用于电能表检定中接线状态检测的智能传感器的制造方法_2

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电路通过通信接口将两路数字信号传输至上位机,上位机实时监控电能 表的参数变化,判断电能表的接线状态。
[0024] 如图2所示,是电压采样电路的电路图,包括电压输入接口 JP21、降压变压器T21、 第一全波精密整流电路和第一滤波电路,电压输入接口 JP21的输入端与电能表检测端子 电连接,输出端与降压变压器T21的原边电连接,降压变压器T21的副边与第一全波精密整 流电路的输入端电连接,第一全波精密整流电路的输出端经第一滤波电路与模数转换巧片 的相应接口连接。
[0025] 第一全波精密整流电路包括第一运放U21A、第二运放U22A、第一二极管D21和第 二二极管D22。第一运放U21A的正极通过接地电阻R22接地,第二运放U22A的正极通过接 地电阻R26接地。第一运放U21A的负极串联第一电阻R21与降压变压器T21的高电位输 出端电连接。第一运放U21A的负极与输出端之间反向并联第一二极管D21,输出端反向串 联第二二极管D22。第二二极管D22的正极串联第二电阻R24后与第一运放U21A的负极电 连接,串联第=电阻R25后与第二运放U22A的负极电连接。第一电阻R21的输入端与第= 电阻R25的输出端通过第四电阻R23电连接;第二运放U22A的负极与第二运放U22A的输 出端并联第五电阻R27。
[0026] 第一滤波电路包括第六电阻R28、第^;:电阻329、第一滤波电容C21和第二滤波电 容C22,第一滤波电容C21的一端通过串联第六电阻R28与第二运放U22A的输出端电连接, 通过串联第走电阻R29与模数转换巧片电连接,第一滤波电容C21的另一端与第二滤波电 容C22的一端共同接地,第二滤波电容C22的另一端与第走电阻R29和模数转换巧片连接 的电节点连接。
[0027] 如图3所示,是电流采样电路的电路图。与电压采样电路不同的是,电流采样电路 中电流互感器T31的副边并联有采样电阻R30。电流采样电路的具体电路结构为;包括电 流输入接口 JP31、电流互感器T31、第二全波精密整流电路和第二滤波电路,电流输入接口 JP31的输入端与电能表检测端子电连接,输出端与电流互感器T31的原边电连接,电流互 感器T31的副边与第二全波精密整流电路的输入端电连接,电流互感器T31的副边还并联 有采样电阻R30,第二全波精密整流电路的输出端经第二滤波电路与模数转换巧片的相应 接口连接。
[002引第二全波精密整流电路和第一全波精密整流电路采用相同的电路连接结构,包括 第一运放U31A、第二运放U32A、第一二极管D31和第二二极管D33。第一运放U31A的正极 通过接地电阻R32接地,第二运放U32A的正极通过接地电阻R36接地。第一运放U31A的 负极串联第一电阻R31与降压变压器T31的高电位输出端电连接。第一运放U31A的负极 与输出端之间反向并联第一二极管D31,输出端反向串联第二二极管D32。第二二极管D32 的正极串联第二电阻R34后与第一运放U31A的负极电连接,串联第S电阻R35后与第二运 放U32A的负极电连接。第一电阻R31的输入端与第S电阻R35的输出端通过第四电阻R33 电连接;第二运放U32A的负极与第二运放U32A的输出端并联第五电阻R37。
[0029] 第二滤波电路和第一滤波电路采用相同的电路连接结构,包括第六电阻R38、第走 电阻R39、第一滤波电容C31和第二滤波电容C32,第一滤波电容C31的一端通过串联第六 电阻338与第二运放U32A 的输出端电连接,通过串联第^;:电阻R39与模数转换巧片电连 接,第一滤波电容C31的另一端与第二滤波电容C32的一端共同接地,第二滤波电容C32的 另一端与第走电阻R39和模数转换巧片连接的电节点连接。
[0030] 第一运放U21A、U31A和第二运放U22A、U32A选用型号为LM324AD的运算放大器。 第一二极管D21、D31和第二二极管D22、D32选用型号为IM148的二极管。
[0031] 如图4所示,是模数转换巧片的电路图,模数转换巧片采用ADC0808型模数转换巧 片,有28个引脚,包括IN0?IN7共8路模拟量输入端、DO?D7共8路数字量输出端和A、 B、C共3路地址输入线W及其它必要的引脚,3路地址输入线用于选择8路模拟通道中的一 路。VCC引脚和VREF (+)引脚连接5V直流电源,GND引脚和VREF (-)引脚接地。
[0032] 如图5所示,是控制电路的电路图。控制电路采用AT89C51型控制电路,AT89C51 型控制电路的RST引脚上连接有复位电路;包括复位按钮S41、滤波电阻R41、极性低频滤波 电容C41和接地电阻R42,复位按钮S41与滤波电阻R41串联后,与极性低频滤波电容C41 并联,极性低频滤波电容C41的正极与电源电路的高电位输出端电连接,负极串联接地电 阻R42后接地。
[0033] AT89C51型控制电路的XTAL1和XTAL2引脚上还并联有晶振电路;包括电容C43、 电容C42和晶振Y41,XTAL1串联电容C42后接地,XTAL2引脚串联电容C43后接地,晶振 Y41并联在XTAL1和XTAL2引脚之间。
[0034] AT89C51型控制电路通过引脚RX、TX、RS485与通信接口双向通信连接。
[0035] 如图6所示,是通信接口的电路图。包括通信接口巧片呪4,通信接口巧片呪4选 用MAX485巧片。通信接口巧片呪4上连接有=个光电禪合器呪1、呪2、呪3,=个光电禪合 器呪1、呪2、呪3均选用6N137光电禪合器。MAX485巧片的A引脚和B引脚之间并联有匹 配电阻R58,其中A引脚还通过串联电阻R59接地,B引脚通过串联电阻R57与电源电路的 高电位输出端电连接;VCC引脚也与电源电路的高电位输出端电连接,GND引脚接地。
[0036] 光电禪合器呪1的CA引脚与MAX485巧片的RO引脚电连接,AN引脚串联电阻R54 后与电源电路的高电位输出端电连接,VCC引脚串联电阻R51后与OUT引脚电连接,OUT引 脚与控制电路的RX引脚电连接。
[0037] 光电禪合器呪2的CA引脚与控制电路的TX引脚电连接,AN引脚串联电阻贴2后 与电源电路的高电位输出端电连接,VCC引脚串联电阻R55后与OUT引脚电连接,OUT引脚 与MAX485巧片的DI引脚电连接,其中,VCC引脚还与电源电路的高电位输出端电连接。 [003引光电禪合器呪3的CA引脚与控制电路的RS485引脚电连接,AN引脚串联电阻R53 后与电源电路的高电位输出端电连接,VCC引脚串联电阻R56后与OUT引脚电连接,OUT引 脚与MAX485巧片的DE和;^引脚电连接,其中,VCC引脚还与电源电路的高电位输出端电 连接。
[0039] 光电禪合器呪1、光电禪合器呪2和光电禪合器呪3的GND端分别接地。
[0040] 如图7所示,是电源电路的电路图。包括开关接口 JP11、变压器T11、整流桥和S端 稳压集成电路,S端稳压集成电路采用型号为LM7805型S端稳压集成电路,包括Vin、GND 和VoutS个引脚。开关接口 JP11的输入端与S相220V交流市电电连接,输出端与变压器 T11的原边电连接,变压器T11的副边与整流桥的输入端连接,整流桥的输出端并联极性低 频滤波电容C11后,与高频滤波电容C12并联,再与S端稳压集成电路的Vin引脚和GND引 脚电连接。=端稳压集成电路的GND引脚和Vout引脚之间依次并联有极性低频滤波电容 C13、高频滤波电容C14和滤波电阻Rll,=端稳压集成电路的GND引脚通过导线接地。整流 桥由四个IN4001型二极管组成。
[0041] 当执行电能表检测任务时,如果电能表挂接状态良好时,其电压、电流数值将在一 个正常的范围内;如果电能表的挂接状态出现问题,电压、电流数值就会偏离正常值。此时 通过检测加在电能表检测端子上的电压和电流数值,就可W得到电能表的挂接状态,从而 将接线不良状态及时反馈给上位机,W便提出一种接线不成功的快速处理机制。
[0042] W上所
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