一种电路的信号监测装置制造方法及图纸

本申请公开一种电路的信号监测装置，包括：电压监测部件，电流监测部件，阈值电压调节部件，控制器；第一比较器，第二比较器；第一比较器的输出端和第二比较器的输出端与控制器的输入端连接；控制器接收第一比较器和第二比较器的输出结果，根据输出结果控制阈值电压调节部件输出的第一阈值电压和第二阈值电压并得到被测元件的电信号监测结果，电信号监测结果包括电压信号的峰值，和/或电压信号的变化率，和/或电流信号的峰值，和/或电流信号的变化率，和/或被测元件的阻值，和/或述被测元件的阻值变化率，和/或被测元件的电气特性变化。本方案，以在线的方式对电路中被测元件的电信号进行监测，无需额外增加激励信号，复杂度低、成本低。成本低。成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种电路的信号监测装置


[0001]本申请涉及电信号监测领域，特别涉及一种电路的信号监测装置。

技术介绍

[0002]目前，对于电气回路来说，对其电信号监测的需求涉及到方方面面，而目前的电信号监测方式并不能满足越来越高的需求。以接地电阻的监测为例，电气回路对于接地阻值有一定的要求，当发生接地不良时，会造成仪表工作不正常，设备损坏，人身伤害等情况。目前对接地阻值测量时最常用的方法是使用接地电阻测量仪，测量接地电路的阻值。
[0003]接地电阻测量仪主要由手摇发电机、电流互感器、电位器以及检流计组成，测量接地电阻前，需要拆开接地干线与接地体的连接点，将一根探针插在离接地体40m远的地下，另一根探针插在离接地体20m的地下，两根探针与接地体之间成一直线分布，探针插入地下的深度为40cm。用一定速度摇动摇把时，表内能发出一定频率的交流电压，利用交流电压作用到接地体上能在接地体上产生相应的电流，此时可以采用电流互感器感应到电流并有检流计进行监测。
[0004]与上述接地电阻测量的方式相似，现有的电信号监测方案中，都需要将接地电阻测量仪等测试设备接入到相关电路中，测量过程中，相关电路需处于不工作的状态，无法在线监测，会对设备的工作效率产生影响。而电阻测量仪等测量设备的原理是按照欧姆定律，电阻值等于施加到这个电阻两端的电压值和流过这个电阻的电流值的商，因此测量时需要激励信号，才能够利用欧姆定律，但是在线工作状态，激励信号可能会对电路产生影响。

技术实现思路

[0005]本申请旨在提供一种电气回路监测装置，以对解决上述现有技术中电气回路中监测方案存在的问题。
[0006]为此，本申请提出了一种电路的信号监测装置，包括：
[0007]电压监测部件，与被测元件的第一端连接，接收所述被测元件的电压信号，并将所述电压信号转换为第一电压信号；
[0008]电流监测部件，与所述被测元件的第二端连接，接收所述被测元件的电流信号，并将所述电流信号转换为第二电压信号；
[0009]阈值电压调节部件，其控制端与控制器连接，在所述控制器的控制下其第一端输出第一阈值电压，其第二端输出第二阈值电压；
[0010]第一比较器，其第一输入端与所述电压监测部件的输出端连接，其第二输入端与所述阈值电压调节部件的第一端连接；
[0011]第二比较器，其第一输入端与所述电流监测部件的输出端连接，其第二输入端与所述阈值电压调节部件的第二端连接；
[0012]所述第一比较器的输出端和所述第二比较器的输出端与所述控制器的输入端连接；
[0013]所述控制器接收所述第一比较器和所述第二比较器的输出结果，根据所述输出结果控制所述阈值电压调节部件输出的所述第一阈值电压和/或所述第二阈值电压；所述控制器还根据所述输出结果得到所述被测元件的电信号监测结果，所述电信号监测结果包括所述电压信号的峰值，和/或所述电压信号的变化率，和/或所述电流信号的峰值，和/或所述电流信号的变化率，和/或所述被测元件的阻值，和/或所述被测元件的阻值变化率，和/或所述被测元件的电气特性变化。
[0014]一些方案中所述的电路的信号监测装置，所述电流监测部件包括：
[0015]电流互感器，所述被测元件的第二端通过导体引出，所述导体穿过所述电流互感器，所述电流互感器将所述导体中通过的电流信号转换为感应电流；
[0016]取样电阻，所述感应电流流经所述取样电阻后，以所述取样电阻两端的电压作为所述第二电压信号；
[0017]或者，
[0018]闭环霍尔传感器，所述被测元件的第二端通过导体引出，所述导体穿过所述闭环霍尔传感器，所述闭环霍尔传感器上产生感应电流；
[0019]放大器，接收所述闭环霍尔传感器的感应电流并放大；
[0020]取样电阻，所述放大器放大后的感应电流流经所述取样电阻后，以所述取样电阻两端的电压作为所述第二电压信号；
[0021]或者，
[0022]罗氏线圈，所述被测元件的第二端通过导体引出，所述导体穿过所述罗氏线圈，所述罗氏线圈检测所述导体上通过的所述电流信号；
[0023]积分器，接收所述罗氏线圈输出的所述电流信号，并输出与所述电流信号对应的所述第二电压信号。
[0024]一些方案中所述的电路的信号监测装置，所述阈值电压调节部件包括：
[0025]第一可调电阻器和/或第二可调电阻器，所述第一可调电阻器两端的电压作为第一阈值电压；所述第二可调电阻器两端的电压作为第二阈值电压；所述控制器调节所述第一可调电阻器的阻值以调节所述第一阈值电压；所述控制器调节所述第二可调电阻器的阻值以调节所述第二阈值电压；
[0026]或者，
[0027]第一动态调压芯片和/或第二动态调压芯片，所述第一动态调压芯片的输出电压作为所述第一阈值电压，所述第二动态调压芯片的输出电压作为所述第二阈值电压；所述控制器调节所述第一动态调压芯片内的参考电压以调节所述第一动态调压芯片输出的所述第一阈值电压；所述控制器调节所述第二动态调压芯片内的参考电压以调节所述第二动态调压芯片输出的所述第二阈值电压；
[0028]或者，
[0029]第一斩波电路和/或第二斩波电路，所述第一斩波电路的输出端电压作为所述第一阈值电压，所述第二斩波电路的输出端电压作为所述第二阈值电压，所述控制器调节所述第一斩波电路的PWM输入脉冲信号以调节所述第一斩波电路输出的所述第一阈值电压；所述控制器调节所述第二斩波电路的PWM输入脉冲信号以调节所述第二斩波电路输出的所述第二阈值电压。
[0030]一些方案中所述的电路的信号监测装置，所述第一比较器在所述第一电压信号超过所述第一阈值电压时，其输出结果发生反转；所述第二比较器在所述第二电压信号超过所述第二电压阈值时，其输出结果发生反转；
[0031]所述控制器，获取所述第一比较器和所述第二比较器的反转时刻，通过控制所述阈值电压调节部件调整所述第一阈值电压和所述第二阈值电压，使所述第一比较器和所述第二比较器的反转时刻间隔小于允许误差；或者，所述控制器，通过控制所述阈值电压调节部件固定所述第一阈值电压并改变所述第二阈值电压，或者固定所述第二阈值电压并改变所述第一阈值电压，使所述第一比较器和所述第二比较器的反转时刻间隔小于允许误差。
[0032]一些方案中所述的电路的信号监测装置，所述控制器，还用于对所述第一比较器和所述第二比较器的反转时刻进行监控，若所述第一比较器和所述第二比较器的反转时刻间隔大于允许误差，则判定所述被测元件的电气特性发生改变。
[0033]一些方案中所述的电路的信号监测装置，所述控制器，在所述第一比较器的反转时刻超前时，判定所述被测元件中电感成分增加；在所述第二比较器的反转时刻超前时，判定所述被测元件的电容成分增加。
[0034]一些方案中所述的电路的信号监测装置，所述控制器，还用于根据所述第一阈值电压信号得到电压信号，根据所述第二阈值电压得到电流信号，根据所述电压信号与所述电流信号的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电路的信号监测装置，其特征在于，包括：电压监测部件，与被测元件的第一端连接，接收所述被测元件的电压信号，并将所述电压信号转换为第一电压信号；电流监测部件，与所述被测元件的第二端连接，接收所述被测元件的电流信号，并将所述电流信号转换为第二电压信号；阈值电压调节部件，其控制端与控制器连接，在所述控制器的控制下其第一端输出第一阈值电压，其第二端输出第二阈值电压；第一比较器，其第一输入端与所述电压监测部件的输出端连接，其第二输入端与所述阈值电压调节部件的第一端连接；第二比较器，其第一输入端与所述电流监测部件的输出端连接，其第二输入端与所述阈值电压调节部件的第二端连接；所述第一比较器的输出端和所述第二比较器的输出端与所述控制器的输入端连接；所述控制器接收所述第一比较器和所述第二比较器的输出结果，根据所述输出结果控制所述阈值电压调节部件输出的所述第一阈值电压和/或所述第二阈值电压；所述控制器还根据所述输出结果得到所述被测元件的电信号监测结果，所述电信号监测结果包括所述电压信号的峰值，和/或所述电压信号的变化率，和/或所述电流信号的峰值，和/或所述电流信号的变化率，和/或所述被测元件的阻值，和/或所述被测元件的阻值变化率，和/或所述被测元件的电气特性变化。2.根据权利要求1所述的电路的信号监测装置，其特征在于，所述电流监测部件包括：电流互感器，所述被测元件的第二端通过导体引出，所述导体穿过所述电流互感器，所述电流互感器将所述导体中通过的电流信号转换为感应电流；取样电阻，所述感应电流流经所述取样电阻后，以所述取样电阻两端的电压作为所述第二电压信号；或者，闭环霍尔传感器，所述被测元件的第二端通过导体引出，所述导体穿过所述闭环霍尔传感器，所述闭环霍尔传感器上产生感应电流；放大器，接收所述闭环霍尔传感器的感应电流并放大；取样电阻，所述放大器放大后的感应电流流经所述取样电阻后，以所述取样电阻两端的电压作为所述第二电压信号；或者，罗氏线圈，所述被测元件的第二端通过导体引出，所述导体穿过所述罗氏线圈，所述罗氏线圈检测所述导体上通过的所述电流信号；积分器，接收所述罗氏线圈输出的所述电流信号，并输出与所述电流信号对应的所述第二电压信号。3.根据权利要求2所述的电路的信号监测装置，其特征在于，所述阈值电压调节部件包括：第一可调电阻器和/或第二可调电阻器，所述第一可调电阻器两端的电压作为第一阈值电压；所述第二可调电阻器两端的电压作为第二阈值电压；所述控制器调节所述第一可调电阻器的阻值以调节所述第一阈值电压；所述控制器调节所述第二可调电阻器的阻值以
调节所述第二阈值电压；或者，第一动态调压芯片和/或第二动态调压芯片，所述第一动态调压芯片的输出电压作为所述第一阈值电压，所述第二动态调压芯片的输出电压作为所述第二阈值电压；所述控制器调节所述第一动态调压芯片内的参考电压以调节所述第一动态调压芯片输出的所述第一阈值电压；所述控制器调节所述第二动态调压芯片内的参考电压以调节所述第二动态调压芯片输出的所述第二阈值电压；或者，第一斩波电路和/或第二斩波电路，所述第一斩波电路的输出端电压作为所述第一阈值电压，所述第二斩波电路的输出端电压作为所述第二阈值电压，所述控制器调节所述第一斩波电路的PWM输入脉冲信号以调节所述第一斩波电路输出的所述第一阈值电压；所述控制器调节所述第二斩波电路的PWM输入脉冲信号以调节所述第二斩波电路输出的所述第二阈值电压。4.根据权利要求3所述的电路的信号监测装置，其特征在于：所述第一比较器在所述第一电压信号超过所述第一阈值电压时，其输出结果发生反转；所述第二比较器在所述第二电压信号超过所述第二电压阈值时，其输出结果发生反转；所述控制器，获取所述第一比较器和所述第二比较器的反转时刻，通过控制所述阈值电压调节部件调整所述第一阈值电压和所述第二阈值电压，使所述第一比较器和所述第二比较器的反转时刻间隔小于允许误差；或者，所述控制器，通过控制所述阈值电压调节部件固定所述第一阈值电压并改变所述第二阈值电压，或者固定所述第二阈值电压并改变所述第一阈值电压，使所述第一比较器和所述第二比较器的反转时刻间隔小于允许误差。5.根据权利要求4所述的电路的信号监测装置，其特征在于：所述控制器，还用于对所述第一比较器和所述第二比较器的反转时刻进行监控，若所述第一比较器和所述第二比较器的反转时刻间隔大于允许误差，则判定所述被测元件的电气特性发生改变。6.根据权利要求5所述的电路的信号监测装置，其特征在于：所述控制器，在所述第一比较器的反转时刻超前时，判定所述被测元件中电感成分增加；在所述第二比较器的反转时刻超前时，判定所述被测元件的电容成分增加。7.根据权利要求4所述的电路的信号监测装置，其特征在于：所述控制器，还用于根据所述第一阈值电压信号得到电压信号，根据所述第二阈值电压得到电流信号，根据所述电压信号与所述电流信号的比值得到所述被测元件的阻值。8.根据权利要求3所述的电路的信号监测装置，其特征在于：所述第一比较器在所述第一电压信号超过所述第一阈值电压时，其输出结果发生反转；所述第二比较器在所述第二电压信号超过所述第二电压阈值时，其输出结果发生反转；所述控制器，在第一轮次中设定所述第一阈值电压为UzTH1，所述第二阈值电压为UIzTH1，记录所述第一比较器的反转时刻tV1和所述第二比较器的反转时刻tA1；所述控制器，在第二轮次中，调整所述第一阈值电压为UzTH2，记录所述第一比较器的反转时刻tV2；通过如下方式得到所述第一电压信号的变化率Ur：Ur＝(UzTH2
‑
UzTH1)/(tV2
‑
tV1)；根据所述第一电压信号的变化率以及所述第二比较器的反转时刻tA1、所述第
二阈值电压UIzTH1得到与所述第二阈值电压UIzTH1对应的第一电压信号的反转阈值电压UzTH10；根据所述第二阈值电压UIzTH1得到电流信号IzTH1，根据所述反转阈值电压UzTH10得到电压信号UzTH11，根据所述电压信号UzTH11和所述电流信号IzTH1的比值得到所述被测元件的阻值；或者，所述控制器，在第二轮次中，调整所述第二阈值电压为UIzTH2，记录所述第二比较器的反转时刻tA2；通过如下方式得到所述第二电压信号的变化率Ui：Ui＝(UIzTH2
‑
UIzTH1)/(tA2
‑
tA1)；根据所述第二电压信号的变化率以及所述第一比较器的反转时刻tV1、所述第一阈值电压UzTH1得到与所述第一阈值电压UzTH1对应的第二电压信号的反转阈值电压UIzTH10；根据所述第一阈值电压UzTH1得到电压信号UzTH11，根据所述反转阈值电压UIzTH10得到电流信号IzTH10，根据所述电压信号UzTH11和所述电流信号IzTH10的比值得到所述被测元件的阻值。9.根据权利要求7或8所述的电路的信号监测装置，其特征在于：所述控制器，还用于获取不同轮次得到的所述被测元件的阻值的变化值，若所述变化值大于设定阈值，则确定所述被测元件所在回路发生劣化。10.根据权利要求3所述的电路的信号监测装置，其特征在于，还包括第三比较器：所述第三比较器的第一输入端与所述电压监测部件的输出端连接，所述第三比较器的第二输入端与所述阈值电压调节部件的第三端连接；所述阈值电压调节部件，在所述控制器的控制下其第三端输出第三阈值电压；所述控制器接收所述第三比较器的输出结果，根据所述第一比较器和所述第三比较器的输出结果控制所述阈值电压调节...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔靖玉，
申请(专利权)人：北京角动力技术有限公司，
类型：发明
国别省市：