一種電測量變送器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種電測量變送器，包括MCU模塊、信號(hào)采樣模塊、電源模塊、D/A轉(zhuǎn)換模塊、U/I轉(zhuǎn)換模塊，信號(hào)采樣模塊將轉(zhuǎn)換的信號(hào)送給MCU模塊進(jìn)行采樣和數(shù)據(jù)處理；MCU模塊將被測參數(shù)值進(jìn)行量化并轉(zhuǎn)換成D/A轉(zhuǎn)換模塊輸入范圍的數(shù)字信號(hào)；D/A轉(zhuǎn)換模塊將接收到的數(shù)字信號(hào)對應(yīng)輸出穩(wěn)定的直流電壓信號(hào)；U/I轉(zhuǎn)換模塊將被測信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)現(xiàn)場模擬量信號(hào)。本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)單相交流電壓或單相交流電流的測量變送，能夠使用在現(xiàn)場干擾較大，諧波含量在15次30%以內(nèi)的場合，能夠滿足大部分工業(yè)現(xiàn)場的使用需求，測量變送響應(yīng)速率高，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，成本低，性能可靠。
【專利說明】一種電測量變送器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于工業(yè)電測量變送器領(lǐng)域，特別涉及一種電測量變送器。

【背景技術(shù)】
[0002]目前電測量變送器在工業(yè)現(xiàn)場的應(yīng)用越來越廣泛，工業(yè)現(xiàn)場為了信號(hào)的方便采集和傳輸，需要將較大的交流電壓或交流電流信號(hào)變換成易采集和傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)的直流電壓電流信號(hào)。傳統(tǒng)的變送器多使用模擬電路進(jìn)行數(shù)據(jù)采集變送，這種類型的變送器不適用干擾較大或諧波成分較大的場合，使用不當(dāng)會(huì)造成變送參數(shù)的時(shí)效性和準(zhǔn)確度降低，大大提高工業(yè)事故隱患。由于當(dāng)今工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備越來越復(fù)雜，導(dǎo)致工業(yè)電網(wǎng)中均不同程度地含有諧波成分，工業(yè)現(xiàn)場干擾強(qiáng)。這大大地局限了傳統(tǒng)變送器的使用場合。工業(yè)現(xiàn)場急需一種能夠有效解決此類干擾的電測量變送器。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]實(shí)用新型目的:本實(shí)用新型旨在提出一種能應(yīng)對較為惡劣的現(xiàn)場工作環(huán)境，有效地抵制諧波干擾的影響的電測量變送器。
[0004]技術(shù)方案:本實(shí)用新型所述的一種電測量變送器，包括MCU模塊、信號(hào)采樣模塊、電源模塊、D/A轉(zhuǎn)換模塊、U/I轉(zhuǎn)換模塊，信號(hào)采樣模塊將轉(zhuǎn)換的信號(hào)送給MCU模塊進(jìn)行采樣和數(shù)據(jù)處理;MCU模塊將被測參數(shù)值進(jìn)行量化并轉(zhuǎn)換成D/A轉(zhuǎn)換模塊輸入范圍的數(shù)字信號(hào)；D/A轉(zhuǎn)換模塊將接收到的數(shù)字信號(hào)對應(yīng)輸出穩(wěn)定的直流電壓信號(hào)；U/I轉(zhuǎn)換模塊將被測信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)現(xiàn)場模擬量信號(hào)。
[0005]所述MCU模塊采用MSP430微處理器。
[0006]所述信號(hào)采樣模塊將交流電壓電流信號(hào)隔離轉(zhuǎn)換成直流電壓信號(hào)送給MCU模塊。
[0007]所述信號(hào)采樣模塊采用微型電流互感器或電流型電壓互感器進(jìn)行隔離。
[0008]所述電源模塊包含由TNY286P控制芯片構(gòu)建的開關(guān)電源。
[0009]所述D/A轉(zhuǎn)換模塊采用數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片TM8211實(shí)現(xiàn)。
[0010]所述U/I轉(zhuǎn)換模塊采用差分式電路將直流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流電流信號(hào)。
[0011]所述U/I轉(zhuǎn)換模塊通過前級的放大濾波以及U/I變換將被測信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)現(xiàn)場模擬量信號(hào)。
[0012]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)單相交流電壓或單相交流電流的測量變送，能夠使用在現(xiàn)場干擾較大，諧波含量在15次30 %以內(nèi)的場合，能夠滿足大部分工業(yè)現(xiàn)場的使用需求，測量變送響應(yīng)速率高，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，成本低，性能可靠。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；
[0014]圖2為本實(shí)用新型的電路圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]如圖1、2所示，本實(shí)用新型所述的一種電測量變送器，包括MCU模塊1、信號(hào)采樣模塊2、電源模塊3、D/A轉(zhuǎn)換模塊4、U/I轉(zhuǎn)換模塊5 ;其中電源模塊3為寬范圍輸入的開關(guān)電源，提供穩(wěn)定的工作電源；信號(hào)采樣模塊2將較大的交流電壓/電流信號(hào)通過電流型電壓互感器/電流互感器隔離轉(zhuǎn)換成微小的交流電壓信號(hào)送給MCU模塊I的A/D轉(zhuǎn)換單元;MCU模塊I對被測信號(hào)進(jìn)行A/D變換，量化成與16位D/A —一對應(yīng)的數(shù)字量并將其傳送給D/A轉(zhuǎn)換模塊4 ；D/A轉(zhuǎn)換模塊4將接收到的數(shù)字量信號(hào)同步轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流電壓信號(hào)，此時(shí)該直流型號(hào)與實(shí)際輸入的交流信號(hào)呈線性對應(yīng)關(guān)系，輸出的直流電壓信號(hào)將提供給U/I轉(zhuǎn)換模塊5進(jìn)行電壓到目標(biāo)電流/電壓的變換;U/I轉(zhuǎn)換模塊5通過前級的放大濾波以及U/
I變換電路最終將被測信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的O(I)-1OV, O (4)-20mA的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)現(xiàn)場模擬量信號(hào)。
[0016]其中MCU模塊I使用TI公司的微控制芯片，芯片提供高速A/D采樣及數(shù)據(jù)處理。信號(hào)采樣模塊2將較大的交流電壓電流信號(hào)通過互感器隔離轉(zhuǎn)換成微小的直流電壓信號(hào)送給MCU模塊1，最大為0.495VP-P。電源模塊3為各個(gè)模塊工作提供穩(wěn)定的工作電源，電源采用交直流寬范圍輸入方案，選用PI公司的TNY286P開關(guān)電源控制芯片構(gòu)建。D/A轉(zhuǎn)換模塊4將MCU模塊I的數(shù)字量正比例同步轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流電壓信號(hào)提供給U/I轉(zhuǎn)換模塊5。U/I轉(zhuǎn)換模塊5通過前級的放大濾波以及U/I變換最終將被測信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的
O(I)-10V, O (4) -20mA的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)現(xiàn)場模擬量信號(hào)，實(shí)現(xiàn)被測電參量與接收端直流模擬量的--對應(yīng)。
【權(quán)利要求】
1.一種電測量變送器,包括MCU模塊(I)、信號(hào)米樣模塊(2)、電源模塊(3)、D/A轉(zhuǎn)換模塊(4)、U/I轉(zhuǎn)換模塊(5)，其特征在于，信號(hào)采樣模塊(2)將轉(zhuǎn)換的信號(hào)送給MCU模塊(I)進(jìn)行采樣和數(shù)據(jù)處理；MCU模塊(I)將被測參數(shù)值進(jìn)行量化并轉(zhuǎn)換成D/A轉(zhuǎn)換模塊(4)輸入范圍的數(shù)字信號(hào)；D/A轉(zhuǎn)換模塊(4)將接收到的數(shù)字信號(hào)對應(yīng)輸出穩(wěn)定的直流電壓信號(hào)；U/I轉(zhuǎn)換模塊(5)將被測信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)現(xiàn)場模擬量信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電測量變送器，其特征在于，所述MCU模塊(I)采用MSP430微處理器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電測量變送器，其特征在于，所述信號(hào)采樣模塊(2)將交流電壓電流信號(hào)隔離轉(zhuǎn)換成直流電壓信號(hào)送給MCU模塊(I)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電測量變送器，其特征在于，所述信號(hào)采樣模塊(2)采用微型電流互感器或電流型電壓互感器進(jìn)行隔離。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電測量變送器，其特征在于，所述電源模塊(3)包含由TNY286P控制芯片構(gòu)建的開關(guān)電源。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電測量變送器，其特征在于，所述D/A轉(zhuǎn)換模塊(4)采用數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片TM8211實(shí)現(xiàn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電測量變送器，其特征在于，所述U/I轉(zhuǎn)換模塊(5)采用差分式電路將直流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流電流信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電測量變送器，其特征在于，所述U/I轉(zhuǎn)換模塊(5)通過前級的放大濾波以及U/I變換將被測信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)現(xiàn)場模擬量信號(hào)。
【文檔編號(hào)】G01R19/22GK204028218SQ201420422081
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月29日
【發(fā)明者】孫運(yùn)建, 張明, 范賢軍, 蘇蛟 申請人:江蘇斯菲爾電氣股份有限公司