一种多路宽温电压测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种多路宽温电压测量装置，包括：多路直流单元，每一直流单元包括直流电压调理模块和直流电压采集模块；多路交流单元，每一交流单元包括交流幅值调理模块和电压幅值采集模块；多路直流单元和交流单元与用于处理所述直流单元、交流单元输出结果的数据处理及输出单元连接，数据处理及输出单元分别通过数据总线和低压差分信号电路发送通信数据和图形数据其中，每一直流单元和/或交流单元都还包括多个温度传感器和温度补偿电路，温度补偿电路接收数据，以对直流电压调理模块和/或交流幅值调理模块的输出进行补偿，能够实现多路不同类型电压同步采集，并且能够在较宽温度范围内稳定测量，提高测量设备测量效率和测量精度。量精度。量精度。

【技术实现步骤摘要】
一种多路宽温电压测量装置


[0001]本技术涉及特种设备电气测量
，具体地说，涉及一种设备工作环境温差较大的多路宽温电压测量装置。

技术介绍

[0002]现有特种设备的电源电压测试中，同一时间下，检测设备受到其结构限制，仅能支持单一类型电源类型的接入。通常，某个测试时段下，现有的检测设备仅能实现直流电压环境或者仅能实现交流电压环境下的电压测试。
[0003]针对该技术问题，一种容易想到的改进思路，则是使得电压检测设备可以同时支持多路电压信号。例如，在公告号为CN101950476B的中国技术专利中公开了一种多路电压信号监控装置，该装置中，电源板提供系统所用的全部电源，该装置使用的电源是CPCI插槽上原有的
‑
12V、+12V、+5V经过滤波和采用相关的电源模块等手段转换成系统需要的
‑
12V、+12V、
–
5V、+5V、
‑
2.5V、+2.5V、3.3V、1.8V电压值。
[0004]然而，现有技术中的上述信号监控装置虽然实现了多路电压信号的同步检测，但其仍未解决检测设备支持的电源类型单一的问题，也即仍无法同时满足直流和/或交流电压的接入。
[0005]另一方面，特种设备通常需要能够应对极端条件下的稳定工作，例如，是在极端气温，又或者温差变化较大的场景下正常运行。从而对特种设备进行极端条件下工作的检测又成了该领域下的新问题。现有设备对温差较大的工作环境下的检测需求的适用性也不佳。例如，在上述举例的现有监控装置中，宽温跨度下由于半导体器件和阻容器件的固有性质，通常检测设备的测量值会随着温度变化而发生变化。从而，现有技术下的大多监控设备由于采用高精度器件，仅可实现0℃至40℃环境下的测量，而往往当温度低于
‑
20℃时，则无法满足测量需求。
[0006]再者，现有技术中的该种多路电压信号监控装置，其是采集电源电压波形并发送至上位机进行计算，并输出结果。现有方法的实质，是计算交流信号半个周期内电压的平均值，但在高次谐波的环境中，则电压采集和检测的精度则较低，误差较大。
[0007]因此，如何解决大温差范围下的多路电压测量，则成了特种设备电源电压测试下新的技术问题。有鉴于此，应当对现有技术进行改进，以解决该技术问题。

技术实现思路

[0008]针对现有技术的不足，本技术提供了一种能够实现多路不同类型电压同步采集，并且能够在较宽温度范围内稳定测量，提高测量设备测量效率和测量精度的多路宽温电压测量装置。
[0009]为解决以上技术问题，本技术采取了一种多路宽温电压测量装置，该装置包括多个通过通信总线与显示设备连接的单元，所述多路宽温电压测量装置包括：多路直流单元，每一所述直流单元包括直流电压调理模块和直流电压采集模块；多路交流单元，每一
所述交流单元包括交流幅值调理模块和电压幅值采集模块，其中，每一所述交流单元都与交流电源的一相电压对应；多路所述直流单元和交流单元与用于处理所述直流单元、交流单元输出结果的数据处理及输出单元连接，所述数据处理及输出单元与所述显示设备连接，并分别通过数据总线和低压差分信号电路发送通信数据和图形数据其中，每一所述直流单元和/或交流单元都还包括多个温度传感器和温度补偿电路，所述温度补偿电路接收所述直流电压采集模块和/或电压幅值采集模块的输出数据，以对所述直流电压调理模块和/或交流幅值调理模块的输出进行补偿。
[0010]作为本方案的优选地，所述直流电压调理模块和交流幅值调理模块内包含将输入电压转换为采集电压的信号调理电路。
[0011]作为本方案的进一步优选地，所述测量装置还包括交流频率采集单元，所述交流频率采集单元包括：多个交流频率调理模块，所述交流频率调理模块与所述交流幅值调理模块一一对应，所述交流频率调理模块采集所述交流电源的一相电压的频率；多路模拟开关，其中，所述数据处理及输出单元还包括脉冲宽度调制捕捉模块，所述脉冲宽度调制捕捉模块接收所述多路模拟开关发送的频率信号。
[0012]作为本方案更进一步优选地，所述交流频率采集单元包括分压电路、限幅保护电路、滤波电路以及迟滞比较电路，则所述交流频率调理模块对接收到的交流信号进行滤波、限幅以及整形，并输出电平信号至所述数据处理及输出单元的所述脉冲宽度调制捕捉模块的脉冲宽度调制检测端口。
[0013]作为本方案再进一步优选地，所述测量装置还包括离散采集单元，该离散采集单元与外部设备连接并接收外部设备发送的故障信号，其中，所述离散采集单元，包括多个离散量调理电路和多个离散量输入端口，所述离散量输入端口接收所述故障信号，再发送至所述离散量调理电路，最终输出离散量至所述数据处理及输出单元。
[0014]作为本方案还优选地，所述数据处理及输出单元接收各个单元发送的电压数据、频率数据以及离散数据。
[0015]作为本方案还进一步优选地，所述测量装置中，所述电压幅值采集模块采用A/D转换器。
[0016]由于以上技术方案的采用，本技术相较于现有技术具有如下的有益技术效果：
[0017]1、现有技术下的多路电压信号监控装置仍未解决检测设备支持的电源类型单一的问题，则在本技术中，测量设备包括多个直流单元和交流单元，每个交流单元与三相交流电中的一相电压对应，通过直流单元和交流单元内配置的信号调理电路，实现直流电源和交流电源的同步测试；
[0018]2、为了提高采集和测量的准确性，配置交流频率采集单元，该单元中包括分压电路、限幅保护电路、滤波电路，从而实现对前端交流信号进行滤波、限幅和整形，再经过多路模拟开关选择输入数据处理单元的脉冲宽度调制的检测端口，这样在实现多路交流信号频率检测的同时，提高了采集和测量的精度。同时，为了消除电路噪声在整形过程中引起的振荡，在滤波电路上增加了滞回比较器整形，从而进一步将测量精度提高至1
‰
；
[0019]3、为实现更宽温度范围内的测量需要，本技术在直流单元和交流单元的数据获取部分都设置了温度补偿手段。直流单元和交流单元中，都分别包括信号调理电路、采集
电路以及温度补偿电路。温度补偿电路中，采用零度标定、低高温测量标定，结合三维拟合实现数据修正后的输出，最终实现宽温下的电压测量。
[0020]4、为了提高设备测量精度的另一个方面，是在直流单元和交流单元的采集模块中采用了A/D转换器，以高于256KHz的采样率进行采样，并计算预设时间间隔内采样值的均方根值，以减小信号干扰的影响，并减小因非整数周期采集带来的测量误差。
附图说明
[0021]图1为示意图，示出了本技术的一个较佳实施例中所述多路宽温电压测量装置的示意性结构；
[0022]图2为示意图，示出了图1所示的多路宽温电压测量装置中直流单元和交流单元的框架结构；
[0023]图3为示意图，示出了本技术的一个较佳实施例中交流频率采集单元的框架结构。
具体实施方式
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多路宽温电压测量装置，该装置包括多个通过通信总线与显示设备连接的单元，其特征在于，所述多路宽温电压测量装置包括：多路直流单元，每一所述直流单元包括直流电压调理模块和直流电压采集模块；多路交流单元，每一所述交流单元包括交流幅值调理模块和电压幅值采集模块，其中，每一所述交流单元都与交流电源的一相电压对应；多路所述直流单元和交流单元与用于处理所述直流单元、交流单元输出结果的数据处理及输出单元连接，所述数据处理及输出单元与所述显示设备连接，并分别通过数据总线和低压差分信号电路发送通信数据和图形数据，其中，每一所述直流单元和/或交流单元都还包括多个温度传感器和温度补偿电路，所述温度补偿电路接收所述直流电压采集模块和/或电压幅值采集模块的输出数据，以对所述直流电压调理模块和/或交流幅值调理模块的输出进行补偿。2.根据权利要求1所述的多路宽温电压测量装置，其特征在于，所述直流电压调理模块和交流幅值调理模块内包含将输入电压转换为采集电压的信号调理电路。3.根据权利要求2所述的多路宽温电压测量装置，其特征在于，所述测量装置还包括交流频率采集单元，所述交流频率采集单元包括：多个交流频率调理模块，所述交流频率调理模块与所述交流幅值调理模块一一对应，所述交流频率调理模块采集所述交流电源的一相电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈奭，郝亮，马鹏，
申请(专利权)人：苏州长风航空电子有限公司，
类型：新型
国别省市：