数据采集信号装置制造方法及图纸

一种数据采集信号装置，由１～ｎ个相同结构的通道组成，各通道分别由能降低电压的分压器回路、能进行过载保护的回路、能抑制共模信号、抗干扰能力强的差分放大回路、有源低通滤波回路、输出缓冲回路依次联接，根据需要可通过选择滤波开关选择投切滤波回路，使用该装置能将高电压信号变成低电压信号送入计算机的Ａ／Ｄ接口，因此可用计算机直接测试高电压信号，各通道绝缘耐压可达工频３０００Ｖ，使用方便，安全可靠；采用四阶低通滤波器，进一步加强了测量系统在复杂和恶劣环境下的抗干扰能力；特别适合电力系统现场试验，电子设备、电力电子设备的试验调试维修等场合的数据采集；（*该技术在2004年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于测量领域，具体涉及一种数据采集信号装置。目前，光线示波器、电子式示波器在电力系统产品的调试及电器试验中被广泛应用，但是光线示波器主要靠紫外线将信号记录在专用示波纸上，通过定影或出图后马上复印或暗室保存，否则时间一长就不能显示波形了，并且必须测量波形的高度、宽度，通过计算才能得出实际值，因此很不方便，输入最高电压为500V，没有量程保护，使用时必须特别小心；电子式示波器输入端为单端共地，只能用在低电压上测量稳态过程，在电力系统的高电压、强干扰的环境下均不能满足测量要求。本技术的目的是提供一种与计算机或其它记录设备配套使用能测量高电压、交直流信号暂态、稳态过程的数据采集信号装置。该数据采集信号装置具有1～n个相同结构的通道组成，各通道分别由分压器回路、保护回路、差分放大回路、有源低通滤波回路、输出缓冲回路、选择滤波开关、输出接口组成，其中，能降低电压的分压器回路、能进行过载保护的保护回路、能抑制共模信号、抗干扰能力强的差分放大回路及有源低通滤波回路依次联接，有源低通滤波回路的输出端与选择滤波开关的ON端联接，在差分放大回路与有源低通滤波回路之间引出一导线与选择滤波开关的OFF端联接，选择滤波开关的活动端经输出缓冲回路与输出接口联接。它的分压器回路由电阻R1～R4组成，保护回路由稳压二极管D1～D4组成，差分放大回路由差分放大器IA、选择量程开关K1组成，有源低通滤波回路由电阻R5～R9、电容C1～C4、运算放大器A1、A2组成，输出缓冲回路由电阻R10、运算放大器A3组成，其中，由电阻R1、R2组成的分压臂与差分放大器IA的正极联接，稳压二极管D1的正极与D2的正极联接，D1的负极接在分压器与差分放大器正极之间，D2的负极接零电位，由电阻R3、R4组成的分压臂与差分放大器IA的负极联接，稳压二极管D3的正极与D4的正极联接，D3的负极接在分压器与差分放大器正极之间，D4的负极接零电位，选择量程开关K1与差分放大器IA联接，差分放大器的输出端一路与选择滤波开关K2的OFF固定端联接，一路经电阻R5、R6与运算放大器A1的正输入端联接，电容C2的一端接在电阻R5、R6之间，另一端与运算放大器A1的输出端联接，A1的负输入端与输出端短接，A1的正输入端经C1接零，A1的输出端经电阻R7、R8与A2的正输入端联接，电容C4的一端接在电阻R7、R8之间，另一端与运算放大器A2的输出端联接，A2的负输入端与输出端短接，A2的正输入端经电容C3接零，A2的输出端一路与选择滤波开关K2的ON固定端联接，另一路经电阻R9接零，选择滤波开关K2的活动端与运算放大器A3的正端联接，A3的负端与输出端短接，负载电阻R10一端与输出端联接另一端接零。该装置具有以下优点1.由于采用该装置能将高电压信号变成低电压信号送入计算机的A／D接口，因此可用计算机直接测试高电压信号，各通道绝缘耐压可达工频3000V，使用方便，安全可靠；2.由于该装置采用差分放大器，共模信号抑制能力强，大大增强了抗干扰能力，测量直流系统时，差分输入任一测量端子均不接地，可防止由测量线接地或共地引起的短路故障；3.由于采用四阶低通滤波器，进一步加强了测量系统在复杂和恶劣环境下的抗干扰能力；4.通过选择量程开关K1可变换测量量程，测量范围宽，特别适合电力系统现场试验，电子设备、电力电子设备的试验调试维修等场合的数据采集；本技术的实施例参见下列各图附图说明图1为本技术的方框图图2为本技术的电路原理图图3为本技术的前面板示意图图4为本技术的后面板示意图图中1－1～8－1为分压器回路1－2～8－2为保护回路1－3～8－3为差分放大回路1－4～8－4为有源低通滤波回路1－5～8－5为输出缓冲回路6——输出接口7——电源开关Vi1～Vi8为输入信号Vo1～Vo8为输出信号K1－－选择量程开关K2－－选择滤波开关图1示出了相同结构的8通道数据采集信号装置，可轮流采集8个通道的数据送入计算机，由计算机的程序根据需要可显示和打印电流电压的最大值、平均值、有效值及各种波形图；图2示出了该装置一个通道的电路原理图，其分压电阻R1、R3为大功率电阻，插分放大器为有带量程转换的集成电路块，四阶有源低通滤波电路为常规路波电路；图3示出了该装置的前面板示意图，在前面板上共有8个选择量程开关分别与8个通道的差分放大器联接；图4示出了该装置的后面板示意图，在后面板上共有8个信号输入端及电源插头，0.3A保险丝、接地端GND、输出接口6；输入信号经1001衰减和保护后，进入差分放大器，经放大及滤波后送入计算机，每个输入端输入阻抗为1MΩ；差分放大器IA通过选择量程开关有四挡比例放大，1挡为1倍，2挡为10倍，3挡为100倍，4挡为1000倍，各通道都有一选择量程开关在前面板；滤波器为一组四阶有源低通滤波器，截止频率为2.5KHZ，选择滤波开关设在装置内部；输入电压小于1000V峰值时可以测量，大于这个值时，信号箱内部变为保护状态，输入电压最大值不得大于3000V；输入信号可选双芯屏蔽进线，正极可接在后面板上红接线柱上，负极可接在后面板黑接线柱上，屏蔽层一般在信号源一端接地，信号箱一侧悬空不接(不要碰外壳)。在强干扰环境下，可采取输入线穿入铁管等措施加强信号线传输中的屏蔽，并将该装置及计算机外壳良好接地。权利要求1.一种数据采集信号装置，其特征在于具有1～n个相同结构的通道组成，各通道分别由分压器回路、保护回路、差分放大回路、有源低通滤波回路、输出缓冲回路、选择滤波开关、输出接口组成，其中，能降低电压的分压器回路、能进行过载保护的保护回路、能抑制共模信号、抗干扰能力强的差分放大回路及有源低通滤波回路依次联接，有源低通滤波回路的输出端与选择滤波开关的oN端联接，在差分放大回路与有源低通滤波回路之间引出一导线与选择滤波开关的oFF端联接，选择滤波开关的活动端经输出缓冲回路与输出接口联接。2.根据权利要求1所述的数据采集信号装置，其特征在于分压器回路由电阻R1～R4组成，保护回路由稳压二极管D1～D4组成，差分放大回路由差分放大器IA、选择量程开关K1组成，有源低通滤波回路由电阻R5～R9、电容C1～C4、运算放大器A1、A2组成，输出缓冲回路由电阻R10、运算放大器A3组成，其中，由电阻R1、R2组成的分压臂与插分放大器IA的正极联接，稳压二极管D1的正极与D2的正极联接，D1的负极接在分压器与差分放大器正极之间，D2的负极接零电位，由电阻R3、R4组成的分压臂与插分放大器IA的负极联接，稳压二极管D3的正极与D4的正极联接，D3的负极接在分压器与差分放大器正极之间，D4的负极接零电位，选择量程开关K1与差分放大器IA联接，差分放大器的输出端一路与选择滤波开关K2的OFF固定端联接，一路经电阻R5、R6与运算放大器A1的正输入端联接，电容C2的一端接在电阻R5、R6之间，另一端与运算放大器A1的输出端联接，A1的负输入端与输出端短接，A1的正输入端经C1接零，A1的输出端经电阻R7、R8与A2的正输入端联接，电容C4的一端接在电阻R7、R8之间，另一端与运算放大器A2的输出端联接，A2的负输入端与输出端短接，A2的正输入端经电容C3接零，A2的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数据采集信号装置，其特征在于具有１～ｎ个相同结构的通道组成，各通道分别由分压器回路、保护回路、差分放大回路、有源低通滤波回路、输出缓冲回路、选择滤波开关、输出接口组成，其中，能降低电压的分压器回路、能进行过载保护的保护回路、能抑制共模信号、抗干扰能力强的差分放大回路及有源低通滤波回路依次联接，有源低通滤波回路的输出端与选择滤波开关的ｏＮ端联接，在差分放大回路与有源低通滤波回路之间引出一导线与选择滤波开关的ｏＦＦ端联接，选择滤波开关的活动端经输出缓冲回路与输出接口联接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李庆余，顾霓鸿，李嘉，杜彦明，王建宁，
申请(专利权)人：电力工业部电力科学研究院，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]