一种交直流采集装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种交直流采集装置，包括电源单元、信号调理单元、频率检测单元、绝缘检测单元、通信单元及中央处理单元；电源单元主要用于给采集装置提供电源；信号调理单元用于交直流电压、电流采样及信号变换，将交直流信号调理到中央处理单元的CPU的合适的采集范围；频率检测单元用于采集交流输入电压或电流的频率信号；绝缘检测单元用于采集直流输入电源的对地绝缘状态信号；中央处理单元用于将采样后的信号通过滤波和运算得出实际值，并通过通信单元与外部主机进行数据交互。本实用新型可实时、高精度地采集交直流电压电流、交流频率以及直流绝缘状态，广泛应用于电力、铁路等行业需要实时采集交直流数据的场合。
【专利说明】
一种交直流采集装置
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及一种交直流电压电流、交流频率以及直流绝缘状态采集的装置。
【背景技术】
[0002]现有采用的交流或者直流电网配电数据的采集装置，由于处理主频及设计架构问题，具有采样精度偏低、响应速度慢、成本高体积大、扩展难等缺点，所以亟需开发一种适应新型一体化监控系统的交直流采集装置。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型要解决的技术问题是提供一种实时、高精度采集交直流电压电流、交流频率以及直流绝缘状态的装置。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案:
[0005]—种交直流采集装置，包括电源单元、信号调理单元、频率检测单元、绝缘检测单元、通信单元及中央处理单元;所述电源单元主要用于给采集装置提供电源;所述信号调理单元用于交直流电压、电流采样及信号变换，将交直流信号调理到中央处理单元的CPU的合适的采集范围；所述频率检测单元用于采集交流输入电压或电流的频率信号;所述绝缘检测单元用于采集直流输入电源的对地绝缘状态信号;所述中央处理单元用于将采样后的信号通过滤波和运算得出实际值，并通过通信单元与外部主机进行数据交互。
[0006]进一步地，所述电源单元包括整流电路、滤波电路和隔离电路;所述整流电路及与其连接的滤波电路用于实现交直流电源的宽范围输入;所述隔离电路用于提供多路隔离的电源输出，分别供给所述频率检测单元、信号调理单元、绝缘检测单元、通信单元、中央处理单元。
[0007]进一步地，所述信号调理单元采用精密运放对交直流信号进行缓冲、整流、限幅调理到中央处理单元的CPU采样电路合适的电压范围。
[0008]进一步地，所述频率检测单元通过对信号进行缓冲处理，并对缓冲信号进行过零检测，同时将处理后信号送至中央处理单元。
[0009]进一步地，所述绝缘检测单元利用平衡桥原理对直流输入电源对地绝缘差分信号进行放大、比较，最终检测出绝缘超限信号，并将处理后信号送至中央处理单元。
[0010]进一步地，所述采集装置还包括用于查看绝缘状态的LED。
[0011]进一步地，所述通信单元采用支持设备扩展的高速通信总线。
[0012]进一步地，所述通信单元的通信接口处设置有EMC器件。
[0013]进一步地，所述中央处理单元采用单片机。
[0014]进一步地，所述通信单元与中央处理单元的电源不共地。
[0015]通过采用上述设计，本实用新型可以实现交直流的实时、高精度采集且具有可扩展、体积小、成本低的特点;可广泛用于电力、铁路等行业需要实时采集交直流数据的场合。
【附图说明】
[0016]上述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，以下结合附图与【具体实施方式】对本实用新型作进一步的详细说明。
[0017]图1为本实用新型一种交直流采集装置的结构框图；
[0018]图2为信号调理单元的取样电路图；
[0019]图3为频率检测单元的电路图；
[0020]图4为绝缘检测单元的电路图；
[0021]图5为通信单元的电路图。
【具体实施方式】
[0022]如图1所示，本实用新型的交直流采集装置，主要用于交直流电压电流、交流频率以及直流绝缘状态的采集，包括电源单元、信号调理单元、频率检测单元、绝缘检测单元、通信单元及中央处理单元。
[0023]其中，电源单元主要用于给采集装置提供电源；电源单元包括整流电路、滤波电路和隔离电路;电源单元通过整流、滤波、隔离处理，可实现交直流宽范围输入，同时提供多路隔离的电源输出，分别供给频率检测单元、信号调理单元、绝缘检测单元、通信单元、中央处理单元。
[0024]信号调理单元用于交直流电压、电流采样及信号变换，将交直流信号调理到中央处理单元的CPU的合适的采集范围；信号调理单元通过精密运放对交流信号进行缓冲、整流、限幅调理到中央处理单元的CPU采样电路合适的电压范围(配合图2所示)。
[0025]频率检测单元用于采集交流输入电压或电流的频率信号;所述频率检测单元通过对信号进行缓冲处理，并对缓冲信号进行过零检测，同时将处理后信号送至中央处理单元(配合图3所示)。
[0026]绝缘检测单元用于采集直流输入电源的对地绝缘状态信号;绝缘检测单元利用平衡桥原理对直流输入电源对地绝缘差分信号进行放大、比较，最终检测出绝缘超限信号，并将处理后信号送至中央处理单元(配合图4所示)，同时可通过LED查看绝缘状态。
[0027]中央处理单元采用高性能的单片机，用于将采样后的信号通过滤波和运算(对结果进行均方根处理)得出实际值，并通过通信单元与外部主机进行数据交互。采用高性能单片机对信号进行处理，可满足装置要求的高精度和高实时性要求。
[0028]通信单元通过标准总线可以方便其他监测主机获取装置的采集信号;配合图5所示，所述通信单元采用支持设备扩展的高速通信总线，能适应实际现场采集通道数量的扩展。
[0029]通信单元与中央处理单元的电源不共地设计，避免了电流回路的互相干扰，在通信单元的通信接口处加入了 EMC器件，保证装置通信的可靠性。
[0030]上述交直流采集装置可广泛用于电力、铁路等行业需要实时采集交直流数据的场合，如可安装在铁路的标准导轨上。
[0031]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例子而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许修改、等同变化或修饰，均落在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种交直流采集装置，其特征在于，包括电源单元、信号调理单元、频率检测单元、绝缘检测单元、通信单元及中央处理单元； 所述电源单元主要用于给采集装置提供电源； 所述信号调理单元用于交直流电压、电流采样及信号变换，将交直流信号调理到中央处理单元的CPU的合适的采集范围； 所述频率检测单元用于采集交流输入电压或电流的频率信号； 所述绝缘检测单元用于采集直流输入电源的对地绝缘状态信号； 所述中央处理单元用于将采样后的信号通过滤波和运算得出实际值，并通过通信单元与外部主机进行数据交互。2.根据权利要求1所述的交直流采集装置，其特征在于，所述电源单元包括整流电路、滤波电路和隔离电路； 所述整流电路及与其连接的滤波电路用于实现交直流电源的宽范围输入； 所述隔离电路用于提供多路隔离的电源输出，分别供给所述频率检测单元、信号调理单元、绝缘检测单元、通信单元、中央处理单元。3.根据权利要求1所述的交直流采集装置，其特征在于，所述信号调理单元采用精密运放对交直流信号进行缓冲、整流、限幅调理到中央处理单元的CPU采样电路合适的电压范围。4.根据权利要求1所述的交直流采集装置，其特征在于，所述频率检测单元通过对信号进行缓冲处理，并对缓冲信号进行过零检测，同时将处理后信号送至中央处理单元。5.根据权利要求1所述的交直流采集装置，其特征在于，所述绝缘检测单元利用平衡桥原理对直流输入电源对地绝缘差分信号进行放大、比较，最终检测出绝缘超限信号，并将处理后信号送至中央处理单元。6.根据权利要求1所述的交直流采集装置，其特征在于，所述采集装置还包括用于查看绝缘状态的LED。7.根据权利要求1所述的交直流采集装置，其特征在于，所述通信单元采用支持设备扩展的高速通信总线。8.根据权利要求1所述的交直流采集装置，其特征在于，所述通信单元的通信接口处设置有EMC器件。9.根据权利要求1所述的交直流采集装置，其特征在于，所述中央处理单元采用单片机。10.根据权利要求1所述的交直流采集装置，其特征在于，所述通信单元与中央处理单元的电源不共地。
【文档编号】G01R31/00GK205594086SQ201620173767
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年3月4日
【发明人】陈为
【申请人】北京津宇嘉信科技股份有限公司