高精度电参量分析仪制造技术

一种高精度电参量分析仪涉及一种用于交流电参量测试/分析、电能质量分析装置检定、科研测试中的电参量分析仪，由模拟信号采样器、三相输入自动控制电路、前端驱动电路、A/D采样电路、运算控制电路、显示器及上位机组成，三相被测电压、电流信号分别经过模拟信号采样器输入至三相输入自动控制电路，三相输入自动控制电路输出信号经前端驱动电路送至A/D采样电路，A/D采样电路输出数字信号经运算控制电路后进入显示器及上位机显示，本实用新型专利技术能实现各种不同测量功能，测试分析功能多、电学参量测量精度高、谐波分析精度高、显示数据齐全、操作方便。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于交流电参量测试/分析、电能质量分析装置检定、科研测试中的电参量分析仪。
技术介绍
交流电参量的计量除了包括了对电压、电流、功率、电能等常规电学量的测量外还 包括了谐波分析等电能质量的分析，对于上述电学量的计量在各行业中都相当的重要，所以对于这些量值的准确计量至关重要。国内一些仪表厂家也有一些较好的多功能标准表产品，其功能和性能不能满足IEC或国家标准对多功能分析仪表的要求，其他一些较低端电能质量分析仪器多采用普通FFT或DFT算法进行谐波分析分析，部分分析仪采用锁相环实现频率跟踪接近准同步采样，但是跟踪效果和被测信号有较大影响，分析精度只能满足普通工作用表需求，不能作为标准使用，也不能满足企业、省市级计量机构量值传递需要，只能作为运行检查和定性分析用，所以在电参量分析方面，高精度的分析仪表在实际工程运用中还比较少，国内企业多数还是使用国外一些知名厂家产品。国外在分析仪表的研制方面较国内就有很大优势，其技术水平较国内领先很多，但是国外仪表虽然性能比较好价格也非常的高，并且售后维修很不方便并且维护费用很高，因此研制准确度等级高并且能够控制成本的多功能电参量分析仪非常有必要。
技术实现思路
本技术的目的旨在克服现有技术的缺陷，提供一种测试分析功能全、测量精度高、显示数据全、操作方便的高精度电参量分析仪。本技术所述的高精度电参量分析仪，由模拟信号采样器、三相输入自动控制电路、前端驱动电路、A/D采样电路、运算控制电路、显示器及上位机组成，三相被测电压、电流信号分别经过模拟信号米样器输入至三相输入自动控制电路，三相输入自动控制电路输出信号经前端驱动电路送至A/D采样电路，A/D采样电路输出数字信号经运算控制电路后进入显示器及上位机显示。所述的模拟信号采样器由MN型电阻分压器、双级电流互感器构成，MN型电阻分压器、双级电流互感器分别与三相输入自动控制电路联接。所述的三相输入自动控制电路由可编程放大器、多路复用器构成，可编程放大器的输入端与模拟信号采样器中的MN型电阻分压器和双级电流互感器联接，可编程放大器的输出端与多路复用器联接，多路复用器与前端驱动电路联接。所述的MN型电阻分压器由串联电阻和并联电阻构成，串联电阻置于高电位补偿导体中，串联电阻、高电位补偿导体和并联电阻均置于接地屏蔽器中。所述串联电阻和并联电阻均为至少两只，且各电阻的电阻值相同。所述的前端驱动电路由电压跟随器、单端至差分AD驱动器构成，电压跟随器的输入端与三相输入自动控制电路的多路复用器联接，电压跟随器的输出端与单端至差分AD驱动器联接，单端至差分AD驱动器与A/D采样电路联接。所述的A/D采样电路由差分输入A/D转换器、电压基准电路、时序控制电路构成，差分输入A/D转换器与前端驱动电路的单端至差分AD驱动器联接，差分输入A/D转换器、时序控制电路与运算控制电路联接，电压基准电路、时序控制电路与差分输入A/D转换器联接。所述的运算控制电路由DSP处理器、DDS数字频率合成器构成，DSP处理器的输入端与A/D采样电路联接，DSP处理器的输出端与三相输入自动控制电路的可编程放大器和多路复用器联接，DDS数字频率合成器的输入端与DSP处理器联接，DDS数字频率合成器的输出端与A/D采样电路的时序控制电路联接。 所述的上位机为计算机、PDA、手机、平板电脑中的一种，上位机通过RS232串行接口与运算控制电路中的DSP处理器联接。本技术所述的高精度电参量分析仪，运用DSP作为主要处理芯片，模拟被测信号输入后电压信号通过高精度MN型电阻分压器、电流通过高精度双级电流互感器采样为六路A/D转换器工作电压信号，信号经过可编程放大器实现自动量限控制，六路信号通过多路复用器轮选转换成为两路信号，两路信号经过电压跟随器提高输入阻抗后经过单端至差分AD驱动器后进入18位差分输入A/D转换器转换为数字信号，18位差分输入A/D转换器的幅值参考由基准电压电路提供、采样频率由DDS数字频率合成器合成并经过时序控制电路后提供，转换后的数字信号通过18位差分输入A/D转换器传送至DSP处理器，并由DSP进行运算处理运算出需要的幅值、频率、相位等信息，其中谐波分析采用了非整周期傅里叶补偿算法，配合DDS数字频率合成器跟踪被测信号频率可大幅提高谐波分析精度，根据信号的幅值信息DSP处理器对可编程放大器进行控制实现自动量限控制，根据信号频率信息DSP对数字频率合成器进行控制使得18位差分输入A/D转换器采样频率保持为被测信号频率的整数倍，DSP处理器将处理好的结果数据通过RS232串行接口传送至触摸式液晶控制器以及上位机显示，同时触摸式液晶显示器及上位机通过RS232串行接口将用户输入信息传送至DSP进行处理，根据这些信息DSP处理器对各部分电路进行控制实现各种不同测量功能。本技术测试分析功能多、电学参量测量精度高、谐波分析精度高、显示数据齐全、操作方便。附图说明图I为本技术的结构框图。图2为本技术中的高精度MN型电阻分压器结构示意图。图中，I-模拟信号采样器，2-三相输入自动控制电路，3-前端驱动电路，4-A/D采样电路，5-运算控制电路，6-串联电阻，7-并联电阻，8-高电位补偿导体，9-接地屏蔽器。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步地说明，但不限于实施例。实施例I如图I所示，本技术所述的高精度电参量分析仪，包括模拟信号采样器I、三相输入自动控制电路2、前端驱动电路3、A/D采样电路4、运算控制电路5、显示器和上位机，MN型电阻分压器、双级电流互感器构成模拟信号采样器I，MN型电阻分压器为高精度MN型电阻分压器，双级电流互感器为高精度双级电流互感器，三相被测电压、电流信号分别经过高精度MN型电阻分压器、高精度双级电流互感器输入至三相输入自动控制电路2中，可编程放大器、多路复用器构成三相输入自动控制电路2，可编程放大器的输入端与模拟信号采样器I中的高精度MN型电阻分压器和高精度双级电流互感器联接，两只以上阻值相同的串联电阻和两只以上阻值相同的并联电阻构成高精度MN型电阻分压器，如图2所示，串联电阻6置于高电位补偿导体8中，串联电阻6、高电位补偿导体8和并联电阻7均置于接地屏蔽器9中，可编程放大器的输出端与多路复用器联接，多路复用器与前端驱动电路3联接，电压跟随器、单端至差分AD驱动器构成前端驱动电路3，电压跟随器的输入端与三相输入自动控制电路2的多路复用器联接，电压跟随器的输出端与单端至差分AD驱动器联接，单端至差分AD驱动器与A/D采样电路4联接，三相输入自动控制电路2输出信号经前端驱动电路3送至A/D采样电路4，差分输入A/D转换器、电压基准电路、时序控制电路构成A/D采样电路4，差分输入A/D转换器与前端驱动电路3联接，差分输入A/D转换器、时序控制电路 与运算控制电路5联接，由DSP处理器、DDS数字频率合成器构成运算控制电路5，DSP处理器的输入端与A/D采样电路4联接，DSP处理器的输出端与三相输入自动控制电路2的可编程放大器和多路复用器联接，DDS数字频率合成器的输入端与DSP处理器联接，DDS数字频率合成器的输出端与A/D采样电路4的时序控制电路联接，电压基准电路、时序控制电路与差分输入A/D转换本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高精度电参量分析仪，由模拟信号采样器、三相输入自动控制电路、前端驱动电路、A/D采样电路、运算控制电路、显示器及上位机组成，其特征在于，三相被测电压、电流信号分别经过模拟信号采样器输入至三相输入自动控制电路，三相输入自动控制电路输出信号经前端驱动电路送至A/D采样电路，A/D采样电路输出数字信号经运算控制电路后进入显示器及上位机显示。2.根据权利要求I所述的高精度电参量分析仪，其特征在于，所述的模拟信号采样器由MN型电阻分压器、双级电流互感器构成，MN型电阻分压器、双级电流互感器分别三相输入自动控制电路联接。3.根据权利要求I或2所述的高精度电参量分析仪，其特征在于，所述的三相输入自动控制电路由可编程放大器、多路复用器构成，可编程放大器的输入端与模拟信号采样器中的MN型电阻分压器和双级电流互感器联接，可编程放大器的输出端与多路复用器联接，多路复用器与前端驱动电路联接。4.根据权利要求I或2所述的高精度电参量分析仪，其特征在于，所述的MN型电阻分压器由串联电阻和并联电阻构成，串联电阻置于高电位补偿导体中，串联电阻、高电位补偿导体和并联电阻均置于接地屏蔽器中。5.根据权利要求I或2所述的高精度电参量分析仪，其特征在于，所述串联电阻和并联电阻均为至少两只，且各电阻的电阻值...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾舒帆，李亚娟，陈万才，朱自科，张自长，陈世荣，吴志东，
申请(专利权)人：云南省计量测试技术研究院，
类型：实用新型
国别省市：