一种数字式电能信号转换器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种数字式电能信号转换器，它包括电流采样器（１）、电压采样器（２）、ｉｃｏｓφ形成单元（３）、电压信号整形放大器（４）、电源正反相识别控制单元（５）、乘法器（６）、带积分性质的频率变换器（７）。本实用新型专利技术由于采用了新的电路结构，与现有的电能信号转换器相比较，具有成本低廉、功能全的特点。单表成本低于ＤＤ２８机械表，可以在电源正反相状态均正常工作，既可以输出Ｐ＝ｉｕｃｏｓφ信号，又可以输出Ｅ＝∫↓［ｏ］↑［ｔ］ｉｕｃｏｓφ信号。（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术涉及信号转换装置，特别是一种将模拟量电能信号转换成数字量电能信号的装置。电子式电能表具有精度高，性能稳定的优点，因此目前开始用来替代传统的电动式电度表。但电子式电能表需要有一个电能转换器，实现电能数字化，现有的技术方案中，电能信号转换器的成本很高，因此影响了电子式电能表的推广应用。此外现有电子式电能表还存在着电源反相时，即火线与零线调换时，电能表只能识别，不能正常计量的缺陷。本技术的目的在于提供一种新结构、成本低廉的数字式电能信号转换器，将检测到的电能信号转换成数字脉冲信号供显字或计量用。此外，本技术不但可以自动识别电源的正反相，还可以在两种状态下正常工作。本技术的构成包括电流采样器(1)、电压采样器(2)、icosφ单元(3)、电压信号整形放大器(4)、乘法器(6)、带积分性质的频率变换器(7)；电流采样器(1)的输出端与icosφ单元(3)的一个输入端相连，icosφ单元(3)的另一个输入端与电压采样器(2)的输出端相连；电压采样器(2)的输出端还接至电压信号整形放大器(4)，整形放大器(4)的输出接至乘法器(6)的一个输入端，乘法器(6)的另一个输入端与icosφ单元(3)的输出相连；乘法器(6)的输出与频率变换器(7)的输入相连。在所述的icosφ单元(3)的输出端和乘法器(6)的对应输入端之间，还串接有一个电流正反相识别控制单元(5)。所述的电源正反相识别控制单元(5)包括有两个运算放大器和一个三极管；一个运放器作为比例放大器串接在正反相识别控制单元(5)和乘法器(6)之间；另一个运放器作为反相器，其负输入端与icosφ单元(3)的输出端相连，其输出端接至三极管的基极；三极管集电极接至所述比例放大器的正输入端，发射极接地。所述的icosφ单元(3)包括运放器IC12、IC4、IC5，三极管BG4；IC12的正输入端作为icosφ单元的电压信号输入端，负输入端接地，输出经一电阻与BG4基极相连；BG4发射极接地，集电极接至IC4的正输入端；IC4的负输入端与输出端间接有一反馈电阻，IC4的正、负输入端还分别经一电阻后连接在一起作为电流信号输入端，IC4的输出接至整形放大器IC5的输入。所述的带积分性质的频率变换器(7)，包括运放器IC10、三极管BG3；IC10的负输入端经一电阻与乘法器(6)的输出端相连；同时还经一电容接地，经二极管和一电阻与IC10的输出端相连；IC10的正输入端经一电阻接，同时还与输出端间接有一反馈电阻；IC10的输出端接至集电极输出的三极管BG3的基极。所述的乘法器(6)包括IC8、IC9；IC8的正输入端作为电压信号输入端，IC8的负输入端与输出端接有一反馈电阻，IC8的正负输入端还分别经一电阻后作为icosφ信号输入端，IC8的输出接至整形放大器IC9的输入端。所述的电流采样器(1)包括一个采样电阻和接在采样电阻两端的两个运算放大器和一个比较器；所述的电压采样器(2)包括分压电阻组成的分压器和一个运算放大器。与现有技术比较，本技术由于采用了一种新的电路结构，所以具有成本低廉(单表成本低于DD28机械表)，电源正反相均能正常工作的优点。此外，本技术由于具有积分性质，因此不仅可以作为单表使用，还可以作为多用户预付费控制系统的用户表使用。以下结合附图对本技术的具体实施方式作进一步详细描述。附附图说明图1是本技术的原理框图；附图2是本技术的电气原理图；附图3是本技术工作电源电气原理图。实施例本技术的构成包括电流采样器(1)、电压采样器(2)、icosφ单元(3)、电压信号整形放大器(4)、乘法器(6)、带积分性质的频率变换器(7)；电流采样器(1)的输出端与icosφ单元(3)的一个输入端相连，icosφ单元(3)的另一个输入端与电压采样器(2)的输出端相连；电压采样器(2)的输出端还接至电压信号整形放大器(4)，整形放大器(4)的输出接至乘法器(6)的一个输入端，乘法器(6)的另一个输入端与icosφ单元(3)的输出相连；乘法器(6)的输出与频率变换器(7)的输入相连。在所述的icosφ单元(3)的输出端和乘法器(6)的对应输入端之间，还串接有一个电流正反相识别控制单元(5)。所述的电源正反相识别控制单元(5)包括有两个运算放大器和一个三极管；一个运放器作为比例放大器串接在正反相识别控制单元(5)和乘法器(6)之间；另一个运放器作为反相器，其负输入端与icosφ单元(3)的输出端相连，其输出端接至三极管的基极；三极管集电极接至所述比例放大器的正输入端，发射极接地。所述的icosφ单元(3)包括运放器IC12、IC4、IC5，三极管BG4；IC12的正输入端作为icosφ单元的电压信号输入端，负输入端接地，输出经一电阻与BG4基极相连；BG4发射极接地，集电极接至IC4的正输入端；IC4的负输入端与输出端间接有一反馈电阻，IC4的正、负输入端还分别经一电阻后连接在一起作为电流信号输入端，IC4的输出接至整形放大器IC5的输入。所述的带积分性质的频率变换器(7)，包括运放器IC10、三极管BG3；IC10的负输入端经一电阻与乘法器(6)的输出端相连；同时还经一电容接地，经二极管和一电阻与IC10的输出端相连；IC10的正输入端经一电阻接，同时还与输出端间接有一反馈电阻；IC10的输出端接至集电极输出的三极管BG3的基极。所述的乘法器(6)包括IC8、IC9；IC8的正输入端作为电压信号输入端，IC8的负输入端与输出端接有一反馈电阻，IC8的正负输入端还分别经一电阻后作为icosφ信号输入端，IC8的输出接至整形放大器IC9的输入端。所述的电流采样器(1)包括一个采样电阻和接在采样电阻两端的两个运算放大器和一个比较器；所述的电压采样器(2)包括分压电阻组成的分压器和一个运算放大器。由RI和运放器IC1、IC2、IC3组成的电流采样器(1)得到i信号；由分压电阻Ru1和Ru2以及IC11组成的电压采样器(2)得到u信号；u信号和i信号经过由IC12、BG4、IC4、IC5得到icosφ信号；icosφ信号输入由IC6、IC7、BG1组成的电源正反相识别控制单元(5)，当电源正相时，IC7输出低电平，BG1不导通，IC6作为比例放大器正相输出，当电源反相时，即火线、零线调换，IC7输出高电平，BG1导通，IC6正输入端接地，IC6反相输出，保持了信号的正常输出。正反相识别控制单元(5)处理过的icosφ信号和经过由IC13、IC14、IC15、BG2组成的放大整形电路(4)放大整形得到的u信号送入乘法器(6)，经过由IC8、IC9组成的乘法器(6)的运算处理，得到正比于功率P＝iucosφ的输出信号，此输出信号经IC10构成的带积分性质的频率变换器(7)的积分运算后，得到 信号脉冲，此处输出的每个脉冲代表的是一定时间t内的电能量，是多个P脉冲的积分。权利要求1.一种数字式电能信号转换器，其特征在于包括电流采样器(1)、电压采样器(2)、icosφ单元(3)、电压信号整形放大器(4)、乘法器(6)、带积分性质的频率变换器(7)；电流采样器(1)的输出端与icosφ单元(3)的一个输入端相连，icosφ单元(3)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字式电能信号转换器，其特征在于：包括电流采样器（１）、电压采样器（２）、ｉｃｏｓφ单元（３）、电压信号整形放大器（４）、乘法器（６）、带积分性质的频率变换器（７）；电流采样器（１）的输出端与ｉｃｏｓφ单元（３）的一个输入端相连，ｉｃｏｓφ单元（３）的另一个输入端与电压采样器（２）的输出端相连；电压采样器（２）的输出端还接至电压信号整形放大器（４），整形放大器（４）的输出接至乘法器（６）的一个输入端，乘法器（６）的另一个输入端与ｉｃｏｓφ单元（３）的输出相连；乘法器（６）的输出与频率变换器（７）的输入相连。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：阮毅，
申请(专利权)人：阮毅，
类型：实用新型
国别省市：52[中国|贵州]