宽频高压智能电阻式电流传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种宽频高压智能电阻式电流传感器，由以下组件构成：一个用于从被测电流回路中取出电压信号的分流器（１），一个用于将分流器（１）输出的模拟电压信号转变为数字信号并进行运算处理的高压侧信号处理装置（２），一组连接高压侧信号处理装置（２）和低压侧数显终端（６）的通讯光纤组（５），一个为高压侧信号处理装置（２）提供工作电源的高压侧电源（３），一个连接高压侧电源（３）与低压侧供电电网的高压隔离变压器（４）。本实用新型专利技术频率响应范围宽、可交直流通用、有效测试范围宽、无磁饱和问题、无二次开路高压危险、测量精度高、高耐压、高线性、低温漂、易校准、抗干扰能力强。适合于电机生产企业、电机研究和电机检测中心等场所使用。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

Broadband high voltage intelligent resistance type current sensor

The utility model discloses a broadband high voltage intelligent resistance type current sensor, consists of the following components: one for the removal of shunt voltage signal from the measured current in the circuit (1), one for the shunt (1) output analog voltage signals into digital signal and high side signal processing device processing the (2), a group connected to the high side signal processing device (2) and the low voltage side of digital terminal (6) of the optical fiber communication group (5), a high-pressure side signal processing device (2) high voltage side power supplying power supply (3), a connecting power supply (3) and high voltage isolation transformer low voltage side power supply (4). The utility model has the advantages of wide frequency response range, DC general, wide measurement range, no magnetic saturation, two open Danger! High Voltage high measurement precision, high pressure, high linearity, low drift, easy calibration, strong anti-interference ability. The utility model is suitable for the use of the motor manufacturing enterprises, the motor research and the motor testing center.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于交直流、变频电机测量的宽频髙压智能电阻式电流传感器。
技术介绍
随着变频技术的发展，使变频电机得到广泛应用，由于给变频电机供电的变频电源输出 频率范围宽且含有复杂的高次谐波，传统的互感器已不能满足电参数测试。分流器尤其是折 带式分流器、盘式分流器、同轴分流器等，具有较好的频率特性，但是由于输出未经隔离， 目前一般将平板分流器用作直流电流测试，而折带式分流器、盘式分流器及同轴分流器等一 般用于脉冲电流或冲击电流测试，其共同特点是测试时一端接大地。另外，由于分流器输出 的信号幅值较小，额定电流时，其对应电压信号一般小于250mV，而传统的传感器与仪表分 离的做法导致信号传输线路较长，信号在较长距离传输过程中容易引进各种干扰，影响测试 精度。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种采用分流器取代传统的互感器 用于交流高压大电流测试，提高测量带宽、精度及抗干扰性能的宽频高压智能电阻式电流传 感器。本技术的技术方案是利用分流器良好的频率特性及线性，采用分流器取代传统的 互感器作为高压交流大电流测试的传感器件，测量电路与分流器紧密结合，采用浮地结构， 测量数据以数字量方式通过光纤上传至低压侧数显终端实现信号传输及高压隔离。本技术由以下组件构成 一个用于从被测电流回路中取出电压信号的分流器(1)，一个用于将分流器(1)输出的模拟电压信号转变为数字信号并进行运算处理的高压侧信号处理装置(2)， 一组连接高压侧信号处理装置(2)和低压侧数显终端(6)的通讯光纤组(5)，一个为高压侧信号处理装置(2)提供工作电源的高压侧电源(3)， 一个连接高压侧电源(3) 与低压侧供电电网的高压隔离变压器(4)。所述分流器(1)根据带宽要求选用平板式分流器、或折带式分流器、或盘式分流器、或 同轴式分流器。所述高压隔离变压器(4)的原边及副边分别与低压侧供电电网及高压侧电源(3)连接。 所述高压侧信号处理装置(2)由信号放大电路2D、 AD转换器IC1、微处理器IC2、串行数据发送器2C组成。所述高压侧信号处理装置(2)还包括采样时钟接收器2A或串行数据接收器2B中的一种或它们的组合。所述通讯光纤组(5)由至少一根通讯光纤5C组成，通讯光纤5C与高压侧信号处理装 置(2)中的串行数据发送器2C及低压侧数显终端(6)连接。所述通讯光纤组(5)还包括通讯光纤5A或通讯光纤5B中的一根或它们的组合，其中 通讯光纤5A与采样时钟接收器2A及低压侧数显终端(6)连接，通讯光纤5B与串行数据接 收器2B及低压侧数显终端(6)连接。本技术具有频率响应范围宽、交直流通用、有效测试范围宽、无磁饱和问题、无二 次开路高压危险、测量精度高、高线性、低温漂、易校准、隔离电压高、抗干扰能力强等优 点，适合于电机生产企业、电机研究和电机检测中心等场所使用。附图说明图1为本技术原理方框图； 图2为实施例1的电路示意图； 图3为实施例2的电路示意图； 图4为实施例3的电路示意图； 图5为实施例4的电路示意图；图6为实施例5的电路示意图。图中l一分流器，2 —高压侧信号处理装置，3 —高压侧电源，4一高压隔离变压器，5 一通讯光纤组，6—低压侧数显终端。图6中Sl — l号宽频高压智能电阻式电流传感器，S2—2号宽频高压智能电阻式电流传 感器。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术作进一步说明由于实施例中微处理器IC2及IC3均使用了串行数据接收端RXD0及串行数据发送端口 TXD0，为了方便描述，图中分别标记为2-RXD0、 2-TXD0、 6-RXD0、 6-TXD0;实施例5中 还采用了 IC3的串行数据接收端RXD1及串行数据发送端口 TXD1,标记为6-RXDl、6-TXDl。实施例1:参照图1和图2:本实施例低压侧供电电网采用AC220V市电。分流器(1)作为电流传感器件，接在被测电流回路I+、 I-两端，将被测电流转变为毫 伏级模拟电压信号接入高压侧信号处理装置(2)，高压侧信号处理装置(2)将分流器(1) 输出的模拟电压信号转变为数字信号并运算处理后通过光纤组(5)上传至低压侧数显终端 (6)，高压侧电源(3)为高压侧信号处理装置(2)提供工作电源，高压隔离变压器(4)的 原边及副边分别与AC220V市电及高压侧电源(3)相连。本实施例中，分流器(1 )采用同轴分流器Rl ，电阻值约为37u Q ，信号带宽不低于100kHz， 连续电流测量范围为0~2000A，短时过载电流可达4000A。高压侧信号处理装置(2)由已有技术中的运算放大器或仪表放大器构成的信号放大电路 2D、 AD转换器IC1、微处理器IC2、采样时钟接收器2A、串行数据接收器2B及串行数据发 送器2C组成，本实施例中IC1采用16位AD转换器AD7656， IC2采用单片机ATMEGA162， 2A、 2B采用光纤接收器HFBR-2521， 2C采用光纤发送器HFBR-1521 。 IC1的控制线及数据线与IC2相连，IC1含有一 A/D转换启动信号CONVSTA, CONVSTA与采样时钟接收器2A 相连，分流器(1)输出的毫伏电压信号与信号放大电路2D相连，放大后信号与IC1的模拟 信号输入端AIN相连，IC2的串行数据接收端口2-RXD0与串行数据接收器2B相连，IC2的 串行数据发送端口 2-RXD0与串行数据发送器2C相连。本实施例中，高压侧电源(3)采用典型线性电源，由变压器T1、整流桥B1、 B2及三 端稳压块V1、 V2、 V3等构成(图中省略了滤波电容等器件)，为高压侧信号处理装置(2) 提供工作电源。高压隔离变压器(4)的原边及副边分别与AC220V市电及高压侧电源(3)连接，本实 施例中，高压隔离变压器(4)的原边与副边匝比为1 : 1，原边与副边的隔离耐压不低于20kV， 在高压测量侧(包括被测电流回路、分流器1、高压侧信号处理装2、高压侧电源3)与AC220V 市电之间起高压隔离作用。本实施例通讯光纤组(5)由三根通讯光纤5A、 5B、 5C组成，5A连接2A与6A， 5B 连接2B与6B， 5C连接2C与6C，通讯光纤组(5)在高压侧信号处理装置(2)及低压侧数 显终端(6)之间起数据通讯及高压隔离的作用。本实施例低压侧数显终端(6)由采样时钟发送器6A、串行数据发送器6B、串行数据接 收器6C、微处理器IC3及数据显示装置6D组成，所述6A、 6B采用光纤发送器HFBR-1521， 起电/光转换作用，6C采用光纤接收器HFBR-2521，起光/电转换作用，IC3采用单片机 CY7C68013， 6D采用计算机。采样时钟发送器6A的电信号输入端与微处理器IC3的T0OUT 引脚相连，串行数据发送器6B的电信号输入端与微处理器IC3的6-TXD0相连，串行数据接 收器6C的电信号输出端与微处理器IC3的6-RXD0相连；CY7C68013含有一个USB通讯接 口，微处理器IC3与计算机6D之间采用USB电缆连接，实现两者之间的高速数据通讯。工作原理如下被测电压流流经分流器(1)后产生毫伏级电压信号，毫伏级电压信号经信号放大电路2D放大后产生峰值小于10V电压信号输入到A/D转本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种宽频高压智能电阻式电流传感器，其特征在于，由以下组件构成：一个用于从被测电流回路中取出电压信号的分流器（１），一个用于将分流器（１）输出的模拟电压信号转变为数字信号并进行运算处理的高压侧信号处理装置（２），一组连接高压侧信号处理装置（２）和低压侧数显终端（６）的通讯光纤组（５），一个为高压侧信号处理装置（２）提供工作电源的高压侧电源（３），一个连接高压侧电源（３）与低压侧供电电网的高压隔离变压器（４）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐伟专，廖仲篪，
申请(专利权)人：徐伟专，
类型：实用新型
国别省市：43[中国|湖南]