本發(fā)明屬于電力設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及相對介損測試儀多功能轉(zhuǎn)換器。

背景技術(shù)：

隨著帶電檢測的普及，容性設(shè)備都安裝了取樣單元，目的是將末屏信號(hào)下引，通過取樣單元內(nèi)置的傳感器，方便對容性設(shè)備的絕緣狀態(tài)進(jìn)行帶電測量。目前，在開展容性設(shè)備帶電測量中，使用的儀器是相對介損測試儀，這種儀器能通過測量容性設(shè)備末屏漏電流，判斷容性設(shè)備絕緣狀態(tài)，能提前發(fā)現(xiàn)問題，減少停電，使用簡單方便。但由于目前生產(chǎn)相對介損測試儀的廠家較多，每個(gè)廠家的傳感器采集接口都不盡相同，而且現(xiàn)在站內(nèi)安裝的取樣單元的廠家也不相同，因此取樣單元傳感器的輸出接口也不盡相同，在現(xiàn)在條件下，如果想要測量某種容性設(shè)備的相對介損，需要使用與其取樣單元傳感器接口相對應(yīng)廠家的測試儀，因此通用性極差，有幾個(gè)廠家的取樣單元，還要有幾臺(tái)與其對應(yīng)的相對介損測試儀，而且每種儀器的測試線不同，還需要進(jìn)行多次測試準(zhǔn)備工作及多次接線拆線，這樣一來導(dǎo)致工作效率大大降低；而且這種儀器的單臺(tái)采購成本都較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明提供了通過提高設(shè)備通用性從而降低采購成本的相對介損測試儀多功能轉(zhuǎn)換器。

為了達(dá)到上述技術(shù)目的，本發(fā)明提供了相對介損測試儀多功能轉(zhuǎn)換器，所述多功能轉(zhuǎn)換器，包括：

至少一個(gè)模擬信號(hào)輸入端口，在模擬信號(hào)輸入端口的輸出端設(shè)有運(yùn)算放大器U1，在運(yùn)算放大器U1的輸出端連接有模數(shù)轉(zhuǎn)換器U2，模數(shù)轉(zhuǎn)換器U2的輸出端與運(yùn)算處理器的輸入端連接，運(yùn)算處理器的輸出端連接有場效應(yīng)管U4；

在模擬信號(hào)輸入端口所處線路上設(shè)有用于線路切換的繼電器，在繼電器的控制回路上設(shè)有控制芯片。

可選的，在所述多功能轉(zhuǎn)換器中，還設(shè)有由雙向瞬變抑制二極管D1構(gòu)成的保護(hù)電路。

可選的，在所述運(yùn)算放大器U1上并聯(lián)有電阻R1。

可選的，所述預(yù)算放大器U1的型號(hào)為OP1177，

可選的，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器U2的型號(hào)為AD7606。

可選的，在所述運(yùn)算放大器U1的正向輸入端與接地端之間設(shè)有電阻R2。

可選的，在運(yùn)算處理器與所述場效應(yīng)管U4之間安裝有運(yùn)算放大器U3，運(yùn)算放大器U3的型號(hào)為OP184。

可選的，在所述運(yùn)算放大器U3上并聯(lián)有電阻R3。

可選的，所述場效應(yīng)管U4的型號(hào)為IRFP150N。

可選的，所述控制芯片型號(hào)為STM32F103ZET6。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是：

通過將取樣單元獲取到的模擬信號(hào)進(jìn)行模數(shù)-放大-數(shù)模變換，從而為后端的多功能轉(zhuǎn)換器提供標(biāo)準(zhǔn)的模擬信號(hào)輸出，實(shí)現(xiàn)將不同廠家的相對介損測試儀與不同廠家的取樣單元做到適配以及通用，提高了設(shè)備的通用性，避免購買大量的配套設(shè)備，降低了采購成本。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明提供的相對介損測試儀多功能轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步地描述。

實(shí)施例一

本發(fā)明提供了相對介損測試儀多功能轉(zhuǎn)換器，如圖1所示，所述多功能轉(zhuǎn)換器，包括：

至少一個(gè)模擬信號(hào)輸入端口，在模擬信號(hào)輸入端口的輸出端設(shè)有運(yùn)算放大器U1，在運(yùn)算放大器U1的輸出端連接有模數(shù)轉(zhuǎn)換器U2，模數(shù)轉(zhuǎn)換器U2的輸出端與運(yùn)算處理器的輸入端連接，運(yùn)算處理器的輸出端連接有場效應(yīng)管U4；

在模擬信號(hào)輸入端口所處線路上設(shè)有用于線路切換的繼電器，在繼電器的控制回路上設(shè)有控制芯片。

可選的，在所述多功能轉(zhuǎn)換器中，還設(shè)有由雙向瞬變抑制二極管D1構(gòu)成的保護(hù)電路。

在實(shí)施中，該相對介損測試儀多功能轉(zhuǎn)換器中設(shè)有用于接收信號(hào)的模擬信號(hào)輸入端口，將接收到模擬信號(hào)傳輸至運(yùn)算放大器U1進(jìn)行放大，接著將放大后的信號(hào)傳輸至模數(shù)轉(zhuǎn)換器U2使得對放大后的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。得到的數(shù)字信號(hào)輸入運(yùn)算處理器，使得運(yùn)算處理器對數(shù)字信號(hào)進(jìn)行例如傅里葉變換的數(shù)學(xué)變換，將得到的變換結(jié)果傳輸至場效應(yīng)管U4，從而得到標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)。

在獲取模擬信號(hào)時(shí)，考慮到該多功能轉(zhuǎn)換器會(huì)同時(shí)連接多個(gè)不同的設(shè)備，因此，在多功能轉(zhuǎn)換器中設(shè)有多個(gè)模擬信號(hào)輸入端口，在每個(gè)模擬信號(hào)輸入端口所處的線路上均設(shè)有繼電器，每個(gè)繼電器的控制回路均與一個(gè)控制芯片連接。這樣可以通過控制芯片控制繼電器通斷的方式選取需要進(jìn)行信號(hào)采樣的模擬信號(hào)輸入端口，進(jìn)而基于選取的模擬信號(hào)輸入端口進(jìn)行處理，從而得到處理后的標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)。

相對介損測試儀多功能轉(zhuǎn)換器以模擬信號(hào)處理技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)與控制技術(shù)為基礎(chǔ)，可以將不同廠家的相對介損測試儀與不同廠家的取樣單元做到適配、通用，實(shí)現(xiàn)一臺(tái)儀器適用所有取樣單元接口測量。

轉(zhuǎn)換器內(nèi)置多種轉(zhuǎn)換接口，不同測試儀、不同取樣單元均可適用。通過使用模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字化的信號(hào)處理技術(shù)、多功能切換電路、多接口適配技術(shù)，最終實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)換器與不同取樣單元接口的適配和通用。由于不同廠家的儀器采樣范圍不同、取樣單元的信號(hào)輸出范圍不同，需要通過模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換電路將不同取樣單元的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成不同儀器可適用的測量信號(hào)。通過多功能切換電路可將不同的取樣單元接口信號(hào)針對不同儀器進(jìn)行切換輸入。

可選的，在在所述運(yùn)算放大器U1的正向輸入端與接地端之間設(shè)有電阻R2。運(yùn)算放大器U3的型號(hào)為OP184。

在實(shí)施中，處于保證信號(hào)強(qiáng)度的考慮，在運(yùn)算處理器與場效應(yīng)管U4之間安裝有運(yùn)算放大器U3。

為了防止運(yùn)算放大器U1兩端偏置電流產(chǎn)生附加的失調(diào)電壓，在運(yùn)算放大器U1的正向輸入端與輸出端并聯(lián)有電阻R1?；谕瑯拥哪康?，在運(yùn)算放大器U3的正向輸入端與輸出端也設(shè)有電阻R3。

在運(yùn)算放大器U1的正向輸入端與接地端之間還設(shè)有電阻R2，之所以僅在正向輸入端添加電阻，不在反向輸入端添加，因?yàn)檎蜉斎攵溯斎腚娮韬艽?，如果不加一個(gè)大的電阻到地，在沒有信號(hào)輸入至運(yùn)算放大器的情況下，就會(huì)有噪聲引入，對后續(xù)信號(hào)的處理產(chǎn)生影響。

可選的，所述預(yù)算放大器U1的型號(hào)為OP1177，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器U2的型號(hào)為AD7606。所述場效應(yīng)管U4的型號(hào)為IRFP150N。所述控制芯片型號(hào)為STM32F103ZET6。

在實(shí)施中，OP1177為一款精密、低噪聲、低輸入偏置電流的運(yùn)算放大器。AD7606是16位、8/6/4通道同步采樣模數(shù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)。這些器件內(nèi)置模擬輸入箝位保護(hù)、二階抗混疊濾波器、跟蹤保持放大器、16位電荷再分配逐次逼近型ADC、靈活的數(shù)字濾波器、2.5V基準(zhǔn)電壓源、基準(zhǔn)電壓緩沖以及高速串行和并行接口。

AD7606/AD7606-6/AD7606-4采用5V單電源供電，可以處理±10V和±5V真雙極性輸入信號(hào)，同時(shí)所有通道均能以高達(dá)200kSPS的吞吐速率采樣。輸入箝位保護(hù)電路可以耐受最高達(dá)±16.5V的電壓。無論以何種采樣頻率工作，AD7606的模擬輸入阻抗均為1MΩ。它采用單電源工作方式，具有片內(nèi)濾波和高輸入阻抗，因此無需驅(qū)動(dòng)運(yùn)算放大器和外部雙極性電源。AD7606/AD7606-6/AD7606-4抗混疊濾波器的3dB截止頻率為22kHz；當(dāng)采樣速率為200ksps時(shí)，它具有40dB抗混疊抑制特性。靈活的數(shù)字濾波器采用引腳驅(qū)動(dòng)，可以改善信噪比(SNR)，并降低3dB帶寬。

本發(fā)明提出了相對介損測試儀多功能轉(zhuǎn)換器，包括至少一個(gè)模擬信號(hào)輸入端口，在模擬信號(hào)輸入端口的輸出端設(shè)有運(yùn)算放大器U1，在運(yùn)算放大器U1的輸出端連接有模數(shù)轉(zhuǎn)換器U2，模數(shù)轉(zhuǎn)換器U2的輸出端與運(yùn)算處理器的輸入端連接，運(yùn)算處理器的輸出端連接有場效應(yīng)管U4；在模擬信號(hào)輸入端口所處線路上設(shè)有用于線路切換的繼電器，在繼電器的控制回路上設(shè)有控制芯片。通過將取樣單元獲取到的模擬信號(hào)進(jìn)行模數(shù)-放大-數(shù)模變換，從而為后端的多功能轉(zhuǎn)換器提供標(biāo)準(zhǔn)的模擬信號(hào)輸出，實(shí)現(xiàn)將不同廠家的相對介損測試儀與不同廠家的取樣單元做到適配、通用，提高了設(shè)備的通用性，避免購買大量的配套設(shè)備，降低了采購成本。

上述實(shí)施例中的各個(gè)序號(hào)僅僅為了描述，不代表各部件的組裝或使用過程中的先后順序。

以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。