一种基于嵌入式的电能参数检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术为社会提供一种基于嵌入式的电能参数检测装置，其技术要点在于：控制模块、电压隔离模块、电流隔离模块、放大模块、滤波模块、模数转换模块、存储模块、通信模块、显示模块、系统供电模块。本实用新型专利技术可用来检测电能参数，通过实时对电能的各项参数进行检测，在显示模块更直观的显示电压的波形以及谐波频谱图。与传统的电能参数检测方式相比，本实用新型专利技术数据存储能力强，能够及时地存储历史数据，满足后期对原始数据的分析要求。此外，由于本实用新型专利技术仅采用控制模块、电压、电流隔离模块、放大模块、滤波模块、模数转换模块等电路模块作为执行部件，降低成本，结构简单，便于使用和后期维护。

An electric energy parameter detection device based on Embedded System

The utility model provides a kind of electrical energy parameter detection device based on embedded system for the society. Its main technical points are: control module, voltage isolation module, current isolation module, amplifier module, filter module, analog digital conversion module, storage module, communication module, display module and system power supply module. The utility model can be used to detect electric energy parameters, detect all the parameters of the electric energy in real time, and display the waveform of the voltage and the harmonic spectrum more intuitively in the display module. Compared with the traditional power parameter detection method, the utility model has strong data storage capacity, can store historical data in time, and meet the analysis requirements of the original data in the later period. In addition, the utility model only uses control module, voltage, current isolation module, amplifier module, filter module, analog digital conversion module and other circuit modules as executive components, reducing cost, simple structure, easy to use and later maintenance.

【技术实现步骤摘要】
一种基于嵌入式的电能参数检测装置
：本技术涉及嵌入式的
，具体涉及一种基于嵌入式的电能参数检测装置。
技术介绍
：随着电能越来越广泛地应用于国民经济各部门，电能参数问题也愈来愈严重。欧洲研究所在2001年组织对八个国家的一千四百个地区进行的一项调查表明，约有5%-25%的地区存在电能参数的问题，实际可能更高，在上述三分之二的地区几乎每个月都会发生电能参数问题，在西班牙的三分之一地区几乎每周都会发生电能参数问题。造成这样现象一方面由于大量不对称、非线性负载的应用，另一方面由于计算机系统和基于微电子技术控制的自动化生产线以及新兴产业、微电子制造业等产业的快速发展，而这些产业对电能参数的要求和敏感程度比一般的电力设备要高得多。一些对电能参数敏感的设备在电能参数问题严重的情况下就不能正常工作，这会造成巨大的损失，这些损失主要包括电能的大量损耗、设备的无端损坏、人员的闲置、商业信誉的损失、用户恢复生产过程中可能失去的市场份额和失去的商业客户等隐性成本。对于一个半导体制造设备，几秒的电压暂降就可能造成设备毁坏或者生产出的产品不合格，造成380万欧元的损失，差的电能参数可以使一台电信设施每分钟损耗3万欧元。有调查表明，对于高新技术产业，不到100ms的电压中断或暂降造成的损失，有可能和供电电压中断十几分钟造成的损失一样，在美国每年因为电能参数问题导致的直接损失和间接损失高达几百亿美元。目前，由于电能参数问题引起的事故和纠纷越来越多，电能参数的检测管理和电力污染的治理也显得愈来愈重要，电能参数问题已经引起越来越多科学家和电力工作者的重视，提高和改善电能参数的新技术已经成为近年来的研究热点。电能参数检测是获得原始测量数据的最初节点，是采集有用信息的过程，建立完善的电能参数检测系统对整个电力系统电能参数的管理和改善都具有非常积极的意义。
技术实现思路
：本技术为克服上述问题，提供了一种基于嵌入式的电能参数检测装置，该检测装置设计基于嵌入式微处理器，相比于传统的检测装置具有精度高、数据存储能力强、各功能较完善、成本低、结构简单且具有友好的界面及良好的操作体验。本技术的电能参数检测装置，为实现上述目的所采用的技术方案在于：控制模块、电压隔离模块、电流隔离模块、放大模块、滤波模块、模数转换模块、存储模块、通信模块、显示模块、系统供电模块，所述的系统供电模块分别为整个系统的各个模块供电，控制模块分别连接显示模块的输入端、存储模块的输入端、显示模块的输入端和模数转换模块的输出端，控制模块通过通信模块连接上位机。作为本技术的进一步改进，所述控制模块为S3C2440A的嵌入式微处理器，由S3C2440A的嵌入式微处理器来实现控制功能。作为本技术的进一步改进，所述存储模块为SDcard，用来存储各个参数，以方便查历史记录。作为本技术的进一步改进，所述通信模块为RS232串口通讯和USB接口，用来把数据传输给上位机，同时可以将各个参数传送到控制器，再由控制器传输给显示模块。作为本技术的进一步改进，所述显示模块为LCD触摸显示屏，用来将各个参数和电压电流波形显示出去。作为本技术的进一步改进，所述系统供电模块为交流转直流电源VA60B-240250，为整个系统的各个模块提供电源。本技术的有益效果是：通过本技术可用来检测电能的参数，通过实时对电能的各项参数进行检测，在显示模块更直观的显示电压的波形以及谐波频谱图。与传统的电能参数检测方式相比，本技术数据存储能力强，能够及时地存储历史数据，满足后期对原始数据的分析要求。此外，由于本技术仅采用控制模块、电压、电流隔离模块、放大模块、滤波模块、模数转换模块等电路模块作为执行部件，降低成本，结构简单，便于使用和后期维护。附图说明：图1是本技术的原理框图；图2是本技术的具体芯片原理框图；图3是本技术的具体装置的三相电压显示波形；图4是本技术的具体装置电网谐波显示波形；具体实施方式：参照图1，该电能参数的检测装置，包括控制模块1、电压隔离模块2、电流隔离模块3、放大模块4、滤波模块5、模数转换模块6、存储模块7、通信模块8、显示模块9、系统供电模块10，所述的系统供电模块10分别为整个系统的各个模块供电，控制模块1分别连接显示模块9的输入端、存储模块7的输入端、显示模块9的输入端和模数转换模块6的输出端，控制模块1通过通信模块8连接上位机。所述控制模块1为所述控制模块为S3C2440A的嵌入式微处理器；所述电压隔离电路2为低成本精密隔离运算放大器ISO124型电压隔离模块，用于将高电压信号转换成小电压信号，四路电压信号输入后首先经过精密电阻分压，然后送入隔离芯片进行隔离，输出后在送入放大模块4中；所述电流隔离模块3为钳形电流传感器CA9660型电流隔离模块，用于将大电流信号准换成小电流信号，四路电流信号通过电流传感器进行不接触式测量，输出后送入放大模块4；所述放大模块4为低噪声芯片AD8250型放大模块，用于将低频信号放大为易于处理的信号电平，电压隔离模块2和电流隔离模块3输出端输出的信号经过RC差模噪声滤波器后送入放大模块4，经不同的增益放大后输出至滤波模块5；所述滤波模块5为十阶椭圆型开关电容低通滤波芯片LTC1569-6型滤波模块，用于过滤掉高次的谐波干扰，对放大模块4的输出信号进行过滤，输出信号进入模数转换模块6；所述模数转换模块6为AD7606型模数转换模块，用于将模拟信号与数字信号相互转换，输出信号传送至控制模块1；所述存储模块7为SDcard型存储模块，存储模块7的输入端与控制模块1的输出端相连，存储装置运行中的数据；所述通信模块8为RS232串口通讯和USB接口，控制模块1的输出端与通信模块8的输入端相连，用于数据传输给上位机；所述显示模块9为LCD触摸显示屏，显示模块9的输入端与控制模块1的输出端相连；所述系统供电模块10为交流转直流电源VA60B-240250，用于给电压隔离模块2、电流隔离模块3、放大模块4、滤波模块5、模数转换模块6、控制模块1、通信模块8以及显示模块9供电。具体芯片之间的连接如图2所示，ARMS3C2440作为处理电路的核心，是数据处理、参数计算、波形显示和数据存储的关键。主要作用是通过外部中断信号计算出电网频率后，得出采样间隔计数值以此来控制AD7606的启动信号和完成对电压电流信号的采集，由此计算出电能的各项参数，然后控制LCD显示模块将各个参数和电压电流波形显示出去，并且将数据存储到SD卡中。选取一个三相调压器和函数发生器与本技术的电能参数检测装置相连，通过三相调压器改变输入至本装置的电压信号，在本技术的显示模块中显示电压波形图如图3所示，通过函数发生器产生方波信号，在本技术的显示模块中显示谐波频谱图如图4所示。与传统的电能参数检测方式相比，本技术数据存储能力强，能够及时地存储历史数据，满足后期对原始数据的分析要求。此外，由于本技术仅采用控制模块、电压、电流隔离模块、放大模块、滤波模块、模数转换模块等电路模块作为执行部件，降低成本，结构简单，便于使用和后期维护。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于嵌入式的电能参数检测装置，其特征在于，它包括控制模块（1）、电压隔离模块（2）、电流隔离模块（3）、放大模块（4）、滤波模块（5）、模数转换模块（6）、存储模块（7）、通信模块（8）、显示模块（9）、系统供电模块（10）；电压隔离模块（2）用于将高电压信号转换成小电压信号，四路电压信号输入后首先经过精密电阻分压，然后送入隔离芯片进行隔离，输出后在送入放大模块（4）中；电流隔离模块（3）用于将大电流信号准换成小电流信号，四路电流信号通过电流传感器进行不接触式测量，输出后送入放大模块（4）；放大模块（4）用于将低频信号放大为易于处理的信号电平，电压隔离模块（2）和电流隔离模块（3）输出端输出的信号经过RC差模噪声滤波器后送入放大模块（4），经不同的增益放大后输出至滤波模块（5）；滤波模块（5）用于对放大模块（4）的输出信号进行过滤，用于过滤掉信号中高次的谐波干扰后进入模数转换模块（6）；模数转换模块（6）用于将模拟信号与数字信号相互转换，输出信号传送至控制模块（1）；存储模块（7）的输入端与控制模块（1）的输出端相连，存储装置运行中的数据；控制模块（1）的输出端与通信模块（8）的输入端相连，用于数据传输给上位机；显示模块（9）的输入端与控制模块（1）的输出端相连；系统供电模块（10）用于给电压隔离模块（2）、电流隔离模块（3）、放大模块（4）、滤波模块（5）、模数转换模块（6）、控制模块（1）、通信模块（8）以及显示模块（9）供电。...

【技术特征摘要】
1.一种基于嵌入式的电能参数检测装置，其特征在于，它包括控制模块（1）、电压隔离模块（2）、电流隔离模块（3）、放大模块（4）、滤波模块（5）、模数转换模块（6）、存储模块（7）、通信模块（8）、显示模块（9）、系统供电模块（10）；电压隔离模块（2）用于将高电压信号转换成小电压信号，四路电压信号输入后首先经过精密电阻分压，然后送入隔离芯片进行隔离，输出后在送入放大模块（4）中；电流隔离模块（3）用于将大电流信号准换成小电流信号，四路电流信号通过电流传感器进行不接触式测量，输出后送入放大模块（4）；放大模块（4）用于将低频信号放大为易于处理的信号电平，电压隔离模块（2）和电流隔离模块（3）输出端输出的信号经过RC差模噪声滤波器后送入放大模块（4），经不同的增益放大后输出至滤波模块（5）；滤波模块（5）用于对放大模块（4）的输出信号进行过滤，用于过滤掉信号中高次的谐波干扰后进入模数转换模块（6）；模数转换模块（6）用于将模拟信号与数字信号相互转换，输出信号传送至控制模块（1）；存储模块（7）的输入端与控制模块（1）的输出端相连，存储装置运行中的数据；控制模块（1）的输出端与通信模块（8）的输入端相连，用于数据传输给上位机；显示模块（9）的输入端与控制模块（1）的输出端相连；系统供电模块（10）用于给电压隔离模块（2）、电流隔离模块（3）、放大模块（4）、滤波模块（5）、模数转换模块（6）、控制模块（1）、通信模块（8）以及显示模块（9）供电。2.根据权利要求1所述一种基于嵌入式的电能参数检测装置，其特征是控制模块（1）采用型号为S3C2440A的一款基于ARM920t内核的16/32位RISC的嵌入式微处理来实现；S3C2...

【专利技术属性】
技术研发人员：管宇，王语然，关慧媛，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：新型
国别省市：黑龙江,23