CN206348378U - 一种直流电压隔离测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了直流电压测试技术领域内的一种直流电压隔离测量装置，包括V/F转换器，直流电压Vin输入给V/F转换器，V/F转换器将直流电压转换成第一频率并将其输出给光纤传输器，光纤传输器将第一频率进行信号处理后输出第二频率并传输给F/V转换器，F/V转换器输出与直流电压Vin呈线性的测量电压Vout；本实用新型信号传输稳定，工作可靠性高，电路结构简单，成本低。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电压测量装置，特别涉及用来测量直流电压的装置。
背景技术
传统的直流测量电路一般是把直流电压采样电路获得的电压值由压频转换电路变为频率信号，然后直接输送给数字信号处理电路，具体的为，先将直流电压通过压控振荡芯片转换成频率信号，再将频率信号通过磁隔离器件间接传递至后级整流、补偿、调理电路，频率信号经过整流、补偿、调理后再次转变成电压信号。将该电压信号提供给模拟-数字转换器转换为对应的二进制数字信号后传送给处理器进行数据的运算，进而得到电压值。这种电路由于没有将控制电路和直流电路部分进行分离，两个电路会互相影响、互相干扰、导致电路稳定性降低，可靠性不高，而且测试电路的电结构很复杂，成本高。
实用新型内容
针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足之处，提供一种直流电压隔离测量装置，解决成本高且测量可靠性不高的技术问题，本实用新型中测量电路的电结构简单，工作可靠性高。
本实用新型的目的是这样实现的：一种直流电压隔离测量装置，包括V/F转换器，直流电压Vin输入给V/F转换器，所述V/F转换器将直流电压转换成第一频率并将其输出给光纤传输器，所述光纤传输器将第一频率进行信号处理后输出第二频率并传输给F/V转换器，F/V转换器输出与直流电压Vin呈线性的测量电压Vout。
为了使传输第一频率信号时更加稳定，所述光纤传输器包括光驱动单元，所述V/F转换器将直流电压转换成第一频率并将其输出给光驱动单元，所述光驱动单元驱动光发送单元工作，所述光发送单元将第一频率进行信号处理后通过光纤传输给光接收单元，所述光接收单元输出第二频率并将第二频率信号传输给F/V转换器，所述光接收单元的供电电压源与光发送单元的供电电压源不同。
与现有技术相比，本实用新型的技术效果在于：本实用新型通过光纤传输器传输频率信号更加稳定，工作可靠；电路连接结构简单，成本低。
附图说明
图1为本实用新型的测量原理图。
图2为本实用新型的V/F转换器的结构图。
图3为本实用新型的光纤传输器的结构图。
图4为本实用新型的F/V转换器的结构图。
具体实施方式
如图1～4所示的一种直流电压隔离测量装置，包括V/F转换器，直流电压Vin输入给V/F转换器， V/F转换器将直流电压转换成第一频率并将其输出给光纤传输器，光纤传输器将第一频率进行信号处理后输出第二频率并传输给F/V转换器；V/F转换器、光纤传输器和F/V转换器集成于一体；为了使传输第一频率信号时更加稳定，光纤传输器包括光驱动单元，V/F转换器将直流电压转换成第一频率并将其输出给光驱动单元，光驱动单元驱动光发送单元工作，光发送单元将第一频率进行信号处理后通过光纤传输给光接收单元，光接收单元输出第二频率并将第二频率信号传输给F/V转换器。
其中，如图2所示，V/F转换器包括转换芯片一，直流电压的输出端子与转换芯片一的引脚7之间串联有输入电阻Rin，转换芯片一的引脚7接输入电容Cin一端，输入电容Cin另一端接地；转换芯片一的引脚8上分别连接有给转换芯片一供电的电源一Vcc和第一电阻R1一端，第一电阻R1另一端连接第一电容C1一端，第一电容C1另一端接地；转换芯片一的引脚4接地，转换芯片一的引脚2连接固定电阻Rs一端，固定电阻Rs另一端连接增益电阻Rs1一端，增益电阻Rs1另一端接地；转换芯片一的引脚1上连接滤波电阻一RL一端，滤波电阻一RL并联有滤波电容一CL，滤波电阻一RL另一端与第三电阻R3一端连接，第三电阻R3另一端接地；转换芯片一的引脚8和引脚3之间连接有第二电阻R2，转换芯片一的引脚3输出第一频率；
第一频率的计算公式为： （1）；
如图3所示，光驱动单元包括驱动芯片，驱动芯片的引脚2输入第一频率信号Fout1，驱动芯片的引脚8连接用来给驱动芯片供电的电源二Vcc1，驱动芯片的引脚8与驱动芯片的引脚1连接，驱动芯片的引脚4接地；光发送单元包括发送芯片，驱动芯片的引脚3和发送芯片的引脚2连接，电源二Vcc1和发送芯片的引脚1之间连接有滤波电阻二R205，电源二Vcc1连接滤波电容二C203一端，滤波电容二C203另一端接地；发送芯片的引脚2上连接第二电容C2一端，第二电容C2另一端与电源二Vcc1连接；光接收单元包括接收芯片，接收芯片的引脚3连接用来给接收芯片供电的电源三Vcc2，接收芯片的引脚2接地，接收芯片的引脚1和引脚4连接在一起并输出第二频率Fout2给F/V转换器；
如图4所示，F/V转换器包括转换芯片二，转换芯片二的引脚8连接有用来给转换芯片二供电的电源四Vcc3，转换芯片二的引脚8和转换芯片的引脚5之间通过第四电阻R4连接，转换芯片二的引脚5连接第三电容C3一端，第三电容C3另一端接地，第二频率信号Fout2从转换芯片二的引脚6输入，转换芯片二的引脚3和引脚4均接地，转换芯片二的引脚2连接第五电阻Rs2一端，第五电阻Rs2另一端接地；转换芯片二的引脚1输出测量电压Vout，转换芯片的引脚1连接第六电阻R5一端，第六电阻R5与第四电容C4并联，第六电阻R5另一端接地；
通过F/V转换器可得到测量电压与第二频率之间的关系，测量电压的计算公式为：
（2）；
而光纤传输过程中，频率信号不会失真，可以认为第一频率与第二频率为同等值，因此可将第一频率代入公式（2）中，得到测量电压Vout，见公式（3）
（3）。
从公式（1）～公式（3）可以看出，测量电压Vout与直流电压Vin呈比例，测得Vout的具体数值后按照公式（3）就可以计算出直流电压值Vin；
另外，需要说明的是，电源二Vcc1和电源三Vcc2来源于不同的电压源，即两者隔离接入，转换芯片一和转换芯片二的型号均为LM331，驱动芯片的型号为SN75451B，发送芯片的型号为HFBR-1524，接收芯片的型号为HFBR-2524。
本实用新型与现有技术相比，具有的技术效果为，本实用新型将直流电压转换成第一频率信号后经过光纤传输器将第一频率信号进行信号调理后传输给F/V转换器，不会失真，信号传输稳定，只要测量出转换芯片二的引脚1上的电压值即可换算出直流电压值，电路结构简单，工作可靠，成本低，可应用于直流电压的隔离测量工作中。
本实用新型并不局限于上述实施例，在本实用新型公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本实用新型保护范围内。
Claims (2)
1.一种直流电压隔离测量装置，其特征在于，包括V/F转换器，直流电压Vin输入给V/F转换器，所述V/F转换器将直流电压转换成第一频率并将其输出给光纤传输器，所述光纤传输器将第一频率进行信号处理后输出第二频率并传输给F/V转换器，F/V转换器输出与直流电压Vin呈线性的测量电压Vout。
2.根据权利要求1所述的一种直流电压隔离测量装置，其特征在于：所述光纤传输器包括光驱动单元，所述V/F转换器将直流电压转换成第一频率并将其输出给光驱动单元，所述光驱动单元驱动光发送单元工作，所述光发送单元将第一频率进行信号处理后通过光纤传输给光接收单元，所述光接收单元输出第二频率并将第二频率信号传输给F/V转换器，所述光接收单元的供电电压源与光发送单元的供电电压源不同。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201621393902.7U CN206348378U (zh) | 2016-12-19 | 2016-12-19 | 一种直流电压隔离测量装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201621393902.7U CN206348378U (zh) | 2016-12-19 | 2016-12-19 | 一种直流电压隔离测量装置 |
Publications (1)
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|---|---|
| CN206348378U true CN206348378U (zh) | 2017-07-21 |
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| CN201621393902.7U Active CN206348378U (zh) | 2016-12-19 | 2016-12-19 | 一种直流电压隔离测量装置 |
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| CN (1) | CN206348378U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107765069A (zh) * | 2017-10-18 | 2018-03-06 | 北京金自天正智能控制股份有限公司 | 一种高压大功率变流器电流电压光采样装置 |
| CN110082582A (zh) * | 2019-03-21 | 2019-08-02 | 北京交通大学 | 一种基于光纤传输系统的电流传感器 |
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2016
- 2016-12-19 CN CN201621393902.7U patent/CN206348378U/zh active Active
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