一种直流电压和直流电流信号自适应采样电路及方法技术

本发明专利技术涉及一种直流电压和直流电流信号自适应采样电路及方法，其中的自适应采样电路包括用于连接直流采样信号的采样支路，采样支路中串设有阻值可控的电阻器；采样支路的两端并联有采样处理电路；采样处理电路包括用于控制改变电阻器阻值的第一控制端。本发明专利技术通过改变阻值可控电阻器的阻值，并检测该电阻器两端的电压是否发生变化，若发生变化，则判定为直流电流信号，将该电阻器的阻值调整到适合电流采样的阻值并对该电阻器两端的电压进行采样；若未发生变化，则判定为直流电压信号，则直接对该电阻器两端的电压进行采样；整个过程不需要人为参与，可自适应采集电压信号和电流信号，且整个采样电路结构简单，自动化程度较高。

【技术实现步骤摘要】
一种直流电压和直流电流信号自适应采样电路及方法
本专利技术涉及一种直流电压和直流电流信号自适应采样电路及方法，属于采样电路

技术介绍
目前，常见的直流信号采样电路要么只能采样直流电压信号，要么只能采样直流电流信号，即使能实现电压信号、电流信号的采样，也需要通过手动短接电阻或者是更换电路板来实现，应用不灵活，自适应性不强。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种直流电压和直流电流信号自适应采样电路及方法，用于解决现有技术中实现采样电压信号、电流信号需要手动短接电阻或者是更换电路板，自适应能力较差的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种直流电压和直流电流信号自适应采样电路，包括用于连接直流采样信号的采样支路，所述采样支路中串设有阻值可控的电阻器；所述采样支路的两端并联有采样处理电路；所述采样处理电路包括用于控制改变所述电阻器阻值的第一控制端。进一步的，该自适应采样电路还包括极性变换开关和防反接二极管，所述极性变换开关的一端用于连接直流采样信号，所述极性变换开关的另一端通过串设所述防反接二极管连接所述采样支路；所述采样处理电路还包括用于控制所述极性变换开关切换的第二控制端。进一步的，所述采样支路中还串设有第一控制开关，所述滤波采样电路还包括用于控制所述第一控制开关通断的第三控制端。进一步的，所述防反接二极管的两端并联有第二控制开关，所述采样处理电路还包括用于控制所述第二控制开关通断的第四控制端。进一步的，所述电阻器为数字电位器。进一步的，所述第一控制开关为第一继电器常闭触点开关，第二控制开关为第二继电器常开触点开关。本专利技术还提供了一种直流电压和直流电流信号自适应采样方法，包括以下步骤：控制改变电阻器的阻值，并检测该电阻器两端的电压是否发生变化；若发生变化，则判定直流采样信号为直流电流信号，将该电阻器的阻值调整到适合电流采样的阻值，并对该电阻器两端的电压进行采样；若未发生变化，则判定直流采样信号为直流电压信号，则对该电阻器两端的电压进行采样。进一步的，在控制改变电阻器的阻值前，还包括：检测用于采样连接直流采样信号的阻值可控的电阻器两端的电压是否为零；若该电阻器两端的电压为零，通过控制极性变换开关动作以变换电阻器两端的电压极性，再次检测该电阻器两端的电压是否为零；若该电阻器两端的电压不为零，则判定所述直流采样信号极性接反。进一步的，还包括若判定直流采样信号为直流电压信号，控制断开与该电阻器串联的第一控制开关以对采样信号进行电压采样。进一步的，所述电阻器为数字电位器。本专利技术的有益效果是：通过改变阻值可控的电阻器的阻值，并检测该电阻器两端的电压是否发生变化，若发生变化，则判定为直流电流信号，将该电阻器的阻值调整到适合电流采样的阻值，并对该电阻器两端的电压进行采样；若未发生变化，则判定为直流电压信号，则直接对该电阻器两端的电压进行采样；整个过程不需要人为参与，可自适应采集电压信号和电流信号，且整个采样电路结构简单，自动化程度较高。在进行采样之前，当用于连接直流采样信号的电阻器的阻值不为零的情况下，检测电阻器两端的电压是否为零，若为零，说明有可能是直流采样信号的极性接反；此时控制极性变换开关动作，再次检测采样电阻器两端的电压是否为零，若不为零，则判定为自适应采样电路的输入信号的极性接反；本专利技术可自动识别出采样输入信号是否反接，并在识别反接的过程中实现极性的纠正，因此在向采样电路接入直流采样信号时，无需考虑接入直流采样信号的极性问题。而且，在判定出直流采样信号为直流电压信号时，控制断开与电阻器串联的控制开关，直接对采样信号进行电压采样，有效避免了电阻器消耗电能以及影响采样信号准确性的现象。防反接二极管的两端并联有控制开关，在进行电压采样时，通过控制短路防反接二极管，避免了二极管对采样信号的影响，保证了采样信号的准确性。附图说明图1是直流电压和直流电流信号自适应采样电路的结构图。具体实施方式下面结合附图以及具体的实施例对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。本专利技术提供的直流电压和直流电流信号自适应采样电路的电路结构图如图1所示，包括极性变换开关K2和采样支路，极性变换开关K2的一端用于连接直流采样信号，极性变换开关K2的另一端连接采样支路；采样支路中串设有阻值可控的电阻器R1，采样支路的两端并联有采样处理电路；采样处理电路包括控制改变电阻器R1阻值的第一控制端以及控制极性变换开关K2切换的第二控制端。另外，在极性变换开关K2和采样支路之间还串联有防反接二极管D1。具体的，该极性变换开关K2为双刀双掷继电器开关，该开关的继电器的线圈J2设置在采样处理电路中，采样处理电路可以通过控制继电器的线圈J2得电和失电来控制K2的极性变换。当需要对某个直流采样电路进行采样时，只需要将上述自适应采样电路中的极性变换开关K2未使用的一端连接到直流采样电路的输出端DC+和DC-，自适应采样的工作原理如下：在正常工作过程中，在电阻器R1的阻值不为零的情况下，采样处理电路采集电阻器R1两端的电压，并判断该电压是否为零。若该电阻器两端的电压为零，可能是极性变换开关K2没有信号输入，也可能是输入信号的极性接反了。为了判断是否为输入信号的接线接反，采样处理电路控制极性变换开关K2动作以变换电阻器R1两端的电压极性，此时再次检测电阻器R1两端的电压是否为零。若电阻器R1两端的电压依然为零，说明K2没有直流采样信号输入；若电阻器R1两端的电压不为零，说明直流采样信号的极性接反。若在判定出K2没有直流采样信号接入的情况下，控制极性变换开关K2恢复为原来的接线方式，间隔一定时间重复上述步骤。在判定出直流采样信号的极性接反的情况下，由采样处理电路控制改变电阻器R1的阻值，并检测电阻器R1两端的电压变化情况。若电阻器R1两端的电压发生变化，则说明输入该采样电路的信号为直流电流信号；若电阻器R1两端的电压恒定不变或者是变化幅度在设定的范围内，则说明输入该采样电路的信号为直流电压信号。在判断出输入该采样电路的信号为直流电流信号时，由采样处理电路控制将R1调整到适合直流电流信号采样的电阻值固定下来，此时电阻器R1的作用是在输入信号为直流电流信号时为后级的采样处理电路提供合适的电压。当判断出输入该采样电路的信号为直流电压信号时，则直接对电阻器R1两端的电压进行采样，此时不需要调整R1的阻值大小。具体的，上述电阻器R1可以采用数字电位器，也可以采用其他阻值可控的电阻器件。在改变电阻器R1的阻值时，可以采用周期性地改变R1的阻值，此时若电阻器R1两端的电压也发生周期性变化时，说明输入该采样电路的信号为电流信号，否则说明输入该采样电路的信号为电压信号。当然也可以选择有一定时间间隔地改变电阻器R1的阻值，改变的次数可以为1次也可以是2、3、4次等。当只改变一次阻值时，可以选择较大的阻值改变幅度，以提高检测采样信号种类的准确性。另外，在判断出输入该采样电路的信号为直流电流信号时，需要将R1调整到适合直流电流信号采样的电阻值固定下来，该固定电阻值的大小可以根据采样处理电路的采样量程确定，保证采样处理电路所测得的电阻器R1两端的电压不超过采样处理电路的采样量程，且最好处于采样量程合理的位置处，例如采样量程的2/3位置处。上述的采样处理电路可以控制极性变换开关K2进行极性更本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流电压和直流电流信号自适应采样电路，其特征在于，包括用于连接直流采样信号的采样支路，所述采样支路中串设有阻值可控的电阻器；所述采样支路的两端并联有采样处理电路；所述采样处理电路包括用于控制改变所述电阻器阻值的第一控制端。

【技术特征摘要】
1.一种直流电压和直流电流信号自适应采样电路，其特征在于，包括用于连接直流采样信号的采样支路，所述采样支路中串设有阻值可控的电阻器；所述采样支路的两端并联有采样处理电路；所述采样处理电路包括用于控制改变所述电阻器阻值的第一控制端。2.根据权利要求1所述的直流电压和直流电流信号自适应采样电路，其特征在于，该自适应采样电路还包括极性变换开关和防反接二极管，所述极性变换开关的一端用于连接直流采样信号，所述极性变换开关的另一端通过串设所述防反接二极管连接所述采样支路；所述采样处理电路还包括用于控制所述极性变换开关切换的第二控制端。3.根据权利要求2所述的直流电压和直流电流信号自适应采样电路，其特征在于，所述采样支路中还串设有第一控制开关，所述滤波采样电路还包括用于控制所述第一控制开关通断的第三控制端。4.根据权利要求3所述的直流电压和直流电流信号自适应采样电路，其特征在于，所述防反接二极管的两端并联有第二控制开关，所述采样处理电路还包括用于控制所述第二控制开关通断的第四控制端。5.根据权利要求1-4中任一项所述的直流电压和直流电流信号自适应采样电路，其特征在于，所述电阻器为数字电位器。6.根据权利要求4所述的直流电压和直流电流信号自适应采样电路，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志鹏，王振华，周俊华，王全海，贺渊明，宋一丁，宋海飞，陈号，
申请(专利权)人：许继集团有限公司，许继电气股份有限公司，许昌许继软件技术有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：河南,41