一种交直流电压传感器及检测方法_3

文档序号:8486728阅读:来源:国知局
阻抗低,对感应装 置获取的小电压信号降低阻抗,对于微弱信号具有增加驱动能力的作用。
[0071] 作为优选实施例,所述信号调理装置2还包括数字电位器,用于根据所述中央处 理器设计定的参数调节所述仪表放大器的放大倍数,可适合不同电压等级的待测部件。
[0072] 第三、中央处理器3,与所述信号调理装置2连接,对所述信号调理装置2输出的信 号进行采集和数据处理,并转换成待测部件的电压值。在本实施例中,所述中央处理器3为 ADSP-BF506F。在其他实施例中,所述中央处理器3可选择能实现同样功能的任意数字处理 器。
[0073] 作为优选实施例,所述交直流电压传感器还包括光纤通讯模块或无线通讯模块以 及电源模块,该电源模块采用电池或者感应高压被测导体取电方式获取,为交直流传感器 中的元器件进行供电;所述光纤通讯模块或所述无线通讯模块,用于通讯,使交直流电压互 感器可实时进行远程通讯。采用独立的电源模块供电,使整个装置稳定可靠。
[0074] 本实施例提供的交直流电压传感器,其感应装置可直接安装在待测部件周围一定 距离处,可带电操作,安装方便,所述待测部件感应所述两金属板带电,通过检测两金属板 的电位差来获取待测部件的电压值,处理方式简单,所述感应装置由位于两侧的两个金属 板以及所述两个金属板之间的绝缘板构成,结构简单,便与生产,性能良好。
[0075] 在其他可替换的实施方式中,感应装置1也可以设置为曲面的三层结构,围绕所 述待测的导线设置,此时外侧的金属板的表面积大于内侧金属板的表面积,一般外侧金属 板的表面积大于内侧金属板的表面积1%。
[0076] 实施例二
[0077] 本实施例在实施例一的基础上,所述信号调理装置2与实施例一相比不同,如图2 所示,具体包括:差动放大器24和积分滤波放大器25。所述差动放大器24,与感应装置1 的两个金属板11分别连接,对感应装置1感应的电压信号放大输出;所述积分滤波放大器 25,与所述差分放大器24连接,将所述差动放大器24输出的电压信号进行滤波除噪处理后 输出。可进行多级滤波,多重放大处理,使得获取的电压信号稳定可靠。
[0078] 实施例三
[0079] 本实施例与实施例一的区别在于,所述感应装置1为曲面,其结构示意图如图4所 示,即所述感应装置1为半圆形曲面,围绕所述待测元件设置,主要用于圆柱状导线的电压 测量,其安装示意图如图7所示。
[0080] 所述金属板11和绝缘板12的表面积为5-1000平方厘米,所述金属板的厚度为 0.01-10毫米。所述绝缘板的厚度为0.1-100毫米。所述感应装置距所述待测部件的距离 为0. 1-1000毫米。主要根据所述待测部件14的电压等级、周围环境条件、检测结果需求综 合因素考虑选择所述金属板11和绝缘板12的表面积和厚度的大小以及距所述待测部件的 距离。
[0081] 在其他的实施方式中,在所述感应装置的金属板11的外侧还可以设置有绝缘板 12,绝缘板12的外侧也可以连接金属板11,形成金属板11和绝缘板12交替重叠设置的多 层结构,如三层、四层、五层、六层等等不同的多层状,适用于不同测量场合的需要,如图11 所示,为6层结构。其他的实施例中,此处的多层结果的感应装置也可以是曲面结果。当此 处的感应装置为多层结构时,可以将每个金属板连接信号调理电路中的一个射极跟随器连 接,获取其捕捉到的电场中的信号,增加信号的驱动能力。或者可以将其中的部分金属板连 接公共端。
[0082] 在进一步的实施方式中,所述外侧金属板111还可以进一步向内侧金属板112所 在的平面延伸,形成与内侧金属板112平行的金属条113,所述金属条113与所述内侧金属 板112之间的距离为所述绝缘板12厚度的整数倍,且该金属条113和内侧金属板112在同 一平面,如图12所示,此处的金属条113可以是与外侧金属板111 一体成型的,也可以是与 外侧金属板111连接的独立的金属条113。由于电场的边缘效应,使得金属板的边缘位置电 场不均匀,通过上述方式,使内侧的金属板的电场分布更均匀。在具体应用时,还可以将外 侧的金属板进一步与公共端连接,避免外侧金属板的边缘效应产生的干扰,内侧金属板的 电场分布更均匀。
[0083] 例如,可以将感应装置外侧的金属板设计为一个整板,外侧金属板的边缘连接一 金属条延伸到内侧金属板外侧,且内侧的金属板的外边沿与该金属条平行,且内侧金属板 与该连接外侧金属板的金属条在同一平面内,此处的金属条的宽度不小于1毫米。该金属 条可以和外侧金属板为一体,也可以是另外增加的。内侧金属板和金属条间距为绝缘体厚 度的整数倍。通过增加该金属条使得电场在内侧金属板上的分布更加均匀。
[0084] 实施例四
[0085] 本实施例与实施例一的区别在于,当所述待测部件14为矩形接线排时,如铜排, 如图8所示,此时对应的所述感应装置1为"Π "形槽面,围绕所述铜排的两面设置,通过所 述绝缘弹性卡件13或者安装模具15将其固定在所述铜排上,其安装示意图如图9所示。
[0086] 实施例五
[0087] 本实施例与实施例一的区别在于,当待测元件弯折时,所述感应装置与所述待测 元件的弯折方向一致,如当待测导线为折形时,所述感应装置也为折形,如图10中感应装 置为"「"形弯折面。通过所述绝缘弹性卡件13或者通过安装模具15固定在所述导体上, 其安装示意图如图10所示。
[0088] 此时,该感应部件也可以是围绕待测导线的外表面弯曲且与所述待测导线弯折延 伸方向一致的形状。
[0089] 所述金属板11为铜、铝、不锈钢或合金材料或合成碳材料。所述绝缘板为塑料、纤 维、橡胶、陶瓷、纸、玻璃,或具有绝缘特征的材料。主要根据用户的检测需求以及应用环境 来选择,已达到良好的检测效果。
[0090] 综合上述实施例,所述感应装置可根据待测部件的形状设置为平面、曲面或弯折 面等不同的形状,与所述待测部件的表面平行设置,保证所述金属板的任一点到被测导体 的垂直距离相等,可以适合不同形状的待测部件。所述金属板和绝缘板的面积和厚度可根 据不同的电压等级和检测要求来选测,即可测量高压、也可测量低压。
[0091] 实施例六
[0092] 本实施例提供一种适用于上述实施例所述的交直流电压传感器的检测方法,包括 如下步骤:
[0093] 将该交直流电压传感器安装在距离待测部件的合适位置,可利用模具15将感应 装置固定在导体周围,或者使用其他的安装辅助设备安装。感应装置距离待测部件的距离 为0. 1-1000毫米。
[0094] 所述感应装置的金属板在所述待测部件产生的电场内被感应带电,所述两金属板 间的电位差信号实时传输给所述信号调理装置,所述信号调理装置将该信号处理后传输给 所述中央处理器,所述中央处理器对所述信号调理装置输出的信号进行采样和数据处理, 并转换成待测部件的电压值。
[0095] 在上
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