测量通道控制和测量数据接收

CPLD控制电路模块接收输入的本地地址数据总线命令,对本地地址数据命令进行解析,控制电磁继电器接通需要测量的交流电压输入信号,控制直流A/D采集变换电路模块对输入的直流电压信号进行采集和A/D转换,读取A/D转换后的电压数字量,并存储在内部寄存器中;

第七步CPCI总线接口电路模块将测量数据上传到计算机主机

与上位机进行通讯和数据交互,完成上位机输入的CPCI总线地址到本地地址的映射,将计算机系统的CPCI总线信号转化为CPLD控制电路模块能够处理的传统的本地地址数据总线,把电压测量数据上传至上位机。

本发明针对型号任务对交流有效值的测试需求,探索交流电压有效值的测试方法。最终通过多路继电器切换模块,真有效值转换芯片配合高精度AD采样芯片实现了多路电压有效值测量功能,并成功运用于CPCI总线16路交流电压有效值测量模件上,模件通过了实际系统的测试验证,实现了交流有效值的测量功能。

具体实施方式

第一步搭建基于CPCI总线的多路交流电压有效值的测量系统

基于CPCI总线的多路交流电压有效值的测量系统,包括:电阻分压电路模块、测量通道继电器切换模块、交流电压有效值变换模块、直流A/D采集变换电路模块、CPLD控制电路模块和CPCI总线接口电路模块。电阻分压电路模块与测量通道继电器切换模块连接,测量通道继电器切换模块与交流电压有效值变换模块连接,交流电压有效值变换模块与直流A/D采集变换电路模块连接,直流A/D采集变换电路模块与CPLD控制电路模块连接,最后CPLD控制电路模块与测量通道继电器切换模块和CPCI总线接口电路模块连接。

电阻分压电路模块的功能为:使用确定阻值的电阻串联电路对输入的交流电压信号进行分压,使分压后交流电压信号幅值满足输入要求;

测量通道继电器切换模块的功能为:通过16路电磁继电器接通经过电阻分压后的16路交流电压输入信号的其中一路,使之输入到下一个模块;

交流电压有效值变换模块的功能为:对输入的交流信号进行滤波以及阻抗匹配,然后通过交流电压有效值转换芯片AD536将输入的交流电压信号转化为直流电压信号输出,输出的直流电压信号的幅值为输入交流电压信号的有效值;

直流A/D采集变换电路模块的功能为:通过A/D转换芯片AD977对交流电压有效值变换模块输出的直流电压信号进行采集和A/D转换,将输入的模拟量转化为16位二进制数字量;

CPLD控制电路模块的功能为:接收输入的本地地址数据总线命令,对本地地址数据命令进行解析,控制电磁继电器接通需要测量的交流电压输入信号,控制直流A/D采集变换电路模块对输入的直流电压信号进行采集和A/D转换,读取A/D转换后的电压数字量,并存储在内部寄存器中;

CPCI总线接口电路模块的功能为:与上位机进行通讯和数据交互,完成上位机输入的CPCI总线地址到本地地址的映射,将计算机系统的CPCI总线信号转化为CPLD控制电路模块能够处理的传统的本地地址数据总线,把电压测量数据上传至上位机。

第二步电阻分压电路模块对交流电压信号进行分压

电阻分压电路模块使用确定阻值的电阻串联电路对输入的交流电压信号进行分压,使分压后交流电压信号幅值满足输入要求;

第三步测量通道继电器切换模块选择测量通道

测量通道继电器切换模块通过16路电磁继电器接通经过电阻分压后的16路交流电压输入信号的其中一路,控制那一路继电器闭合,则把该路电压信号接通到下一个模块;

第四步交流电压有效值变换模块将交流电压有效值变为直流电压输出

交流电压有效值变换模块对输入的交流信号进行滤波以及阻抗匹配,然后通过交流电压真有效值转换芯片AD536将输入的交流电压信号转化为直流电压信号输出,输出的直流电压信号的幅值为输入交流电压信号的有效值;

第五步直流A/D采集变换电路模块进行直流电压采集和模/数变换

直流A/D采集变换电路模块通过高精度A/D转换芯片AD977对交流电压有效值变换模块输出的直流电压信号进行采集和A/D转换,将输入的模拟量转化为16位二进制数字量;

第六步CPLD控制电路模块完成测量通道控制和测量数据接收

CPLD控制电路模块接收输入的本地地址数据总线命令,对本地地址数据命令进行解析,控制电磁继电器接通需要测量的交流电压输入信号,控制直流A/D采集变换电路模块对输入的直流电压信号进行采集和A/D转换,读取A/D转换后的电压数字量,并存储在内部寄存器中;

第七步CPCI总线接口电路模块将测量数据上传到计算机主机

与上位机进行通讯和数据交互,完成上位机输入的CPCI总线地址到本地地址的映射,将计算机系统的CPCI总线信号转化为CPLD控制电路模块能够处理的传统的本地地址数据总线,把电压测量数据上传至上位机。

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