CN212905129U - 一种电压变送器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电压变送器，属于电量信号传输技术领域，解决了现有的电压变送器的电压隔离度不大于10kv的问题。电压变送器包括：高、低压侧；高压侧包括：采集第一模拟信号并进行整形的信号调理模块；接收第一模拟信号并转换成第一数字信号的传输转换模块；接收第一数字信号并转换成光信号后辐射出去的红外发射模块；第一电源模块；为第一电源模块、红外发射模块供电的电池；低压侧包括：接收光信号后转换成第二数字信号的红外接收模块；接收第二数字信号并转换成第二模拟信号的接收转换模块；接收第二模拟信号并整形后输出的输出模块；第二电源模块；红外发射管与红外接收管之间相距10~100mm。本实用新型用于电量信号传输。

Description

一种电压变送器

技术领域

本实用新型涉及电量信号传输技术领域，尤其涉及一种电压变送器。

背景技术

电压变送器是将采集端的电压信号传输到测量和控制端的中介部件，在一些工业现场和高压仪器中，需要电压变送器的采集端和输出端具有非常高的电压隔离度，以保证安全，抑制干扰。

电压隔离度也叫耐压强度、绝缘强度，这是衡量信号变送器的重要参数之一。它指的是高压输入侧（即采集端）与低压输出侧之间的耐压能力，它的数值越大说明隔离能力越强，抗干扰性能越高。目前电压变送器从信息通道隔离传输方式上主要为：变压器隔离方式，光电隔离方式、电场耦合隔离方式，以及绝缘栅极隔离方式等几种，能量通道隔离传输方式主要采用变压器隔离方式，由于这些隔离方式受原理、具体工艺、物理结构，以及元器件的尺寸、封装技术等的限制，导致现有的电压变送器的电压隔离度不大于10kv。

发明内容

本实用新型的目的在于解决现有的电压变送器的电压隔离度不大于10kv的问题。

实现本实用新型目的的技术方案如下：

一种电压变送器，包括：高压侧和低压侧；所述高压侧包括：信号调理模块，所述信号调理模块用于采集第一模拟信号并进行整形；传输转换模块，所述传输转换模块与所述信号调理模块连接，用于接收整形后的所述第一模拟信号，并将所述第一模拟信号转换成第一数字信号；红外发射模块，所述红外发射模块与所述传输转换模块连接，用于接收所述第一数字信号，并将所述第一数字信号转换成光信号后辐射出去；第一电源模块，所述第一电源模块与所述信号调理集模块和所述传输转换模块连接，用于为所述信号调理模块和所述传输转换模块供电；电池，所述电池与所述第一电源模块和所述红外发射模块连接，用于为所述第一电源模块和所述红外发射模块供电；所述低压侧包括：红外接收模块，所述红外接收模块用于接收所述光信号后转换成第二数字信号；接收转换模块，所述接收转换模块与所述红外接收模块连接，用于接收所述第二数字信号，并将所述第二数字信号转换成第二模拟信号；输出模块，所述输出模块与所述接收转换模块连接，用于接收所述第二模拟信号并进行整形后输出；第二电源模块，所述第二电源模块与所述接收转换模块和所述红外接收模块连接，用于为所述接收转换模块和所述红外接收模块供电；所述红外发射管与所述红外接收管之间的距离为10mm~100mm。

可选的，所述信号调理模块包括输入端口、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一滑动变阻器、第一运算放大器、第二运算放大器，以及第一二极管；所述第一运算放大器的电源正极引脚与所述第一电源模块连接，电源负极引脚接地，同向输入端接地，反向输入端与所述输入端口的第二端连接，所述输出端与所述第二运算放大器的反向输入端连接；所述输入端口的第一端接地；所述第三电容和所述第一电阻依次串联在所述输入端口的第二端和所述第一运算放大器的反向输入端之间；所述第一电容和所述第二电容依次并联在所述输入端口第一端与所述第三电容之间；所述第一二极管的正极接地，负极连接于所述第二电容与第三电容之间的节点处；所述第四电容一端接地，另一端连接于所述第一运算放大器电源正极引脚的电路上；所述第三电阻与第五电容依次串联在所述第一运算放大器的输出端与所述第二运算放大器的反向输入端之间；所述第二电阻一端连接于第一电阻与所述第一运算放大器反向输入端之间的节点，另一端连接于所述第一运算放大器输出端与所述第三电阻之间的节点处；所述第二运算放大器同向输入端接地，输出端与所述传输转换模块连接；所述第六电容串联在所述第二运算放大器输出端与所述传输转换模块连接的电路上；所述第四电阻一端连接于所述第三电阻与第五电容之间的节点处，另一端接地；所述第一滑动变阻器第一端连接于所述第二运算放大器的输出端与所述第六电容之间的节点处，第二端连接所述第五电阻的一端，所述第五电阻另一端连接于所述第五电容与所述第二运算放大器反向输入端之间的节点处。

可选的，所述传输转换模块包括集成电路芯片、第七电容、第八电容、第九电容、电感、第六电阻；所述集成电路芯片的第一输入端与所述信号调理模块连接，第二输入端与第七电容的一端连接，电压输入端与所述第一电源模块连接，输出端与所述红外发射模块连接；所述电感串联在所述集成电路芯片的电压输入端的电路上；所述第八电容和第九电容的一端依次连接于所述集成电路芯片的电压输入端与所述电感之间的节点处，另一端均接地；所述第七电容的另一端接地；所述第六电阻串联在所述集成电路芯片的输出端的电路上。

可选的，所述红外发射模块包括第三运算放大器、第七电阻、第八电阻、第九电阻，以及红外发射管；所述第三运算放大器的同向输入端及反向输入端分别与所述传输转换模块连接，输出端与红外发射管的一端连接；所述第七电阻串联在所述第三运算放大器的同向输入端的电路上；所述第八电阻串联在所述第三运算放大器的反向输入端的电路上；所述红外发射管的另一端与所述电池连接；所述第九电阻串联在所述红外发射管与所述电池之间。

可选的，所述第一电源模块包括第一稳压器、第十电容、第十一电容、第十二电容、第十三电容；所述第一稳压器的输入端与所述电池正极连接，接地端接地，输出端与所述信号调理模块、所述传输转换模块连接；所述第十电容、所述第十一电容的一端依次连接于所述电池与所述第一稳压器的输入端之间，另一端均接地；所述第十二电容、所述第十三电容的一端共同连接于所述第一稳压器的输出端电路上，另一端均接地。

可选的，所述红外接收模块包括：红外接收管、第四运算放大器、第五运算放大器、第二滑动变阻器、第三滑动变阻器、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十四电容、第十五电容、第十六电容、第十七电容、第十八电容；所述第四运算放大器电源正极引脚与所述第二电源模块连接，电源负极引脚接地，反向输入端与所述红外接收管第一端连接，同向输入端与所述第五运算放大器的同向输入端连接，输出端与所述第五运算放大器的反向输入端连接；所述第十二电阻和第十八电容串联在所述第四运算放大器输出端与第五运算放大器反向输入端之间；所述红外接收管第二端连接于所述第四运算放大器输出端与第十二电阻之间的节点；所述第十五电容串联在所述红外接收管与所述第四运算放大器反向输入端之间；所述第十一电阻一端连接于所述红外接收管与所述第十五电容之间的节点，另一端连接于所述第四运算放大器的同向输入端；所述第二滑动变阻器第一端连接于所述第四运算放大器输出端与第十二电容之间的节点，第二端连接于所述红外接收管与所述第二滑动变阻器第一端之间的节点，第三端连接于第十五电容与所述第四运算放大器反向输入端之间的节点；第十电阻串联于第二滑动变阻器的第三端与所述第四运算放大器反向输入端之间；第十四电容串联在所述红外接收管第二端与所述第二滑动变阻器的第二端之间；所述第十六电容一端连接于所述第四运算放大器电源正极引脚的电路上，另一端接地；第十七电容第一端连接于所述第五运算放大器输出电路上，第二端连接于所述第十二电阻与所述十八电容之间的节点；所述第三滑动变阻器第一端连接于所述第五运算放大器的输出电路与所述第十七电容之间的节点，第二端连接于所述第十七电容与第三滑动变阻器第一端之间的节点，第三端连接于所述第五运算放大器反向输入端；所述第十四电阻串联在所述第三滑动变阻器第三端与所述第五运算放大器反向输入端之间；所述第十三电阻一端连接于所述第十二电阻与所述第十八电容之间的节点，另一端连接于所述第五运算放大器的同向输入端；所述第五运算放大器的输出端与所述接收转换模块连接。

可选的，所述接收转换模块包括第六运算放大器、第二二极管、第三二极管、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第十九电容；所述第六运算放大器反向输入端与所述红外接收模块输出端连接，同向输入端接地，输出端与所述输出模块连接，电源正极引脚与所述第二电源模块连接，电源负极引脚接地；所述第十五电阻、第十九电容、第十七电阻依次串联在所述红外接收模块输出端与所述第六运算放大器反向输入端之间；所述第十六电阻一端连接于所述第十九电容与第十七电阻之间的节点，另一端接地；所述第十九电阻串联在所述第六运算放大器同向输入端与地之间；所述第二二极管输出端与所述第十八电阻第一端连接，所述第二二极管的输入端与所述第三二极管的输出端共同连接于所述第六运算放大器输出端，所述第十八电阻第二端与所述第三二极管输入端共同连接于所述第十七电阻与所述第六运算放大器反向输入端之间的节点。

可选的，所述输出模块包括第七运算放大器、第二十电阻、第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻、第二十四电阻、第二十五电阻、第二十电容、第二十一电容、输出端口；所述第七运算放大器同向输入端与所述接受转换模块输出端连接，反向输入端接地，输出端与所述输出端口第二端连接；所述第二十电阻串联在所述接收转换模块输出端与所述第七运算放大器同向输入端之间；所述第二十电容一端与所述第七运算放大器同向输入端连接，另一端接地；所述第二十一电阻一端与所述第七运算放大器同向输入端连接，另一端接地；所述第二十三电阻串联在所述第七运算放大器反向输入端与地之间；所述第二十四电阻串联在所述第七运算放大器输出端与输出端口之间；所述第二十二电阻一端连接于所述第二十三电阻与所述第七运算放大器反向输入端之间的节点处，另一端连接于所述第二十四电阻与所述第七运算放大器输出端之间的节点处；所述第二十五电阻、第二十一电容一端依次连接于所述第二十四电阻与所述输出端口之间，另一端均接地。

可选的，所述第二电源模块包括供电接口、第二稳压器、第二十二电容、第二十三电容、第二十四电容、第二十五电容；所述第二稳压器的输入端与所述供电接口连接，接地端接地，输出端与所述红外接收模块、所述接收转换模块连接；所述第二十二电容、所述第二十三电容的一端依次连接于所述供电接口与所述第二稳压器的输入端之间，另一端均接地；所述第二十四电容、所述第二十五电容的一端共同连接于所述第二稳压器的输出端电路上，另一端均接地。

可选的，所述电池为干电池或充电电池。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的电压变送器，通过在高压侧设置信号调理模块采集第一模拟信号并进行整形，传输转换模块将第一模拟信号转换成第一数字信号，红外发射模块再将第一数字信号转换成光信号辐射出去，低压侧设置红外接收模块将光信号转换成第二数字信号，接收转换模块将第二数字信号转换成第二模拟信号，输出模块再将第二模拟信号进行整形后输出。同时，高压侧采用电池给第一电源模块供电。相较于现有技术的电压变送器，本申请信息通道的传输方式采用分离的红外发射管和红外接收管，且它们之间的距离为10mm~100mm，保证了信息通道的电压隔离度大于10kv。另一方面，相较于现有技术的电压变送器的高压端电源模块由低压侧电源模块通过能量通道供电，本申请的高压侧第一电源模块由独立的电池供电，彻底断绝了高压侧和低压侧的电气连接，高压侧和低压侧之间的安装距离不受限制，从而保证了能量通道的电压隔离度足够大，进而本申请的电压变送器实现了整体的电压隔离度大于10kv。

附图说明

图1为本实用新型提供的电压变送器的结构示意图；

图2为本实用新型提供的电压变送器高压侧的结构示意图；

图3为本实用新型提供的电压变送器低压侧的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本实用新型的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本实用新型的保护范围之内。

在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

请参图1所示，图1为本实用新型提供的电压变送器的结构示意图，一种电压变送器，包括：高压侧1和低压侧2；高压侧1包括：信号调理模块11，信号调理模块11用于采集第一模拟信号并进行整形；传输转换模块12，传输转换模块12与信号调理模块11连接，用于接收整形后的第一模拟信号，并将第一模拟信号转换成第一数字信号；红外发射模块13，红外发射模块13与传输转换模块12连接，用于接收第一数字信号，并将第一数字信号转换成光信号后辐射出去；第一电源模块14，第一电源模块14与信号调理集模块和传输转换模块12连接，用于为信号调理模块11和传输转换模块12供电；电池15，电池15与第一电源模块14和红外发射模块13连接，用于为第一电源模块14和红外发射模块13供电；低压侧2包括：红外接收模块21，红外接收模块21用于接收光信号后转换成第二数字信号；接收转换模块22，接收转换模块22与红外接收模块21连接，用于接收第二数字信号，并将第二数字信号转换成第二模拟信号；输出模块23，输出模块23与接收转换模块22连接，用于接收第二模拟信号并进行整形后输出；第二电源模块24，第二电源模块24与接收转换模块22和红外接收模块21连接，用于为接收转换模块22和红外接收模块21供电。红外发射管132与红外接收管211之间的距离为10mm~100mm。

其中，信号调理模块11用于采集第一模拟信号并进行整形，输出模块23用于接收第二模拟信号并进行整形后输出，整形包括模拟信号的放大、滤波，以及适配等。传输转换模块12为压/频转换模块、模/数转换模块等，相应的，接收转换模块22为频/压转换模块、数/模转换模块等，传输转换模块12和接收转换模块22能够保证电量信息可以完整的、高精度的通过信息通道的传输。

在实际应用中，本申请的电压变送器在红外发射管发射方向相距10mm~100mm处布置红外接收管。高压侧1和低压侧2的整体结构保证10mm以上的安全距离。根据所需隔离电压，由于空气的绝缘强度大约3kv/mm，考虑到湿度等因素影响并留有一定余量，采用1kv/mm的绝缘强度数值，空间上相距10mm就可以保证10kv的隔离电压度，距离大于10mm就可以保证大于10kv的隔离电压度。同时，还可以采用绝缘片隔档、刷绝缘漆等方式来进一步提高隔离电压度。

本实用新型提供的电压变送器，通过在高压侧设置信号调理模块采集第一模拟信号并进行整形，传输转换模块将第一模拟信号转换成第一数字信号，红外发射模块再将第一数字信号转换成光信号辐射出去，低压侧设置红外接收模块将光信号转换成第二数字信号，接收转换模块将第二数字信号转换成第二模拟信号，输出模块再将第二模拟信号进行整形后输出。同时，高压侧采用电池给第一电源模块供电。相较于现有技术的电压变送器，本申请信息通道的传输方式采用分离的红外发射管和红外接收管，且它们之间的距离为10mm~100mm，保证了信息通道的电压隔离度大于10kv。另一方面，相较于现有技术的电压变送器的高压端电源模块由低压侧电源模块通过能量通道供电，本申请的高压侧第一电源模块由独立的电池供电，彻底断绝了高压侧和低压侧的电气连接，高压侧和低压侧之间的安装距离不受限制，从而保证了能量通道的电压隔离度足够大，进而本申请的电压变送器实现了整体的电压隔离度大于10kv，至几十千伏。

如图2所示，信号调理模块11包括输入端口111、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一滑动变阻器RW1、第一运算放大器112、第二运算放大器113，以及第一二极管D1；第一运算放大器112的电源正极引脚与第一电源模块14连接，电源负极引脚接地，同向输入端接地，反向输入端与输入端口111的第二端连接，输出端与第二运算放大器113的反向输入端连接；输入端口111的第一端接地；第三电容C3和第一电阻R1依次串联在输入端口111的第二端和第一放大器的反向输入端之间；第一电容C1和第二电容C2依次并联在输入端口111第一端与第三电容C3之间；第一二极管D1的正极接地，负极连接于第二电容C2与第三电容C3之间的节点处；第四电容C4一端接地，另一端连接于第一运算放大器112电源正极引脚的电路上；第三电阻R3与第五电容C5依次串联在第一运算放大器112的输出端与第二运算放大器113的反向输入端之间；第二电阻R2一端连接于第一电阻R1与第一运算放大器112反向输入端之间的节点，另一端连接于第一运算放大器112输出端与第三电阻R3之间的节点处；第二运算放大器113同向输入端接地，输出端与传输转换模块12连接；第六电容C6串联在第二运算放大器113输出端与传输转换模块12连接的电路上；第四电阻R4一端连接于第三电阻R3与第五电容C5之间的节点处，另一端接地；第一滑动变阻器RW1第一端连接于第二运算放大器113的输出端与第六电容C6之间的节点处，第二端连接第五电阻R5的一端，第五电阻R5另一端连接于第五电容C5与第二运算放大器113反向输入端之间的节点处。

一般第一运算放大器112、第二运算放大器113可以选用型号为MC34072的运算放大器。

可选的，如图2所示，传输转换模块12包括集成电路芯片121、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、电感L、第六电阻R6；集成电路芯片121的第一输入端与信号调理模块11连接，具体的，集成电路芯片121的第一输入端与第二运算放大器113输出端连接，第二输入端与第七电容C7的一端连接，电压输入端与第一电源模块14连接，输出端与红外发射模块13连接；电感L串联在集成电路芯片121的电压输入端的电路上；第八电容C8和第九电容C9的一端依次连接于集成电路芯片121的电压输入端与电感L之间的节点处，另一端均接地；第七电容C7的另一端接地；第六电阻R6串联在集成电路芯片121的输出端的电路上。

其中，第九电容C9为有极性电容，集成电路芯片可以选用型号为SA602A的产品。

实际中，如图2所示，红外发射模块13包括第三运算放大器131、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9，以及红外发射管132；第三运算放大器131的同向输入端及反向输入端分别与传输转换模块12连接，输出端与红外发射管132的一端连接；第七电阻R7串联在第三运算放大器131的同向输入端的电路上；第八电阻R8串联在第三运算放大器131的反向输入端的电路上；红外发射管132的另一端与电池15连接；第九电阻R9串联在红外发射管132与电池15之间。

其中，红外发射管132为发光二极管，可采用的型号有：IR908-7C-F、HIR333C-A、SFH484、TSAL6200、IR928等。第三运算放大器可以是型号为MC34072的产品。

如图2所示，第一电源模块14包括第一稳压器141、第十电容C10、第十一电容C11、第十二电容C12、第十三电容C13；第一稳压器141的输入端与电池15正极连接，接地端接地，输出端与信号调理模块11、传输转换模块12连接；第十电容C10、第十一电容C11的一端依次连接于电池15与第一稳压器141的输入端之间，另一端均接地；第十二电容C12、第十三电容C13的一端共同连接于第一稳压器141的输出端电路上，另一端均接地。

其中，第十一电容C11、第十二电容C12为有极性电容。第一稳压器可以采用型号为78L05的产品。

在实际应用中，如图3所示，红外接收模块21包括：红外接收管211、第四运算放大器212、第五运算放大器213、第二滑动变阻器RW2、第三滑动变阻器RW3、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十四电容C14、第十五电容C15、第十六电容C16、第十七电容C17、第十八电容C18；第四运算放大器212电源正极引脚与第二电源模块24连接，电源负极引脚接地，反向输入端与红外接收管211第一端连接，同向输入端与第五运算放大器213的同向输入端连接，输出端与第五运算放大器213的反向输入端连接；第十二电阻R12和第十八电容C18串联在第四运算放大器212输出端与第五运算放大器213反向输入端之间；红外接收管211第二端连接于第四运算放大器212输出端与第十二电阻R12之间的节点；第十五电容C15串联在红外接收管211与第四运算放大器212反向输入端之间；第十电阻R11一端连接于红外接收管211与第十五电容C15之间的节点，另一端连接于第四运算放大器212的同向输入端；第二滑动变阻器RW2第一端连接于第四运算放大器212输出端与第十二电容C12之间的节点，第二端连接于红外接收管211与第二滑动变阻器RW2第一端之间的节点，第三端连接于第十五电容C15与第四运算放大器212反向输入端之间的节点；第十电阻R10串联于第二滑动变阻器RW2的第三端与第四运算放大器212反向输入端之间；第十四电容C14串联在红外接收管211第二端与第二滑动变阻器RW2的第二端之间；第十六电容C16一端连接于第四运算放大器212电源正极引脚的电路上，另一端接地；第十七电容C17第一端连接于第五运算放大器213输出电路上，第二端连接于第十二电阻R12与十八电容之间的节点；第三滑动变阻器RW3第一端连接于第五运算放大器213的输出电路与第十七电容C17之间的节点，第二端连接于第十七电容C17与第三滑动变阻器RW3第一端之间的节点，第三端连接于第五运算放大器213反向输入端；第十四电阻R14串联在第三滑动变阻器RW3第三端与第五运算放大器213反向输入端之间；第十三电阻R13一端连接于第十二电阻R12与第十八电容C18之间的节点，另一端连接于第五运算放大器213的同向输入端；第五运算放大器213的输出端与接收转换模块22连接。

其中，红外接收管211可以为发光三极管，可以采用的型号有SFH320、 BPW34S、BPW34BS、BP104FS等。第四运算放大器、第五运算放大器可以采用型号为MC34072的产品。

可选的，如图3所示，接收转换模块22包括第六运算放大器221、第二二极管D2、第三二极管D3、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第十九电容C19；第六运算放大器221反向输入端与红外接收模块输出端连接，具体的，第六运算放大器221反向输入端与第五运算放大器213输出端连接，同向输入端接地，输出端与输出模块23连接，电源正极引脚与第二电源模块24连接，电源负极引脚接地；第十五电阻R15、第十九电容C19、第十七电阻R17依次串联在红外接收模块输出端与第六运算放大器反向输入端之间；第十六电阻R16一端连接于第十九电容C19与第十七电阻R17之间的节点，另一端接地；第十九电阻R19串联在第六运算放大器221同向输入端与地之间；第二二极管D2输出端与第十八电阻R18第一端连接，第二二极管D2的输入端与第三二极管D3的输出端共同连接于第六运算放大器221输出端，第十八电阻R18第二端与第三二极管D3输入端共同连接于第十七电阻R17与第六运算放大器221反向输入端之间的节点。

实际中，第二二极管D2可以采用型号为IN4148的产品，第三二极管可以采用型号为IN4448的产品，第六运算放大器可以采用MC34074的产品

如图3所示，输出模块23包括第七运算放大器231、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第二十四电阻R24、第二十五电阻R25、第二十电容C20、第二十一电容C21、输出端口232；第七运算放大器231同向输入端与接受转换模块22输出端连接，具体的，第七运算放大器231同向输入端与第六运算放大器221输出端连接，反向输入端接地，输出端与输出端口232第二端连接；第二十电阻R20串联在接收转换模块22输出端与第七运算放大器231同向输入端之间，具体的，第二十电阻R20串联在第六运算放大器221输出端与第七运算放大器231同向输入端之间；第二十电容C20一端与第七运算放大器231同向输入端连接，另一端接地；第二十一电阻R21一端与第七运算放大器231同向输入端连接，另一端接地；第二十三电阻R23串联在第七运算放大器231反向输入端与地之间；第二十四电阻R24串联在第七运算放大器231输出端与输出端口232之间；第二十二电阻R22一端连接于第二十三电阻R23与第七运算放大器231反向输入端之间的节点处，另一端连接于第二十四电阻R24与第七运算放大器231输出端之间的节点处；第二十五电阻R25、第二十一电容C21一端依次连接于第二十四电阻R24与输出端口232之间，另一端均接地。

实际中，第七运算放大器可以采用MC34074的产品。

具体的，如图3所示，第二电源模块24包括供电接口242、第二稳压器241、第二十二电容C22、第二十三电容C23、第二十四电容C24、第二十五电容C25；第二稳压器241的输入端与供电接口242连接，接地端接地，输出端与红外接收模块21、接收转换模块22连接；第二十二电容C22、第二十三电容C23的一端依次连接于供电接口242与第二稳压器241的输入端之间，另一端均接地；第二十四电容C24、第二十五电容C25的一端共同连接于第二稳压器141的输出端电路上，另一端均接地。

在实际应用中，供电接口242一般为直流供电接口。

其中，第二十三电容C23、第二十四电容C24为有极性电容，第二稳压器可以采用型号为78L05的产品。

可选的，电池15为干电池或充电电池，电池可为第一电源模块和红外发射管提供9V的电压。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种电压变送器，其特征在于，包括：高压侧和低压侧；

所述高压侧包括：

信号调理模块，所述信号调理模块用于采集第一模拟信号并进行整形；

传输转换模块，所述传输转换模块与所述信号调理模块连接，用于接收整形后的所述第一模拟信号，并将所述第一模拟信号转换成第一数字信号；

红外发射模块，所述红外发射模块与所述传输转换模块连接，用于接收所述第一数字信号，并将所述第一数字信号转换成光信号后辐射出去；

第一电源模块，所述第一电源模块与所述信号调理集模块和所述传输转换模块连接，用于为所述信号调理模块和所述传输转换模块供电；

电池，所述电池与所述第一电源模块和所述红外发射模块连接，用于为所述第一电源模块和所述红外发射模块供电；

所述低压侧包括：

红外接收模块，所述红外接收模块用于接收所述光信号后转换成第二数字信号；

接收转换模块，所述接收转换模块与所述红外接收模块连接，用于接收所述第二数字信号，并将所述第二数字信号转换成第二模拟信号；

输出模块，所述输出模块与所述接收转换模块连接，用于接收所述第二模拟信号并进行整形后输出；

第二电源模块，所述第二电源模块与所述接收转换模块和所述红外接收模块连接，用于为所述接收转换模块和所述红外接收模块供电；

红外发射管与红外接收管之间的距离为10mm~100mm。

2.根据权利要求1所述的电压变送器，其特征在于，所述信号调理模块包括输入端口、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一滑动变阻器、第一运算放大器、第二运算放大器，以及第一二极管；

所述第一运算放大器的电源正极引脚与所述第一电源模块连接，电源负极引脚接地，同向输入端接地，反向输入端与所述输入端口的第二端连接，输出端与所述第二运算放大器的反向输入端连接；

所述输入端口的第一端接地；

所述第三电容和所述第一电阻依次串联在所述输入端口的第二端和所述第一运算放大器的反向输入端之间；

所述第一电容和所述第二电容依次并联在所述输入端口第一端与所述第三电容之间；

所述第一二极管的正极接地，负极连接于所述第二电容与第三电容之间的节点处；

所述第四电容一端接地，另一端连接于所述第一运算放大器电源正极引脚的电路上；

所述第三电阻与第五电容依次串联在所述第一运算放大器的输出端与所述第二运算放大器的反向输入端之间；

所述第二电阻一端连接于第一电阻与所述第一运算放大器反向输入端之间的节点，另一端连接于所述第一运算放大器输出端与所述第三电阻之间的节点处；

所述第二运算放大器同向输入端接地，输出端与所述传输转换模块连接；

所述第六电容串联在所述第二运算放大器输出端与所述传输转换模块连接的电路上；

所述第四电阻一端连接于所述第三电阻与第五电容之间的节点处，另一端接地；

所述第一滑动变阻器第一端连接于所述第二运算放大器的输出端与所述第六电容之间的节点处，第二端连接所述第五电阻的一端，所述第五电阻另一端连接于所述第五电容与所述第二运算放大器反向输入端之间的节点处。

3.根据权利要求1所述的电压变送器，其特征在于，所述传输转换模块包括集成电路芯片、第七电容、第八电容、第九电容、电感、第六电阻；

所述集成电路芯片的第一输入端与所述信号调理模块连接，第二输入端与第七电容的一端连接，电压输入端与所述第一电源模块连接，输出端与所述红外发射模块连接；

所述电感串联在所述集成电路芯片的电压输入端的电路上；

所述第八电容和第九电容的一端依次连接于所述集成电路芯片的电压输入端与所述电感之间的节点处，另一端均接地；

所述第七电容的另一端接地；

所述第六电阻串联在所述集成电路芯片的输出端的电路上。

4.根据权利要求1所述的电压变送器，其特征在于，所述红外发射模块包括第三运算放大器、第七电阻、第八电阻、第九电阻，以及红外发射管；

所述第三运算放大器的同向输入端及反向输入端分别与所述传输转换模块连接，输出端与红外发射管的一端连接；

所述第七电阻串联在所述第三运算放大器的同向输入端的电路上；

所述第八电阻串联在所述第三运算放大器的反向输入端的电路上；

所述红外发射管的另一端与所述电池连接；

所述第九电阻串联在所述红外发射管与所述电池之间。

5.根据权利要求1所述的电压变送器，其特征在于，所述第一电源模块包括第一稳压器、第十电容、第十一电容、第十二电容、第十三电容；

所述第一稳压器的输入端与所述电池正极连接，接地端接地，输出端与所述信号调理模块、所述传输转换模块连接；

所述第十电容、所述第十一电容的一端依次连接于所述电池与所述第一稳压器的输入端之间，另一端均接地；

所述第十二电容、所述第十三电容的一端共同连接于所述第一稳压器的输出端电路上，另一端均接地。

6.根据权利要求1所述的电压变送器，其特征在于，所述红外接收模块包括：红外接收管、第四运算放大器、第五运算放大器、第二滑动变阻器、第三滑动变阻器、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十四电容、第十五电容、第十六电容、第十七电容、第十八电容；

所述第四运算放大器电源正极引脚与所述第二电源模块连接，电源负极引脚接地，反向输入端与所述红外接收管第一端连接，同向输入端与所述第五运算放大器的同向输入端连接，输出端与所述第五运算放大器的反向输入端连接；

所述第十二电阻和第十八电容串联在所述第四运算放大器输出端与第五运算放大器反向输入端之间；

所述红外接收管第二端连接于所述第四运算放大器输出端与第十二电阻之间的节点；

所述第十五电容串联在所述红外接收管与所述第四运算放大器反向输入端之间；

所述第十一电阻一端连接于所述红外接收管与所述第十五电容之间的节点，另一端连接于所述第四运算放大器的同向输入端；

所述第二滑动变阻器第一端连接于所述第四运算放大器输出端与第十二电容之间的节点，第二端连接于所述红外接收管与所述第二滑动变阻器第一端之间的节点，第三端连接于第十五电容与所述第四运算放大器反向输入端之间的节点；

第十电阻串联于第二滑动变阻器的第三端与所述第四运算放大器反向输入端之间；

第十四电容串联在所述红外接收管第二端与所述第二滑动变阻器的第二端之间；

所述第十六电容一端连接于所述第四运算放大器电源正极引脚的电路上，另一端接地；

第十七电容第一端连接于所述第五运算放大器输出电路上，第二端连接于所述第十二电阻与所述十八电容之间的节点；

所述第三滑动变阻器第一端连接于所述第五运算放大器的输出电路与所述第十七电容之间的节点，第二端连接于所述第十七电容与第三滑动变阻器第一端之间的节点，第三端连接于所述第五运算放大器反向输入端；

所述第十四电阻串联在所述第三滑动变阻器第三端与所述第五运算放大器反向输入端之间；

所述第十三电阻一端连接于所述第十二电阻与所述第十八电容之间的节点，另一端连接于所述第五运算放大器的同向输入端；

所述第五运算放大器的输出端与所述接收转换模块连接。

7.根据权利要求1所述的电压变送器，其特征在于，所述接收转换模块包括第六运算放大器、第二二极管、第三二极管、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第十九电容；

所述第六运算放大器反向输入端与所述红外接收模块输出端连接，同向输入端接地，输出端与所述输出模块连接，电源正极引脚与所述第二电源模块连接，电源负极引脚接地；

所述第十五电阻、第十九电容、第十七电阻依次串联在所述红外接收模块输出端与所述第六运算放大器反向输入端之间；

所述第十六电阻一端连接于所述第十九电容与第十七电阻之间的节点，另一端接地；

所述第十九电阻串联在所述第六运算放大器同向输入端与地之间；

所述第二二极管输出端与所述第十八电阻第一端连接，所述第二二极管的输入端与所述第三二极管的输出端共同连接于所述第六运算放大器输出端，所述第十八电阻第二端与所述第三二极管输入端共同连接于所述第十七电阻与所述第六运算放大器反向输入端之间的节点。

8.根据权利要求1所述的电压变送器，其特征在于，所述输出模块包括第七运算放大器、第二十电阻、第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻、第二十四电阻、第二十五电阻、第二十电容、第二十一电容、输出端口；

所述第七运算放大器同向输入端与所述接收转换模块输出端连接，反向输入端接地，输出端与所述输出端口第二端连接；

所述第二十电阻串联在所述接收转换模块输出端与所述第七运算放大器同向输入端之间；

所述第二十电容一端与所述第七运算放大器同向输入端连接，另一端接地；

所述第二十一电阻一端与所述第七运算放大器同向输入端连接，另一端接地；

所述第二十三电阻串联在所述第七运算放大器反向输入端与地之间；

所述第二十四电阻串联在所述第七运算放大器输出端与输出端口之间；

所述第二十二电阻一端连接于所述第二十三电阻与所述第七运算放大器反向输入端之间的节点处，另一端连接于所述第二十四电阻与所述第七运算放大器输出端之间的节点处；

所述第二十五电阻、第二十一电容一端依次连接于所述第二十四电阻与所述输出端口之间，另一端均接地。

9.根据权利要求1所述的电压变送器，其特征在于，所述第二电源模块包括供电接口、第二稳压器、第二十二电容、第二十三电容、第二十四电容、第二十五电容；

所述第二稳压器的输入端与所述供电接口连接，接地端接地，输出端与所述红外接收模块、所述接收转换模块连接；

所述第二十二电容、所述第二十三电容的一端依次连接于所述供电接口与所述第二稳压器的输入端之间，另一端均接地；

所述第二十四电容、所述第二十五电容的一端共同连接于所述第二稳压器的输出端电路上，另一端均接地。

10.根据权利要求1所述的电压变送器，其特征在于，所述电池为干电池或充电电池。

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