智能电力谐波分析仪制造技术

本实用新型专利技术为一种智能电力谐波分析仪，是一种对电力系统中的频率成分和干扰信号进行分析、测量的仪器。它包括至少一组电压及电流采样电路，电压采样电路的输出端、电流采样电路通过交电流信号转换为电压信号的调理电路与各自的选择开关连接，选择开关的输出端经Ａ／Ｄ转换电路接采样保持电路和ＣＰＵ，ＣＰＵ的各条控制线分别接采样保持电路、选择开关及Ａ／Ｄ转换电路的控制端。本实用新型专利技术利用了现代的微控制器技术，通过并行或串行连接电缆连接ＰＣ机，ＰＣ机完成数据二次处理、运算，并显示更加直观的波形和表格，完成打印、存档功能。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术为一种智能电力谐波分析仪，是一种对电力系统中的频率成分和干扰信号进行分析、测量的仪器。在电力系统中有许多负载在其运行中会产生谐波，如变频器、变频空调器、节能灯、镇流器等，这些谐波会对整个电力系统产生影响，即产生干扰或者说是污染。因此，目前对各种电器产品质量进行检验时往往要检验其产生谐波大小的情况。在测量时要求取样精确，频带宽、速度快、范围大、运算能力强，而以往的测量分析没有专用设备，需要多种复杂精密的仪器(如示波器、频谱仪、频率计等)组合、连接，并要对大量数据计算分析，才能得出数据和图形。要达到上述要求费用昂贵，烦琐，工作难度大，有极大的局限性。本技术是为了实现对干扰揩波的测试及监视而设计的一种成本较低、操作简单、速度快、运算能力强的智能电力谐波分析仪。本技术包括至少一组电压及电流采样电路，电压采样电路的输出端、电流采样电路通过交电流信号转换为电压信号的调理电路与各自的选择开关连接，选择开关的输出端经A/D转换电路接采样保持电路和CPU，CPU的各条控制线分别接采样保持电路、选择开关及A/D转换电路的控制端。本技术利用了现代的微控制器技术。它首先利用采样电路取得电压和电流信号，将电路信号经调理电路转换为能进行A/D转换的电压信号，上述的信号可为一组或一个。当只有一个电压信号和一个电流信号时将其直接送至A/D转换电路然后经采样保持电路存储，这些信号送CPU处理后由显示器等输出。CPU的控制线控制由采样保持电路存储的信号输送给CPU的时间。如果有一组采样电路，应在采样电路与A/D转换电路之间加装选择开关，选择开关、采样保持电路及A/D转换电路由CPU进行时序及地址控制，对不同采样电路取得的信号选通，从而进行分时处理。CPU通过并行或串行连接电缆连接PC机，PC机完成数据二次处理、运算，并显示更加直观的波形和表格，完成打印、存档功能。为避免采样电路取得的信号中有杂波，可在采样保持电路与CPU之间有抗干扰电路。而抗干扰电路可为接于各路数据线中的一组光电耦合芯片。而为保证CPU输出的信号不受杂波干扰，本技术在CPU的控制线与采样保持电路、选择开关、A/D转换电路之间也安装了抗干扰电路。同时，这里的抗干扰电路也可采用一组光电耦合芯片。在本技术中，每个信号调理电路可为下列形式它包括四个运放集成块，其中，F1、F2的负极通过一电阻连接，并分别通过电阻R108和R110接各自的输出端；F1的输出端通过R105接F3的负极，并通过电阻R106接F3的输出端及F4的正极；F2的输出端通过R111接F3的正极，并通过R112接地；F4的负极通过电阻R113接地，并通过R114接F4的输出端；F3、F4的输出端分别通过电阻R107和R109接选择开关的两个输入端。而本技术地址信号的产生采用了下列电路CPU的两条控制信号线通过两个4040集成块IC109、IC110接采样保持电路的地址线；其中一条控制线接两个4040集成块的第11脚，另一控制线接IC110的第10脚，IC110的第1脚接IC109的第10脚。此外，为保护本技术中的各部分电路，防止采样得到强信号的冲击，在本技术的电压采样电路、电流采样电路经信号调理电路后还加装了限幅电路分别有限幅电路，每个限幅电路由正反接的两个稳压管组成。为了采样精确，采样电路一般为电阻采样电路，以便提高采样精度和采样信号的带宽以利于对信号进行频谱分析。为了兼顾测量低频信号，可另外设置一个辅助采样电路，它包括由电压互感器及电流互感器构成的采样电路，各采样电路的输出端接限幅电路，再依次经过采样保持电路、A/D转换接辅助CPU，辅助CPU的数据端口及控制端口与CPU连接。在辅助采样电路中采用普通互感器的形式，它利于提高低频测量数据的刷新速度，采样速度较快，能够对前面的采样数据进行补充。以下结合附图对本技术的实施例做详细说明。附图说明图1为本技术实施例的方框图；图2为图1中电阻采样电路、调理电路、选择开关、限幅电路、A/D转换电路的线路图；图3为图1中采样保持电路及输入抗干扰电路的线路图；图4为图1中输出抗干扰电路、控制线路、CPU及其输出部分的线路图；图5为图1中以辅助CPU为核心的辅助采样电路的线路图；如图1所示，本实施例由主采样及其信号处理电路以及辅助采样及信号处理电路组成。其中，主采样电路包括两个电压采样电路和两个电流采样电路，它们均采用电阻采样的结构形式。由图2可以看出，每一个电流采样电路的输出端接其调理电路，该电路由四个运放集成块组成F1、F2的负极通过一电阻连接，并分别通过电阻R108和R110接各自的输出端；F1的输出端通过R105接F3的负极，并通过电阻R106接F3的输出端及F4的正极；F2的输出端通过R111接F3的正极，并通过R112接地；F4的负极通过电阻R113接地，并通过R114接F4的输出端；F3、F4的输出端分别通过电阻R107和R109接选择开关的两个输入端。电压采样电路的输出端及各调理电路的输出端接选择开关集成块4052，由它对电压采样信号及电流采样信号分别进行选择，其输出端输出被选择的一个电压信号和一个反映电流信号情况的电压信号。集成块4052的输出端经稳压管D1-D4限幅后与A/D转换电路的输入端连接，A/D转换电路的输出端存储器和锁存器即采样保持电路。如图3所示，采样保持电路的每条信号输出线经过一个光电耦合芯片进行抗干扰处理后接CPU的数据输入端。如图4所示，CPU的输出电路一般CPU的输出相同，如其显示电路、打印端口等，这里不再赘述。CPU的两条控制信号线通过两个4040集成块IC109、IC110接采样保持电路的地址线其中一条控制线接两个4040集成块的第11脚，另一控制线接IC110的第10脚，IC110的第1脚接IC109的第10脚。如图5所示，辅助采样及信号处理电路包括三个电压互感器和三个电流互感器，它们分别用于电压采样和电流采样，它们分别通过限幅电路接各自的LM398集成块用于采样保持，各集成块的输出端接带有A/D转换电路的中央控制器集成块，该CPU为辅助CPU，辅助CPU的数据线接CPU的数据输入端口，CPU的控制信号输出端接辅助CPU的控制端口。CPU通过并行或串行连接电缆连接PC机，PC机完成数据二次处理、运算，并显示更加直观的波形和表格，完成打印、存档功能。权利要求1.一种智能电力谐波分析仪，其特征是它包括至少一组电压及电流采样电路，电压采样电路的输出端、电流采样电路通过交电流信号转换为电压信号的调理电路与各自的选择开关连接，选择开关的输出端经A/D转换电路接采样保持电路和CPU，CPU的各条控制线分别接采样保持电路、选择开关及A/D转换电路的控制端。2.根据权利要求1所述的智能电力谐波分析仪，其特征是采样保持电路与CPU之间有抗干扰电路。3.根据权利要求2所述的智能电力谐波分析仪，其特征是所说的抗干扰电路为接于各路数据线中的一组光电耦合芯片。4.根据权利要求1或2或3所述的智能电力谐波分析仪，其特征是CPU的控制线与采样保持电路、选择开关、A/D转换电路之间有抗干扰电路。5.根据权利要求4所述的智能电力谐波分析仪，其特征是所说的抗干扰电路为一组光电耦合芯片。6.根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能电力谐波分析仪，其特征是：它包括至少一组电压及电流采样电路，电压采样电路的输出端、电流采样电路通过交电流信号转换为电压信号的调理电路与各自的选择开关连接，选择开关的输出端经Ａ／Ｄ转换电路接采样保持电路和ＣＰＵ，ＣＰＵ的各条控制线分别接采样保持电路、选择开关及Ａ／Ｄ转换电路的控制端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李辉，
申请(专利权)人：山东艾诺仪器有限公司，
类型：实用新型
国别省市：37[中国|山东]