一种数字量交流电压变送器的制作方法

1.本实用新型涉及自动化仪器仪表技术领域，更具体的说，本实用新型涉及一种数字量交流电压变送器。


背景技术：

2.交流信号变送器作为工业生产中常见的自动化仪器之一，其可采集工业现场被测主回路上的交流电压信号，并将采集到的信号连续输送到其它控制系统(例如显示仪表等)进行监视与控制。交流电压变送器广泛应用于电力、邮电、石油、煤炭、冶金、铁道、市政等部门的电气装置、自动控制以及调度系统。
3.目前在市场上的交流电压隔离变送器，输出信号为模拟量信号，在远距离传输中，抗干扰性能较差。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种数字量交流电压变送器。
5.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种数字量交流电压变送器，其改进之处在于：包括主壳、插接端子、pcb板和后壳，主壳与后壳嵌接形成一个封闭的壳体，pcb板设于所述壳体内，插接端子设于壳体外，插接端子通过电源线和数据总线与所述pcb板电性连接，用于提供交流电及传输数据；pcb板上集成了整流电路和转换电路，整流电路与所述插接端子电性连接，用于接收交流电信号并整流为直流信号；转换电路用于将所述直流信号转换成数字信号并通过数据总线上传给上位机。
6.在上述结构中，所述转换电路包括降压模块、转换模块、放大模块、主控模块和通讯模块，
7.降压模块与所述整流电路连接，用于对所述直流信号进行降压采样，获得采样信号；
8.转换模块与降压模块连接，用于将采样信号转换为模拟信号；
9.放大模块与转换模块连接，用于将模拟信号放大；
10.主控模块与放大模块连接，用于将放大后的模拟信号转换为数字信号；
11.通讯模块与主控模块连接，通讯模块还通过数据总线与上位机连接，用于将所述数字信号上传给上位机。
12.在上述结构中，所述pcb板上还集成了隔离模块，隔离模块与所述转换模块连接，用于将所述模拟信号与采样信号隔离，并为转换模块提供工作电压。
13.在上述结构中，所述pcb板上还集成了电源模块，电源模块与所述放大模块、主控模块和通讯模块均连接，用于为放大模块、主控模块和通讯模块提供工作电压。
14.上述结构中，所述整流电路包括二极管d6、二极管d7、二极管d8和二极管d9，二极管d6的正极与二极管d8的负极连接，二极管d6的负极连接有第一连接点，二极管d8的正极接地；
15.二极管d7的正极与二极管d9的负极连接，二极管d7的负极与第一连接点连接，二极管d9的正极接地，所述交流电信号分别从二极管d6的正极与二极管d8的负极之间、二极管d7的正极与二极管d9的负极之间接入；
16.第一连接点与所述降压模块连接，输出整流后的直流信号给降压模块。
17.在上述结构中，所述转换模块包括变送器u7，变送器u7包括输入端口vinp、输出端口voutp和输出端口voutn,输入端口vinp与所述降压模块连接，输出端口voutp和输出端口voutn均与所述放大模块连接。
18.在上述结构中，所述放大模块包括运算放大器u3a，运算放大器u3a的负输入端口与所述输出端口voutn连接，运算放大器u3a的正输入端口与所述输出端口voutp连接，运算放大器u3a的输出端口与所述主控模块连接。
19.本实用新型的有益效果是：将输出的信号转换成数字信号，抗干扰性能强，适应远距离传输；并且在对输入信号、输出信号采用了隔离措施，使信号输入、信号输出和工作电源高度隔离，具有良好的线性度。
附图说明
20.附图1为本实用新型的一种数字量交流电压变送器的爆炸图示意图。
21.附图2为本实用新型中的整流电路和转换电路的框图示意图。
22.附图3为图2中的整流电路的电路图。
23.附图4为图2中的降压模块、转换模块和放大模块的电路图。
24.附图5为图2中的主控模块的电路图。
25.附图6为图2中的通讯模块的电路图。
26.附图7为图2中的隔离模块的电路图。
具体实施方式
27.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
28.以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。另外，专利中涉及到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本实用新型创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
29.参照图1所示，本实用新型揭示了一种数字量交流电压变送器，包括主壳1、插接端子2、pcb板3和后壳4，主壳1与后壳4嵌接形成一个封闭的壳体，pcb板3设于所述壳体内，插接端子2设于壳体外，插接端子2通过电源线和数据总线，与所述pcb板3电性连接，提供交流电给pcb板，并且在上位机与pcb板3之间传输数据；pcb板3将待测交流电转换成数字信号并通过数据总线上传给上位机。
30.结合图2所示，所述pcb板3上集成了整流电路5和转换电路6，整流电路5与所述插接端子2电性连接，接收交流信号并整流为直流信号，转换电路6包括降压模块20、转换模块
30、放大模块40、主控模块50、通讯模块60、隔离模块70和电源模块80；降压模块20与整流电路5连接，对所述直流信号进行降压采样，获得采样信号；转换模块30与降压模块20连接，将采样信号转换为模拟信号；隔离模块70与所述转换模块30连接，将所述模拟信号与采样信号隔离，使采样信号与输入的信号成线性关系且二者之间高度隔离，并为转换模块30单独提供工作电压；放大模块40与转换模块30连接，将模拟信号放大至合适大小；主控模块50与放大模块40连接，将放大后的模拟信号转换为数字信号；通讯模块60与主控模块50连接，通讯模块60还通过数据总线与上位机连接，将所述数字信号上传给上位机，使信号的抗干扰能力大大增强；电源模块80与所述放大模块40、主控模块50和通讯模块60均连接，用于为放大模块40、主控模块50和通讯模块60提供稳定可靠的工作电源。
31.进一步的，参照图3所示，所述整流电路5包括二极管d6、二极管d7、二极管d8和二极管d9，二极管d6的正极与二极管d8的负极连接，二极管d6的负极连接有第一连接点90，二极管d8的正极接地；二极管d7的正极与二极管d9的负极连接，二极管d7的负极与第一连接点90连接，二极管d9的正极接地，所述交流电信号通过插接端子分别从二极管d6的正极与二极管d8的负极之间、二极管d7的正极与二极管d9的负极之间接入；第一连接点90与降压模块20连接，输出整流后的直流信号给降压模块20。
32.进一步的，参照图4所示，所述转换模块30包括变送器u7，变送器u7包括输入端口vinp、输出端口voutp和输出端口voutn,所述放大模块40包括运算放大器u3a，输入端口vinp与所述降压模块20连接，接收采样信号并进行转换，输出端口voutp与运算放大器u3a的正输入端口连接，输出端口voutn与运算放大器u3a的负输入端口连接，将转换后的模拟信号传输给运算放大器u3a放大，运算放大器u3a的输出端口与所述主控模块50连接，将放大后的信号输出给主控模块50的模数转换器，结合图5所示，本实用新型提供了一种主控模块的具体实施例，主控电路内模数转换器u4将放大后的模拟信号转换为数字信号，并根据模数转换器u4转换的值按照程序约定换算为标定值，自动校准零点值和满量程输出值，使信号的抗干扰能力大大增强。
33.对于降压模块20，参照图4所示，本实用新型提供了一种具体实施例；对于通讯模块60，参照图6所示，本实用新型提供了一种具体实施例；对于隔离模块70，参照图7所示，本实用新型提供了一种具体实施例。
34.本实用新型的一种数字量交流电压变送器，将输出的信号转换成数字信号，抗干扰性能强，适应远距离传输；并且在对输入信号、输出信号采用了隔离措施，使信号输入、信号输出和工作电源高度隔离，具有良好的线性度。
35.以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。

技术特征：
1.一种数字量交流电压变送器，其特征在于：包括主壳、插接端子、pcb板和后壳，主壳与后壳嵌接形成一个封闭的壳体，pcb板设于所述壳体内，插接端子设于壳体外，插接端子通过电源线和数据总线与所述pcb板电性连接，用于提供交流电及传输数据；pcb板上集成了整流电路和转换电路，整流电路与所述插接端子电性连接，用于接收交流电信号并整流为直流信号；转换电路用于将所述直流信号转换成数字信号并通过数据总线上传给上位机。2.如权利要求1所述的一种数字量交流电压变送器，其特征在于：所述转换电路包括降压模块、转换模块、放大模块、主控模块和通讯模块，降压模块与所述整流电路连接，用于对所述直流信号进行降压采样，获得采样信号；转换模块与降压模块连接，用于将采样信号转换为模拟信号；放大模块与转换模块连接，用于将模拟信号放大；主控模块与放大模块连接，用于将放大后的模拟信号转换为数字信号；通讯模块与主控模块连接，通讯模块还通过数据总线与上位机连接，用于将所述数字信号上传给上位机。3.如权利要求2所述的一种数字量交流电压变送器，其特征在于：所述pcb板上还集成了隔离模块，隔离模块与所述转换模块连接，用于将所述模拟信号与采样信号隔离，并为转换模块提供工作电压。4.如权利要求2所述的一种数字量交流电压变送器，其特征在于：所述pcb板上还集成了电源模块，电源模块与所述放大模块、主控模块和通讯模块均连接，用于为放大模块、主控模块和通讯模块提供工作电压。5.如权利要求2所述的一种数字量交流电压变送器，其特征在于：所述整流电路包括二极管d6、二极管d7、二极管d8和二极管d9，二极管d6的正极与二极管d8的负极连接，二极管d6的负极连接有第一连接点，二极管d8的正极接地；二极管d7的正极与二极管d9的负极连接，二极管d7的负极与第一连接点连接，二极管d9的正极接地，所述交流电信号分别从二极管d6的正极与二极管d8的负极之间、二极管d7的正极与二极管d9的负极之间接入；第一连接点与所述降压模块连接，输出整流后的直流信号给降压模块。6.如权利要求2所述的一种数字量交流电压变送器，其特征在于：所述转换模块包括变送器u7，变送器u7包括输入端口vinp、输出端口voutp和输出端口voutn,输入端口vinp与所述降压模块连接，输出端口voutp和输出端口voutn均与所述放大模块连接。7.如权利要求6所述的一种数字量交流电压变送器，其特征在于：所述放大模块包括运算放大器u3a，运算放大器u3a的负输入端口与所述输出端口voutn连接，运算放大器u3a的正输入端口与所述输出端口voutp连接，运算放大器u3a的输出端口与所述主控模块连接。

技术总结
本实用新型提供了一种数字量交流电压变送器，涉及自动化仪器仪表技术领域，包括主壳、插接端子、PCB板和后壳，主壳与后壳嵌接形成一个封闭的壳体，PCB板设于所述壳体内，插接端子设于壳体外，插接端子通过电源线和数据总线与所述PCB板电性连接，用于提供交流电及传输数据；PCB板上集成了整流电路和转换电路，整流电路与所述插接端子电性连接，用于接收交流电信号并整流为直流信号；转换电路用于将所述直流信号转换成数字信号并通过数据总线上传给上位机，将输出的信号转换成数字信号，抗干扰性能强，适应远距离传输；并且在对输入信号、输出信号采用了隔离措施，使信号输入、信号输出和工作电源高度隔离，具有良好的线性度。具有良好的线性度。具有良好的线性度。


技术研发人员：尹武生 曾浩
受保护的技术使用者：深圳市硕亚科技有限公司
技术研发日：2021.10.26
技术公布日：2022/5/25