宽频高压智能电阻分压式电压传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种宽频高压智能电阻分压式电压传感器，由以下组件构成：一个用于从被测电压回路中取出电压信号的电阻式分压器（１），一个用于将电阻式分压器（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、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 intelligent voltage divider

The utility model discloses a broadband high voltage intelligent resistor divider voltage sensor, consists of the following components: one for the removal from the measured resistance type voltage signal in the loop voltage divider (1), one for the resistive divider (1) analog voltage signal into digital output signal and high side signal processing device processing (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, wide range of available AC and DC, wide range of the effective test, no magnetic saturation, high measuring precision, high pressure resistance, high linearity, low temperature drift, easy calibration and 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】

本专利技术涉及一种用于交直流、变频电机测量的宽频高压智能电阻分压式电压传感器。
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。霍尔电压传感器 测试频率范围较宽，可以较好的满足变频电机的基波电压测试，但是目前测试带宽通常小于 15kHz，尤其是3000V电压等级以上的霍尔电压传感器测试带宽通常小于5kHz，对于变频电 机电压信号的高次谐波仍然不能准确测量。电阻式分压器具有良好的频率特性及线性，但是 由于输出未经隔离，目前一般将电阻式分压器用作直流电压测试，或脉冲电压，或冲击电压 测试，其共同特点是测试时一端接大地。在已有技术中还没有采用电阻式分压器取代传统的 互感器用于变频交流高电压测试的电压传感器。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种频率响应范围宽、交直流通用、有 效测试范围宽、无磁饱和问题、测量精度高、高线性、低温漂易校准、隔离电压高、抗干扰 能力强的宽频高压智能电阻分压式电压传感器。本专利技术的技术方案是利用电阻式分压器良好的频率特性及线性，采用电阻式分压器取 代传统的互感器作为交流高电压测试的传感器件，测量电路与电阻式分压器紧密结合，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。本专利技术由以下组件构成 一个用于从被测电压回路中取出电压信号的电阻式分压器(1)， 一个用于将电阻式分压器(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), —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), —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)。所述电阻式分压器(l)由高压臂电阻R1和低压臂电阻R2组成，R1和R2均为无感电阻，并一同封装在绝缘材料灌封的屏蔽金属筒内，。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。本专利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、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l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一电阻式分压器，2 —高压侧信号处理装置，3 —高压侧电源，4—高压隔离变压 器，5—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分压式电压传感器，S2—2号宽频高压智能电阻分压 式电压传感器。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在以下实施例中微处理器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l:参照图1和图2:本实施例包括从被测电压回路中取出电压信号的电阻式分压器(1),高压侧信号处理装 置(2)，高压侧电源(3),高压隔离变压器(4),通讯光纤组(5),低压侧数显终端(6)。 本实施例低压侧供电电网采用AC220V市电。电阻式分压器(1)作为电压传感器件，将接在V+、 V-两端的被测电压信号分压后的模 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)将电阻式分压器(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。电阻式分压器(1)包括高压臂电阻R1和低压臂电阻R2，本实施例中，Rl采用6MQ/30W 高压精密无感电阻，最高工作电压达70kV, R2采用3kQ/0.25W精密无感电阻，Rl和R2封 装在屏蔽铜管1A内，1A内以环氧树脂1B绝缘灌封，最髙直流测试电压可达20kV，最高交流测试电压可达14kV，可满足10kV交直流、变频电机的各种工况电压测试。高压侧信号处理装置(2)由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和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A/D转换启动信号CONVSTA, CONVSTA与采样时钟接收器2A相连，电阻式分压器(1)的低压臂电阻R2的两端分别与 IC1的模拟信号输入端AIN及模拟地AGND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^C220V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(包括被测电压回路、电阻式分压器l、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，6A和6B釆用光纤发送器HFBR-1521，起 电/光转换作用，6C釆用光纤接收器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TOOUT 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，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种宽频高压智能电阻分压式电压传感器，其特征在于，由以下组件构成：一个用于从被测电压回路中取出电压信号的电阻式分压器（１），一个用于将电阻式分压器（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]