一种基于自适应比对分析技术的采集单元检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于自适应比对分析技术的采集单元检测装置，包括FPGA模块、ARM模块、光纤采样接收模块、光纤同步发送模块、DA输出模块、AD采样模块和以太网收发模块，光纤采样接收模块、光纤同步发送模块、DA输出模块和AD采样模块连接到FPGA模块，FPGA模块连接到ARM模块，ARM模块连接有人机交互模块和通过以太网收发模块连接有调试接口RJ45。本实用新型专利技术采集单元独立闭环测试，检测装置可直接向采集单元输出标准微分模拟信号，同时接收采集单元输出的数字化采样信号，可实现采集单元的精确闭环比对测试，检测结果更可靠。

A detection device of acquisition unit based on adaptive comparative analysis technology

【技术实现步骤摘要】
一种基于自适应比对分析技术的采集单元检测装置
本技术属于电力系统数字化变电站领域，尤其涉及一种基于自适应比对分析技术的采集单元检测装置。
技术介绍
电子式互感器体积小、重量轻、无磁饱和、无二次开路，可方便地与一次高压开关设备组合安装，有效提高了设备集成度，减少用地、安装运输方便，具有广阔的市场应用前景。电子式互感器由传感线圈和采集单元组成，一次系统的电流、电压信号经互感器本体线圈传变后，转换为二次小模拟量信号，由就地采集单元采集并转换为数字量采样信号，通过光纤输出至后端。采集单元是电子式互感器的核心电气部件，其传变特性的优劣直接决定了电子式互感器的采样精度。目前采集单元的专用检测装置较少，主要采用电子式互感器开环测试技术。如图1所示，由标准电流/电压源输出一次大电流/大电压模拟量信号，接入电子式互感器的传感线圈，转换为二次小电压信号，然后输入电子式互感器的采集单元，再转换为数字化采样值输出至外部的电子式互感器测试仪。测试仪基于标准信号比对测试电子式互感器的采样输出特性，获取电子式互感器的整体（传感线圈与采集单元）精度指标。现有检测技术在测试准确性与测试方法方面均存在不足。首先，采用开环测试技术，用测试仪接收的试品信号与外部标准信号手动进行比对，对外部标准源输出的精度及稳定度要求较高，测试结果误差也较大；其次，被测试品包含了电子式互感器传感线圈和采集单元，测试结果放映了两者的复合误差，无法准确的表征采集单元自身的特性；特别的，电子式互感器输出的数字化采样协议尚未统一，各厂家生产的电子式互感器采集单元输出采样值在传输波特率、采样率、编码方式以及应用层帧格式下都有区别，如何高效自适应的接收采集单元输出的采样值，也是采集单元检测技术的实现难点。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是：提供一种基于自适应比对分析技术的采集单元检测装置，解决目前电子式互感器采集单元检测装置的不足、针对现有开环检测技术对标准源要求较高、测试结果误差较大、无法独立测试采集单元特性、不具备自适应采样接入等问题。本技术采取的技术方案为：一种基于自适应比对分析技术的采集单元检测装置，包括FPGA模块、ARM模块、光纤采样接收模块、光纤同步发送模块、DA输出模块、AD采样模块和以太网收发模块，光纤采样接收模块、光纤同步发送模块、DA输出模块和AD采样模块连接到FPGA模块，FPGA模块连接到ARM模块，ARM模块连接有人机交互模块和通过以太网收发模块连接有调试接口RJ45，FPGA模块用于底层模块并行驱动，实时接收或发送测试数据；ARM模块用于数据处理分析及人机交互；光纤采样接收模块用于接收被测采集单元输出的数字化采样值；光纤同步发送模块用于向采集单元发送同步信号；DA输出模块用于发送标准源小电压模拟量；AD采样模块用于实时回采标准源模拟量。本技术的有益效果：与现有技术相比，本技术采集单元独立闭环测试，检测装置可直接向采集单元输出标准微分模拟信号，同时接收采集单元输出的数字化采样信号，可实现采集单元的精确闭环比对测试，检测结果更可靠。附图说明图1是电子式互感器开环测试系统；图2是采集单元自适应检测步骤；图3是采集单元检测装置原理连接示意图。具体实施方式下面结合附图及具体的实施例对本技术进行进一步介绍。实施例1：如图2-图3所示，一种基于自适应比对分析技术的采集单元检测装置，包括FPGA模块、ARM模块、光纤采样接收模块、光纤同步发送模块、DA输出模块、AD采样模块和以太网收发模块，光纤采样接收模块、光纤同步发送模块、DA输出模块和AD采样模块连接到FPGA模块，FPGA模块连接到ARM模块，ARM模块连接有人机交互模块和通过以太网收发模块连接有调试接口RJ45，FPGA模块用于底层模块并行驱动，实时接收或发送测试数据；ARM模块用于数据处理分析及人机交互；光纤采样接收模块用于接收被测采集单元输出的数字化采样值；光纤同步发送模块用于向采集单元发送同步信号；DA输出模块用于发送标准源小电压模拟量；AD采样模块用于实时回采标准源模拟量。1、FPGA模块：FPGA模块的处理器采用Xilinx的Spartan-6系列产品XC6SLX150，基于45nm低功耗工艺，包含有147443个逻辑单元，4824Kb的BlockRAM专用存储器和6个CMT时钟管理模块，资源丰富，运行速度快，实现了性价比与功耗的完美平衡。利用FPGA的并行信号处理能力和实时性，控制光纤接收模块获取被测采集单元输出数字化采样；控制光纤发送模块输出同步脉冲信号至采集单元（检测依赖同步信号工作的采集单元时）；控制DA模块输出标准源模拟量信号；控制AD模块回采标准源模拟量信号；同时与ARM交互测试数据。2、ARM模块：ARM模块采用NXP的i.MX6系列处理器，基于Cortex-A9内核架构，包含一个四核平台，运行频率最高可达1.2GHz，配备1MBL2缓存、图形硬件加速和64位DDR3或2通道、32位LPDDR2支持。该平台了集成了FlexCAN和MLB总线、PCIExpress和SATA-2，提供卓越的连接性，同时还集成了双通道MIPI显示屏接口、MIPI摄像头接口和HDMIv1.4，非常适合用于自动化工业应用。ARM模块与FPGA交互测试数据，控制测试流程并分析检测数据；同时通过以太网、液晶和键盘与外部实现人机交互，获取配置参数，输出检测结果。3、光纤采样接收模块：光纤采样接收模块采用Avago公司的AFBR2418TZ串行光纤接收器，具备高速光信号接收能力。AFBR2418TZ光纤接收器件采用ST接口，工作温度-40至85度，接收数据波长865nm，接收数据速率最大50MBd，具备良好的数据兼容性。光纤采样接收模块负责接收被测采集单元输出的数字化采样值，将光纤信号转换为电平信号后输入FPGA，由FPGA完成后续采样值协议解码和校验。4、光纤同步发送模块：光纤同步发送模块采用Avago公司的HFBR1414串行光纤发送器，具备高速光信号发送能力，可满足多数波特率下的串行数据发送需求。HFBR1414光纤发送器件采用Tube封装方式的ST接口，工作温度-40至85度，最大上升时间:6.5ns，最大下降时间:6.5ns，脉冲宽度失真:7.56ns。光纤同步发送模块可输出B码或秒脉冲同步信号，当被测采集单元需要外部同步信号触发采样工作时，可做为外部同步源使用。5、DA输出模块：本模块采用四通道、16位、串行输入、双极性电压输出DACAD5764，可提供高精度、双极性数据转换。它利用精密基准电压源ADR02在整个工作温度范围内实现最佳DAC性能。该16位精密DAC所需的外部器件只有基准电压源、电源引脚和基准输入上的去耦电容以及可选的短路电流设置电阻，从而可节省成本和电路板空间。本电路非常适合闭环伺服控制和开环控制应用。AD5764是一款高性能数模转换器，可保证单调性，积分非线性(INL)误差为±1LSB（本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于自适应比对分析技术的采集单元检测装置，其特征在于：包括FPGA模块、ARM模块、光纤采样接收模块、光纤同步发送模块、DA输出模块、AD采样模块和以太网收发模块，光纤采样接收模块、光纤同步发送模块、DA输出模块和AD采样模块连接到FPGA模块，FPGA模块连接到ARM模块，ARM模块连接有人机交互模块和通过以太网收发模块连接有调试接口RJ45，FPGA模块用于底层模块并行驱动，实时接收或发送测试数据；ARM模块用于数据处理分析及人机交互；光纤采样接收模块用于接收被测采集单元输出的数字化采样值；光纤同步发送模块用于向采集单元发送同步信号；DA输出模块用于发送标准源小电压模拟量；AD采样模块用于实时回采标准源模拟量。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于自适应比对分析技术的采集单元检测装置，其特征在于：包括FPGA模块、ARM模块、光纤采样接收模块、光纤同步发送模块、DA输出模块、AD采样模块和以太网收发模块，光纤采样接收模块、光纤同步发送模块、DA输出模块和AD采样模块连接到FPGA模块，FPGA模块连接到ARM模块，ARM模块连接有人机交互模块和...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宇，张炜，孟令雯，辛明勇，高吉普，徐长宝，林呈辉，祝健杨，张历，王冕，代奇迹，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：新型
国别省市：贵州;52