CN208224341U - 一种具有多量程输出的工频罗氏线圈 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种具有多量程输出的工频罗氏线圈，用于大电流量程与小电流量程的测量，其中包括罗氏线圈、积分电路、放大电路及低通滤波电路；积分电路的正相输入端与反相输入端分别连接于罗氏线圈的第一输出端与第二输出端；放大电路包括大量程放大电路与小量程放大电路；大量程放大电路的正向输入端连接于积分电路的输出端，小量程放大电路的正向输入端连接于积分电路的输出端；低通滤波电路分别连接于大量程放大电路与小量程放大电路的输出端。有益效果在于：工频罗氏线圈在测量工频电流时，具有大量程输出端和小量程输出端，既满足大电流的测试范围，也满足小电流的测量精度要求，进而降低对现场的施工难度，提高电流的测量精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及罗氏线圈技术领域，尤其涉及一种具有多量程输出的工频罗氏线圈。
背景技术
罗氏线圈又叫电流测量线圈、微分电流传感器，是一个均匀缠绕在非铁磁性材料上的环形线圈。输出信号是电流对时间的微分，通过一个对输出的电压信号进行积分的电路，就可以真实还原输入电流。
目前，罗氏线圈广泛应用于电流的测量，但由于被测对象的电流范围大，使用单一量程的罗氏线圈进行测量时，难以在测量范围和测量精度上做到兼顾。使用大量程的罗氏线圈，不能保证小电流下的精度要求，使用小量程的罗氏线圈，不能满足大电流的测量范围，进而增加了对现场的施工难度。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种具有多量程输出的工频罗氏线圈。
具体技术方案如下：
一种具有多量程输出的工频罗氏线圈，用于大电流量程与小电流量程的测量，其中包括罗氏线圈、积分电路、放大电路及低通滤波电路；
所述积分电路的正相输入端与反相输入端分别连接于所述罗氏线圈的第一输出端与第二输出端；
所述放大电路包括大量程放大电路与小量程放大电路；
所述大量程放大电路的正向输入端连接于所述积分电路的输出端；
所述小量程放大电路的正向输入端连接于所述积分电路的输出端；
所述低通滤波电路分别连接于所述大量程放大电路与所述小量程放大电路的输出端，所述低通滤波电路分别通过大量程输出端与小量程输出端输出。
优选的，所述积分电路包括：
一第一运算放大器，所述第一运算放大器的正相输入端连接于所述第一输出端，所述第一运算放大器的反相输入端通过一第一电阻连接于所述第二输出端；
一第二电阻，连接于所述第一运算放大器的反相输入端与所述第一运算放大器的输出端；
一第一电容，连接于所述第一运算放大器的反相输入端与所述第一运算放大器的输出端；
接地端连接于所述第一运算放大器的正相输入端。
优选的，所述大量程放大电路包括：
一第二运算放大器，所述第二运算放大器的相输入端通过一第二电容连接于所述第一运算放大器的输出端，所述第二运算放大器的反相输入端通过一第三电阻连接于所述第二运算放大器的输出端；
一第四电阻，连接于所述第二运算放大器的反相输入端与接地端之间；
一第五电阻，连接于所述第二运算放大器的正相输入端与接地端之间。
优选的，所述小量程放大电路包括：
一第三运算放大器，所述第三运算放大器的正相输入端通过一第三电容连接于所述第一运算放大器的输出端，所述第三运算放大器的反相输入端通过一第六电阻连接于所述第三运算放大器的输出端；
一第七电阻，连接于所述第三运算放大器的反相输入端与接地端之间；
一第八电阻，连接于所述第三运算放大器的正相输入端与接地端之间。
优选的，所述低通滤波电路包括：
一第四运算放大器，所述第四运算放大器的正相输入端通过一第四电容连接于接地端，所述第四运算放大器的反相输入端连接于所述第四运算放大器的输出端；
一第五电容，通过一第九电阻连接与所述第四运算放大器的正相输入端与所述第四运算放大器的输出端之间；
一第十电阻，连接于所述大量程放大电路和/或所述小量程放大电路的输出端与所述第九电阻之间。
优选的，所述第一运算放大器、所述第二运算放大器及所述第三运算放大器均包括一正电源端与一负电源端；
所述正电源端的电压为+5V，所述负电源端的电压为-5V。
优选的，所述第四运算放大器包括一正电源端与一负电源端；
所述正电源端的电压为+5V，所述负电源端的电压为-5V。
本实用新型的技术方案有益效果在于：工频罗氏线圈在测量工频电流时，具有两个量程输出：大量程和小量程，既可以满足大电流的测试范围，也可以满足小电流的测量精度要求，进而降低对现场的施工难度，提高电流的测量精度。
附图说明
参考所附附图，以更加充分的描述本实用新型的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本实用新型范围的限制。
图1为本实用新型中，关于工频罗氏线圈的整个电路连接图；
图2为本实用新型中，关于积分电路的电路连接图；
图3为本实用新型中，关于大量程放大电路的电路连接图；
图4为本实用新型中，关于小量程放大电路的电路连接图；
图5为本实用新型中，关于低通滤波电路的电路连接图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。
本实用新型包括一种具有多量程输出的工频罗氏线圈，用于大电流量程与小电流量程的测量，其中包括罗氏线圈1、积分电路2、放大电路3及低通滤波电路4；
积分电路2的正相输入端与反相输入端分别连接于罗氏线圈1的第一输出端10与第二输出端11；
放大电路3包括大量程放大电路30与小量程放大电路31；
大量程放大电路30的正向输入端连接于积分电路2的输出端；
小量程放大电路31的正向输入端连接于积分电路2的输出端；
低通滤波电路4分别连接于大量程放大电路30与小量程放大电路31的输出端，低通滤波电路4分别通过大量程输出端40与小量程输出端41输出。
上述具有多量程输出的工频罗氏线圈的技术方案，如图1所示，具有多量程输出的工频罗氏线圈用于大电流量程与小电流量程的测量，具有其中包括罗氏线圈1、积分电路2、放大电路3及低通滤波电路4；
进一步地，罗氏线圈1用于测量工频电流，既可以满足大电流的测试范围，又可以满足小电流的测试精度要求，积分电路2用于将罗氏线圈1测量的电流信号积分转换为电压信号，放大电路3包括大量程放大电路30与小量程放大电路31，大量程放大电路30用于放大大量程的电压信号，小量程放大电路31用于放大小量程的电压信号，低通滤波电路4分别将大量程放大电路30与小量程放大电路31的输出信号进行低通滤波，且分别通过大量程输出端40与小量程输出端41输出；
进一步地，具有多量程输出的工频罗氏线圈，具有两个量程输出端，既可以满足大电流的测试范围，也可以满足小电流的测量精度要求，进而降低对现场的施工难度，提高电流的测量精度。
在一种较优的实施例中，积分电路2包括：
一第一运算放大器U1，第一运算放大器U1的正相输入端连接于第一输出端10，第一运算放大器U1的反相输入端通过一第一电阻R1连接于第二输出端11；
一第二电阻R2，连接于第一运算放大器U1的反相输入端与第一运算放大器U1的输出端；
一第一电容C1，连接于第一运算放大器U1的反相输入端与第一运算放大器U1的输出端；
接地端GND连接于第一运算放大器U1的正相输入端。
具体地，如图2所示，由第一运算放大器U1、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1组成的积分电,2，用于将罗氏线圈1测量的电流信号积分转换为电压信号。
需要说明的是，积分电路2广泛应用于在本技术领域中，并不局限于本积分电路2实现电流信号积分转换为电压信号的功能，在此不再赘述。
在一种较优的实施例中，大量程放大电路30包括：
一第二运算放大器U2，第二运算放大器U2的相输入端通过一第二电容C2连接于第一运算放大器U2的输出端，第二运算放大器U2的反相输入端通过一第三电阻R3连接于第二运算放大器U2的输出端；
一第四电阻R4，连接于第二运算放大器U2的反相输入端与接地端GND之间；
一第五电阻R5，连接于第二运算放大器U2的正相输入端与接地端GND之间。
具体地，如图3所示，由第二运算放大器U2、第二电容C2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5组成的大量程放大电路30，用于放大大量程的电压信号，使得具有多量程输出的工频罗氏线圈满足大量程的测量范围，进而降低对现场的施工难度，提高电流的测量精度。
在一种较优的实施例中，小量程放大电路31包括：
一第三运算放大器U3，第三运算放大器U3的正相输入端通过一第三电容C3连接于第一运算放大器U1的输出端，第三运算放大器U3的反相输入端通过一第六电阻R6连接于第三运算放大器U3的输出端；
一第七电阻R7，连接于第三运算放大器U3的反相输入端与接地端GND之间；
一第八电阻R8，连接于第三运算放大器U3的正相输入端与接地端GND之间。
具体地，如图4所示，由第三运算放大器U3、第三电容C3、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8组成的小量程放大电路31，用于放大小量程的电压信号，使得具有多量程输出的工频罗氏线圈满足小量程的测试精度要求，进而降低对现场的施工难度，提高电流的测量精度。
在一种较优的实施例中，低通滤波电路4包括：
一第四运算放大器U4，第四运算放大器U4的正相输入端通过一第四电容C4连接于接地端GND，第四运算放大器U4的反相输入端连接于第四运算放大器U4的输出端；
一第五电容C5，通过一第九电阻R9连接与第四运算放大器U4的正相输入端与第四运算放大器U4的输出端之间；
一第十电阻R10，连接于大量程放大电路30和/或小量程放大电路31的输出端与第九电阻R9之间。
具体地，如图5所示，由第四运算放大器U4、第四电容C4、第五电容C5、第九电阻R9、第十电阻R10组成的低通滤波电路4，分别将大量程放大电路30与小量程放大电路31的输出信号进行低通滤波，且分别通过大量程输出端40与小量程输出端41输出，使得具有多量程输出的工频罗氏线圈具有两个量程输出端，包括大量程输出端40与小量程输出端41，既可以满足大电流的测试范围，也可以满足小电流的测量精度要求，进而降低对现场的施工难度，提高电流的测量精度。
在一种较优的实施例中，第一运算放大器U1、第二运算放大器U2及第三运算放大器U3均包括一正电源端与一负电源端；
正电源端的电压为+5V，负电源端的电压为-5V。
在一种较优的实施例中，第四运算放大器U4包括一正电源端与一负电源端；
正电源端的电压为+5V，负电源端的电压为-5V。
具体地，第一运算放大器U1、第二运算放大器U2、第三运算放大器U3及第四运算放大器U4均采用双电源供电，其中正电源端的电压为+5V，负电源端的电压为-5V。
以上所述仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (7)
1.一种具有多量程输出的工频罗氏线圈，用于大电流量程与小电流量程的测量，其特征在于，包括罗氏线圈、积分电路、放大电路及低通滤波电路；
所述积分电路的正相输入端与反相输入端分别连接于所述罗氏线圈的第一输出端与第二输出端；
所述放大电路包括大量程放大电路与小量程放大电路；
所述大量程放大电路的正向输入端连接于所述积分电路的输出端；
所述小量程放大电路的正向输入端连接于所述积分电路的输出端；
所述低通滤波电路分别连接于所述大量程放大电路与所述小量程放大电路的输出端，所述低通滤波电路分别通过大量程输出端与小量程输出端输出。
2.根据权利要求1所述的工频罗氏线圈，其特征在于，所述积分电路包括：
一第一运算放大器，所述第一运算放大器的正相输入端连接于所述第一输出端，所述第一运算放大器的反相输入端通过一第一电阻连接于所述第二输出端；
一第二电阻，连接于所述第一运算放大器的反相输入端与所述第一运算放大器的输出端；
一第一电容，连接于所述第一运算放大器的反相输入端与所述第一运算放大器的输出端；
接地端连接于所述第一运算放大器的正相输入端。
3.根据权利要求2所述的工频罗氏线圈，其特征在于，所述大量程放大电路包括：
一第二运算放大器，所述第二运算放大器的相输入端通过一第二电容连接于所述第一运算放大器的输出端，所述第二运算放大器的反相输入端通过一第三电阻连接于所述第二运算放大器的输出端；
一第四电阻，连接于所述第二运算放大器的反相输入端与接地端之间；
一第五电阻，连接于所述第二运算放大器的正相输入端与接地端之间。
4.根据权利要求3所述的工频罗氏线圈，其特征在于，所述小量程放大电路包括：
一第三运算放大器，所述第三运算放大器的正相输入端通过一第三电容连接于所述第一运算放大器的输出端，所述第三运算放大器的反相输入端通过一第六电阻连接于所述第三运算放大器的输出端；
一第七电阻，连接于所述第三运算放大器的反相输入端与接地端之间；
一第八电阻，连接于所述第三运算放大器的正相输入端与接地端之间。
5.根据权利要求1所述的工频罗氏线圈，其特征在于，所述低通滤波电路包括：
一第四运算放大器，所述第四运算放大器的正相输入端通过一第四电容连接于接地端，所述第四运算放大器的反相输入端连接于所述第四运算放大器的输出端；
一第五电容，通过一第九电阻连接与所述第四运算放大器的正相输入端与所述第四运算放大器的输出端之间；
一第十电阻，连接于所述大量程放大电路和/或所述小量程放大电路的输出端与所述第九电阻之间。
6.根据权利要求4所述的工频罗氏线圈，其特征在于，所述第一运算放大器、所述第二运算放大器及所述第三运算放大器均包括一正电源端与一负电源端；
所述正电源端的电压为+5V，所述负电源端的电压为-5V。
7.根据权利要求5所述的工频罗氏线圈，其特征在于，所述第四运算放大器包括一正电源端与一负电源端；
所述正电源端的电压为+5V，所述负电源端的电压为-5V。
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