传感探头模组、非接触式电压测量电路、方法及电子设备技术

本发明专利技术公开了一种传感探头模组、非接触式电压测量电路、方法及电子设备。本发明专利技术在传感探头模组中设置壳体、旋转部件、内外极板、以及传输阻抗，壳体在待测导线外置形成以待测导线为中心的转动导轨，旋转部件在转动导轨内转动；内极板和外极板分别与壳体连接，在旋转部件转动时产生变化的耦合电容，得到变化电荷信号；传输阻抗，用于将变化电荷信号转化为差分电压信号，通过旋转部件以及内外极板与待测导线的非接触方式快速实现直流电压的测量，并采用旋转部件转动不断改变耦合电容值，快速测量导线电压，且不会因为旋转部件的高速运动影响电容值。电容值。电容值。

【技术实现步骤摘要】
传感探头模组、非接触式电压测量电路、方法及电子设备


[0001]本专利技术涉及电压测量
，尤其涉及一种传感探头模组、非接触式电压测量电路、方法及电子设备。

技术介绍

[0002]电压和电流是电路系统中最基础也最关键信号，对电压信号的探测是电力系统中最广泛运用的电力传感方向之一。在几乎所有电力系统中电压信号都是被重点考量的指标。
[0003]传统的电压测量为接触式电压传感器，在低压探测领域运用广泛，在高压领域尤其是特高压领域则需要运用到电压互感器或电容式电压传感器，电压互感器通过铁芯原副边线圈互感实现实时电压信号传感检测，但其存在着测量精度低，易老化，所占空间大，安全性差等缺陷。电容式电压传感器则是通过在导线与极板间产生空间耦合电容，从而在极板上产生电荷的方式实现对交流信号的传感检测。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于提供一种传感探头模组、非接触式电压测量电路、方法及电子设备，旨在解决现有技术无法对直流电压进行有效测量的技术问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了一种传感探头模组，所述传感探头模组包括：壳体，用于在待测导线外周形成转动导轨，所述转动导轨为以所述待测导线为中心；
[0006]旋转部件，用于在所述转动导轨内转动；
[0007]内极板和外极板，与所述壳体连接，用于感应变化电荷信号，所述旋转部件呈转动状态下，所述内极板和所述外极板与所述待测导线之间具有不同的电荷信号；
[0008]传输阻抗，分别与所述内极板和所述外极板电连接，用于使所述变化电荷信号以差分电压信号形式输出。
[0009]可选地，所述壳体包括：依次设置且以所述待测导线为中心的第一外壳、第二外壳以及第三外壳；
[0010]所述第一外壳与所述第二外壳围成所述转动导轨；
[0011]所述内极板和所述外极板分别紧贴于所述第三外壳的内侧和外侧。
[0012]可选地，所述内极板和所述外极板呈半圆形状；
[0013]所述内极板紧贴于所述第三外壳的内侧；
[0014]所述外极板紧贴于所述第三外壳外侧中与所述内极板对应的位置；
[0015]所述旋转部件覆盖所述旋转导轨中一半以上的区域。
[0016]可选地，所述旋转部件包括电介质材料，所述壳体为非导体材料。
[0017]此外，为实现上述目的，本专利技术还提供了一种非接触式电压测量电路，所述非接触式电压测量电路包括驱动模块、信号处理模块以及上文所述的传感探头模组；
[0018]所述驱动模块，用于驱动所述传感探头模组中的旋转部件以转动导轨为轨道进行
转动，以改变待测导线与内极板和外极板之间的耦合电容；
[0019]所述传感探头模组，用于感应所述待测导线的输入电压，并根据所述输入电压输出差分电压信号；
[0020]所述信号处理模块，与所述传输探头模组电连接，用于接收所述差分电压信号，并对所述差分电压信号进行处理，得到所述待测导线的检测电压。
[0021]可选地，所述信号处理模块包括：依次连接的放大模块、滤波模块以及数模转换模块；
[0022]所述放大模块，用于将所述差分电压信号进行放大，得到放大电压信号；
[0023]所述滤波模块，用于将所述放大电压信号进行滤波，得到直流电压信号；
[0024]所述数模转换模块，用于将所述直流电压信号转换为数字信号，得到待测导线的检测电压。
[0025]可选地，所述非接触式电压测量电路还包括以下至少一种：
[0026]监测模块，与所述信号处理模块电连接，用于接收所述信号处理模块发送的待测导线的检测电压，并对所述待测导线的检测电压进行监测；
[0027]存储模块，与所述信号处理模块电连接，用于将所述待测导线的检测电压进行存储；
[0028]显示模块，与所述信号处理模块电连接，用于接收所述信号处理模块发送的待测导线的检测电压，并对所述待测导线的检测电压进行显示。
[0029]此外，为实现上述目的，本专利技术还提供了一种非接触式电压测量方法，所述方法用于如上文所述的非接触式电压测量电路，所述方法包括以下步骤:
[0030]通过驱动模块驱动传感探头模组中的旋转部件持续转动，以改变待测导线与内极板和外极板之间的耦合电容并感应所述待测导线的输入电压，使所述传感探头模组产生差分电压信号；
[0031]通过信号处理模块获取差分电压信号对应的差分电压值；
[0032]依据所述差分电压值以及待测导线的检测电压与差分电压值的对应关系，确定所述待测导线的检测电压。
[0033]可选地，所述依据所述差分电压值以及待测导线的检测电压与差分电压值的对应关系，确定所述待测导线的检测电压，包括：
[0034]获取输入电压与差分电压值之间的第一对应关系；
[0035]通过所述输入电压和所述第一对应关系得到差分电压值；
[0036]获取待测导线的检测电压与差分电压值之间的第二对应关系，其中，所述第一对应关系和所述第二对应关系均符合线性关系；
[0037]通过所述第二对应关系和所述差分电压值得到待测导线的检测电压。
[0038]此外，为实现上述目的，本专利技术还提供了一种电子设备，所述电子设备包括上文所述的非接触式电压测量电路。
[0039]本专利技术通过在传感探头模组中设置壳体、旋转部件、内极板和外极板以及传输阻抗，壳体，用于在待测导线外周形成转动导轨，所述转动导轨为以所述待测导线为中心；旋转部件，用于在所述转动导轨内转动；内极板和外极板，与所述壳体连接，用于感应变化电荷信号，所述旋转部件呈转动状态下，所述内极板和所述外极板与所述待测导线之间具有
不同的电荷信号；传输阻抗，分别与所述内极板和所述外极板电连接，用于使所述变化电荷信号以差分电压信号形式输出，通过在待测导线与内外极板之间的旋转部件不断改变空间耦合电容的介电常数，从而改变耦合电容的容值，当电容值产生高频变动时，即使电压保持固定不变，内外极板上的电荷量也会改变，从而可有效测量待测导线的直流电压，通过旋转部件以及内外极板与待测导线的非接触方式快速实现直流电压的测量。并且传感探头模组中的旋转部件转动不断改变耦合电容的容值，快速测量导线电压，不会因为旋转部件的高速运动对空气产生影响继而影响空间耦合电容的容值，提高电压测量的准确性。
附图说明
[0040]图1是本专利技术传感探头模组第一实施例的结构示意图；
[0041]图2为本专利技术非接触式电压测量电路第一实施例的电路结构示意图；
[0042]图3为本专利技术非接触式电压测量电路一实施例中又一结构示意图；
[0043]图4为本专利技术非接触式电压测量电路第二实施例的电路结构示意图；
[0044]图5为本专利技术非接触式电压测量方法第一实施例的流程示意图；
[0045]图6为本专利技术非接触式电压测量方法第二实施例的流程示意图。
[0046]附图标号说明：
[0047]标号名称标号名称1传本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种传感探头模组，其特征在于，包括：壳体，用于在待测导线外周形成转动导轨，所述转动导轨为以所述待测导线为中心；旋转部件，用于在所述转动导轨内转动；内极板和外极板，与所述壳体连接，用于感应变化电荷信号，所述旋转部件呈转动状态下，所述内极板和所述外极板与所述待测导线之间具有不同的电荷信号；传输阻抗，分别与所述内极板和所述外极板电连接，用于使所述变化电荷信号以差分电压信号形式输出。2.根据权利要求1所述的传感探头模组，其特征在于，所述壳体包括：依次设置且以所述待测导线为中心的第一外壳、第二外壳以及第三外壳；所述第一外壳与所述第二外壳围成所述转动导轨；所述内极板和所述外极板分别紧贴于所述第三外壳的内侧和外侧。3.根据权利要求1所述的传感探头模组，其特征在于，所述内极板和所述外极板呈半圆形状；所述内极板紧贴于所述第三外壳的内侧；所述外极板紧贴于所述第三外壳外侧中与所述内极板对应的位置；所述旋转部件覆盖所述旋转导轨中一半以上的区域。4.根据权利要求1所述的传感探头模组，其特征在于，所述旋转部件包括电介质材料，所述壳体为非导体材料。5.一种非接触式电压测量电路，其特征在于，所述非接触式电压测量电路包括驱动模块、信号处理模块以及如权利要求1
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4中任一项所述的传感探头模组；所述驱动模块，用于驱动所述传感探头模组中的旋转部件以转动导轨为轨道进行转动，以改变待测导线与内极板和外极板之间的耦合电容；所述传感探头模组，用于感应所述待测导线的输入电压，并根据所述输入电压输出差分电压信号；所述信号处理模块，与所述传输探头模组电连接，用于接收所述差分电压信号，并对所述差分电压信号进行处理，得到所述待测导线的检测电压。6.如权利要求5所述的非接触式电压测量电路，其特征在于，所述信号处理模块包括：依次连接的放大模块、滤波模块以及数模转换模块；所述放大模块，用于将...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘明，胡忠强，关蒙萌，龚云翔，
申请(专利权)人：珠海多创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：