一种基于高电压下微弱信号的测量装置制造方法及图纸

一种基于高电压下微弱信号的测量装置，涉及一种微弱信号检测技术，为了解决现有的高电压下微弱信号测量中容易导致皮安表过流烧毁以及现有的高电压下微弱信号测量装置抗干扰能力差的问题。本新型的继电器包括线圈L和常闭触点；输入的待测电流I依次经继电器的常闭触点以及保护电路的输入端后，再依次经由保护电路的输出端、采样电阻R2、皮安表PA与电源地相连；保护电路的输出端与采样电阻R2的公共端与滞回比较器的电压信号输入端相连，滞回比较器的电压信号输出端经线圈L与保护电压源相连。有益效果为抗干扰能力强，皮安表的安全性更高。

A Measuring Device Based on Weak Signal under High Voltage

【技术实现步骤摘要】
一种基于高电压下微弱信号的测量装置
本技术涉及一种微弱信号检测技术。
技术介绍
现有的高电压下微弱信号测量技术中，采用皮安表进行测量，但是，在高压测试时，不免会伴有浪涌电流以及过电压现象，容易导致皮安表过流烧毁，同时，由于输入电流为微弱信号，其电压传输的特性不理想，即输入电流的任何微小变化，都将引起输出电压的跃变，而微小变化多来源于外部干扰，因此，现有的高电压下微弱信号测量技术抗干扰能力差。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决现有的高电压下微弱信号测量中容易导致皮安表过流烧毁以及现有的高电压下微弱信号测量装置抗干扰能力差的问题，提出了一种基于高电压下微弱信号的测量装置。本技术所述的一种基于高电压下微弱信号的测量装置包括继电器、保护电路、采样电阻R2、滞回比较器和皮安表PA；继电器包括线圈L和常闭触点；输入的待测电流I依次经继电器的常闭触点以及保护电路的输入端后，再依次经由保护电路的输出端、采样电阻R2、皮安表PA与电源地相连；保护电路的输出端与采样电阻R2的公共端与滞回比较器的电压信号输入端相连，滞回比较器的电压信号输出端经线圈L与保护电压源相连。本技术所述的微弱信号的测量装置在输入的待测电流I经过保护电路后，以电压信号Ui的形式输入到滞回比较器，当该输入信号Ui小于滞回比较器的门限电压时，滞回比较器输出高电平，该高电平的电压与保护电压源的电压相同，因此，线圈L无电流流过，继电器的常闭触点无动作；当输入信号Ui大于或等于滞回比较器的门限电压时，滞回比较器输出低电平，从而线圈L回路接通，产生电流流过，继电器的常闭触点断开，所以整个电路马上断开，起到了对皮安表PA的保护作用；同时，在高压测量时，保护电路起到了吸收浪涌电流的作用，从而避免浪涌电流作为信号的一部分传入皮安表PA，更好的保护皮安表PA的安全。本技术的有益效果是滞回比较器本身具有滞回特性，即有保持性，因而具有一定的抗干扰能力；同时，继电器的使用，使得在待测电流I过大时，其常闭触点自动断开，很好的保证了皮安表PA的安全，并且，保护电路起到了吸收浪涌电流的作用，从而避免浪涌电流作为信号的一部分传入皮安表PA，更好的保护皮安表PA的安全。附图说明图1为具体实施方式一所述的一种基于高电压下微弱信号的测量装置的原理电路图；图2为具体实施方式一中滞回比较器的电压传输特性示意图；其中，Ui为滞回比较器的输入端电压；U0为滞回比较器的输出端电压；Ut为滞回比较器的门限正电压，即，在待测电流I为正时，Ut为滞回比较器的阈值；-Ut为滞回比较器的门限负电压，即，在待测电流I为负时，-Ut为滞回比较器的阈值；图3为具体实施方式三中LM393芯片的管脚图。具体实施方式具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述的一种基于高电压下微弱信号的测量装置包括继电器、保护电路、采样电阻R2、滞回比较器和皮安表PA；继电器包括线圈L和常闭触点；输入的待测电流I依次经继电器的常闭触点以及保护电路的输入端后，再依次经由保护电路的输出端、采样电阻R2、皮安表PA与电源地相连；保护电路的输出端与采样电阻R2的公共端与滞回比较器的电压信号输入端相连，滞回比较器的电压信号输出端经线圈L与保护电压源相连。在本实施方式中，滞回比较器通过设置自身需要的门限电压进而控制单限比较器的阈值大小，由于是作为微弱信号测量，所以对比较器的抗干扰能力需要较好要求，单限滞回比较器恰恰满足了所需要的要求，在单限比较器中，输入电压在阈值电压附近的任何微小的变化，都将会引起输出电压的跃变，无论这种微小变化是来源于输入信号还是外部干扰；滞回比较器具有滞回特性，即有保持性，因而也就具有一定的抗干扰能力；当滞回比较器的输入信号Ui小于设置的门限电压时，其输出高电平，从而继电器线圈中无电流流过从而触点不动作，电路处于测量采样状态，而当滞回比较器的输入信号Ui大于或等于门限电压时，滞回比较器马上输出低电平，从而继电器线圈回路接通，产生电流流过，常闭触点断开，所以整个电路马上断开，起到保护下一级电路的作用；在高压测试时，不免会伴有浪涌电流以及过电压现象，比较器前置的保护电路很好的将浪涌电流吸收掉，而不会作为信号一部分传入到信号采集部分，所以很好的保护了皮安表PA的安全。滞回比较器的电压传输特性见附图图2；保护电压源的输出电压为5V。具体实施方式二：本实施方式是对具体实施方式一所述的一种基于高电压下微弱信号的测量装置进一步限定，在本实施方式中，所述滞回比较器包括运算放大器OP1、电阻R3、电阻R4、电阻R5和双向稳压管D1；所述运算放大器OP1的同相输入端为该滞回比较器的电压信号输入端；运算放大器OP1的反相输入端同时与电阻R3的一端以及电阻R4的一端相连；电阻R3的另一端接电源地；运算放大器OP1的输出端与电阻R5的一端相连；电阻R5的另一端同时与电阻R4的另一端以及双向稳压管D1的一端相连，三者的公共端为该滞回比较器的电压信号输出端；双向稳压管D1的另一端接地。在本实施方式中，运算放大器OP1的引入，使得电压信号输出端Uo的转化速度更加迅速，从而可以获得更加理想的电压传输特性；电阻R3和电阻R4为两个阈值电压调节电阻。具体实施方式三：结合图3说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的一种基于高电压下微弱信号的测量装置进一步限定，在本实施方式中，所述运算放大器OP1采用LM393芯片实现。在本实施方式中，LM393芯片的管脚图如附图图3所示，其引脚功能的排列表见表1；表1LM393芯片引脚功能排列表引出端序号功能符号引出端序号功能符号1输出端1OUT15同向输入端2IN+(2)2反向输入端1IN-(1)6反向输入端2IN-(2)3同向输入端1IN+(1)7输出端2OUT24地GND8电源VCC根据图3和表1可知，若LM393芯片的1号引脚为运算放大器OP1的电压信号输出端，则，LM393芯片的2号引脚为运算放大器OP1的反相输入端，LM393芯片的3号引脚为运算放大器OP1的同相输入端；若LM393芯片的7号引脚为运算放大器OP1的电压信号输出端，则，LM393芯片的6号引脚为运算放大器OP1的反相输入端，LM393芯片的5号引脚为运算放大器OP1的同相输入端。具体实施方式四：本实施方式是对具体实施方式一所述的一种基于高电压下微弱信号的测量装置进一步限定，在本实施方式中，所述保护电路包括二极管D3、二极管D4和保护电阻R1；所述保护电阻R1的一端同时与二极管D3的阴极以及二极管D4的阳极相连，三者的公共端为保护电路的输入端；二极管D3的阳极同时与二极管D4的阴极相连并接电源地；所述保护电阻R1的另一端为保护电路的输出端。在本实施方式中，二极管D3和二极管D4的型号均为HER308；在比较器的输出端增加了二极管D3和反向设置的二极管D4以及护电阻R1构成的限幅保护电路，从而可以获得更加合适和稳定的高、低电平值；检测到的皮安级信号准确，并且很好的在高压测量下保护了测量装置和测量电路。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于高电压下微弱信号的测量装置，其特征在于，所述微弱信号的测量装置包括继电器、保护电路、采样电阻R2、滞回比较器和皮安表PA；继电器包括线圈L和常闭触点；输入的待测电流I依次经继电器的常闭触点以及保护电路的输入端后，再依次经由保护电路的输出端、采样电阻R2、皮安表PA与电源地相连；保护电路的输出端与采样电阻R2的公共端与滞回比较器的电压信号输入端相连，滞回比较器的电压信号输出端经线圈L与保护电压源相连。

【技术特征摘要】
1.一种基于高电压下微弱信号的测量装置，其特征在于，所述微弱信号的测量装置包括继电器、保护电路、采样电阻R2、滞回比较器和皮安表PA；继电器包括线圈L和常闭触点；输入的待测电流I依次经继电器的常闭触点以及保护电路的输入端后，再依次经由保护电路的输出端、采样电阻R2、皮安表PA与电源地相连；保护电路的输出端与采样电阻R2的公共端与滞回比较器的电压信号输入端相连，滞回比较器的电压信号输出端经线圈L与保护电压源相连。2.根据权利要求1所述的一种基于高电压下微弱信号的测量装置，其特征在于，所述滞回比较器包括运算放大器OP1、电阻R3、电阻R4、电阻R5和双向稳压管D1；所述运算放大器OP1的同相输入端为该滞回比较器的电压信号输入端；运算放大器OP1的反相输入端同时与电阻R3的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：王暄，张鹏，周立伟，冉祥云，李大伟，
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