CN217787251U - 一种相序测量电路及检测仪 - Google Patents

Abstract

一种相序测量电路及检测仪，属于电气电子测量技术领域，通过转换电路将感应的电磁波信号转换为电压信号；积分电路对电压信号进行积分，以输出脉冲信号；比较电路根据参考电压对脉冲信号进行比较，以输出数字信号；控制电路根据数字信号输出显示信号；显示电路根据显示信号进行显示；提高了相序测量的精度。

Description

一种相序测量电路及检测仪

技术领域

本实用新型属于电气电子测量技术领域，尤其涉及一种相序测量电路及检测仪。

背景技术

目前，传统的非接触式相序测量电路通过非接触式感应探头感应三相交流电的电压信号；方波成形电路将所述电压信号转换成方波信号；单片机根据方波信号得到相序测量结果；其中，方波成形电路包括三个依序级联的第一、二、三反相器。由于电压信号仅通过第一、二、三反相器进行多次反相处理而得到方波信号，易受干扰信号影响，测量精度差。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种相序测量电路及检测仪，旨在解决传统相序测量电路测量精度差的问题。

本实用新型实施例的第一方面提供了一相序测量电路，包括：

转换电路，配置为将感应的电磁波信号转换为电压信号；

积分电路，与所述转换电路连接，配置为对所述电压信号进行积分，以输出脉冲信号；

比较电路，与所述积分电路连接，配置为根据参考电压对所述脉冲信号进行比较，以输出数字信号；

控制电路，与所述比较电路连接，配置为根据所述数字信号输出显示信号；

显示电路，与所述控制电路连接，配置为根据所述显示信号进行显示。

在其中一个实施例中，所述的相序测量电路，还包括：隔离电路，连接在所述转换电路和所述积分电路之间，配置为对所述电压信号进行跟随和隔离；所述积分电路具体配置为对跟随和隔离后的所述电压信号进行积分，以输出所述脉冲信号。

在其中一个实施例中，所述的相序测量电路，其特征在于，所述隔离电路包括：

第一运算放大器以及第一电容；所述第一运算放大器的正相输入端作为所述隔离电路的电压信号输入端，与所述转换电路连接，以输入所述电压信号；所述第一运算放大器的反相输入端和所述第一运算放大器的输出端作为所述隔离电路的跟随和隔离后的电压信号输出端，与所述积分电路连接，以输出跟随和隔离后的所述电压信号；所述第一运算放大器的电源端和所述第一电容的第一端均与第一电源连接，所述第一运算放大器的接地端与电源地连接。

在其中一个实施例中，所述的相序测量电路，其特征在于，还包括：滤波电路，连接在所述转换电路和所述隔离电路之间，配置为对所述电压信号进行滤波；所述隔离电路具体配置为对滤波后的所述电压信号进行跟随和隔离。

在其中一个实施例中，所述的相序测量电路，其特征在于，所述滤波电路包括所述滤波电路包括第一电阻和第二电容；所述第一电阻第一端和所述第二电容第一端作为所述滤波电路的输入端和所述滤波电路的输出端，与所述转换电路和所述隔离电路连接，与接入所述电压信号并输出滤波后的所述电压信号；

在其中一个实施例中，所述的相序测量电路，其特征在于，所述转换电路包括天线。

在其中一个实施例中，所述的相序测量电路，其特征在于，所述积分电路包括第二运算放大器，第二电阻、第三电容以及第四电容；所述第二电阻的第一端作为所述积分电路的电压信号输入端，与所述转换电路连接，以接入所述电压信号；所述第二电阻的第二端与所述第三电容的第一端和所述第二运算放大器的反相输入端连接，所述第三电容的第二端与所述第二运算放大器的输出端和所述第四电容第一端连接，所述第四电容的第二端连接作为所述积分电路的脉冲信号输出端，与所述比较电路连接，以输出所述脉冲信号；所述第二运算放大器的正相输入端与电源地连接。

在其中一个实施例中，所述的相序测量电路，其特征在于，所述比较电路包括第三电阻、第四电阻以及第三运算放大器；所述第三电阻的第一端与第二电源连接；所述第三电阻的第二端、所述第四电阻的第一端以及所述第三运算放大器的正相输入端共同作为所述比较电路的脉冲信号输入端，与所述积分电路连接，以接入所述脉冲信号；所述第三运算放大器的输出端作为所述比较电路的数字信号输出端，与所述控制电路连接，以输出所述数字信号；所述第三运算放大器的反相输入端与电源地连接。

在其中一个实施例中，所述的相序测量电路，其特征在于，所述控制电路包括微处理器；所述微处理器的通用输入输出端作为所述控制电路的数字、显示信号输入输出端，与所述比较电路连接，以输入所述数字信号信号；所述微处理器的通用输入输出端，与所述显示电路连接，以输出所述显示信号。

本实用新型实施例的第二方面提供了一种检测仪，包括上述相序测量电路。

本实用新型实施例与现有技术相比存在的有益效果是：

由于积分电路对电压信号进行积分，以输出脉冲信号；比较电路根据参考电压对所述脉冲信号进行比较，以输出数字信号以使控制电路根据所述数字信号输出显示信号；通过对电压信号进行积分，滤除了尖峰电压，通过比较电路进一步滤除干扰信号，提高了相序测量的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一实施例提供的一种相序测量电路结构示意图；

图2是本实用新型一实施例提供的另一种相序测量电路结构示意图；

图3是本实用新型一实施例提供的另一种相序测量电路结构示意图；

图4是本实用新型一实施例提供的一种相序测量电路原理图；

图5是本实用新型一实施例提供的控制电路端口连接部分结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

参阅图1，图1是本实用新型一实施例提供的一种相序测量电路结构示意图，本实用新型实施例的第一方面提供了一相序测量电路，包括转换电路101、积分电路201、比较电路301、控制电路401以及显示电路501。

转换电路101，配置为将感应的电磁波信号转换为电压信号；积分电路201，与转换电路101连接，配置为对电压信号进行积分，以输出脉冲信号；比较电路301，与积分电路201连接，配置为根据参考电压对脉冲信号进行点比较，以输出数字信号；控制电路401，与比较电路301连接，配置为根据数字信号输出显示信号；显示电路501，与控制电路401连接，配置为根据显示信号进行显示。

具体实施中，控制电路401具体配置为根据数字信号的跳变时间得到相序信息，且根据相序信息输出显示信号。跳变时间可以为上升沿时间或下降沿时间。

如图2所示，上述相序测量电路还包括隔离电路701。

隔离电路701，连接在转换电路101和积分电路201之间，配置为对电压信号进行跟随和隔离；积分电路201具体配置为对跟随和隔离后的电压信号进行积分，以输出脉冲信号。

通过对对电压信号进行跟随和隔离，提高了电压信号的稳定性，从而提高了相序测量的精确性。

如图3所示，上述相序测量电路还包括滤波电路601。

滤波电路601，连接在转换电路101和隔离电路701之间，配置为对电压信号进行滤波；隔离电路701具体配置为对滤波后的电压信号进行跟随和隔离。

通过对电压信号进行滤波，进一步提高了电压信号的稳定性，从而进一步提高了相序测量的精确性。

图4是本实用新型一实施例提供的一种相序测量电路原理图；图5是本实用新型一实施例提供的控制电路端口连接部分结构示意图。

为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，详述如下：

参阅图4，转换电路101包括天线；该天线可以为非接触电压检测探头(NonContact Votag，NCV)。

积分电路201包括第二运算放大器U3-A、第二电阻R20、第三电容C13以及第四电容C14。示例性的，第二电阻R20的第一端作为积分电路201的电压信号输入端，与转换电路连接，以接入电压信号；第二电阻R20的第二端与第三电容C13的第一端和第二运算放大器U3-A的反相输入端连接，第三电容C13的第二端与第二运算放大器U3-A的输出端和第四电容C14第一端连接，第四电容C14的第二端作为积分电路201的脉冲信号输出端，与比较电路连接，以输出脉冲信号；第二运算放大器U3-A的正相输入端与电源地连接。

比较电路301的元器件选用数量、种类以及容量大小需要根据相应的功能实现来选择，实现比较功能的元器件选择设计样式和连接方式没有具体限制。

示例性的，比较电路301包括第三电阻R28、第四电阻R27以及第三运算放大器U3-D；第三电阻R28的第一端与第二电源AVV连接；第三电阻R28的第二端、第四电阻R27的第一端以及第三运算放大器U3-D的正相输入端共同作为比较电路301的脉冲信号输入端，与积分电路201连接，以接入脉冲信号；第三运算放大器U3-D的输出端作为比较电路301的数字信号输出端，与控制电路401连接，以输出数字信号；第三运算放大器U3-D的反相输入端与电源地连接。

参阅图5是本实用新型一实施例提供的控制电路端口连接部分电路示意图；其中，控制电路401包括微处理器U1，所称微处理器U1可以是中央处理单元(Central ProcessingUnit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

微处理器U1的第一通用输入输出端P24作为控制电路401的数字信号输入端，与比较电路301连接，以输入数字信号信号；微处理器U1的第二通用输入输出端P41、微处理器U1的第三通用输入输出端P42、微处理器U1的第四通用输入输出端P43、微处理器U1的第五通用输入输出端P44、微处理器U1的第六通用输入输出端P45、微处理器U1的第七通用输入输出端P46、微处理器U1的第八通用输入输出端P47、微处理器U1的第九通用输入输出端P48、微处理器U1的第十通用输入输出端P49、微处理器U1的第十一通用输入输出端P50、微处理器U1的第十二通用输入输出端P51、微处理器U1的第十三通用输入输出端P52以及微处理器U1的第十四通用输入输出端P53共同作为控制电路401的显示信号输出端，与显示电路501连接，以输出显示信号。微处理器设置的相应输入输出的端口数量和端口功能需要根据预设需求选择，具体的选择不限于上述电路设计。

需要说明的是，微处理器还可以连接外部电路，外部电路是具有集成性的选用，用于提升相序测量的适应环境的多种功能的电路集合，包括升压电路、蜂鸣器电路、LED指示灯电路、电源指示灯电路、照明电路、继电器电路；同时根据功能实现的需要还可以增加相关外部电路，具体增加或者安装设备中的电路选用不限。

在其中一实施例中，显示电路501主要为微显示屏，显示电路501连接控制电路401，接收微处理器输出的显示信号并进行显示，其中，显示信号携带相序信息。

其中，隔离电路701包括第一运算放大器U3-B以及第一电容C15。

第一运算放大器U3-B的正相输入端作为隔离电路的电压信号输入端，与转换电路连接，以输入电压信号；第一运算放大器U3-B的反相输入端和第一运算放大器U3-B的输出端作为隔离电路的跟随和隔离后的电压信号输出端，与积分电路连接，以输出跟随和隔离后的电压信号；第一运算放大器U3-B的电源端和第一电容C15的第一端均与第一电源VAA连接，第一运算放大器U3-B的接地端与电源地连接。

其中，滤波电路601包括第一电阻R24和第二电容C3。

第一电阻R24第一端和第二电容C3第一端作为滤波电路601的输入端和滤波电路601的输出端，与转换电路101和隔离电路701连接，与接入电压信号并输出滤波后的电压信号；第一电阻R24第二端和第二电容C3第二端共接于电源地。

以下结合工作原理对图5所示的作进一步说明：

三相电压输出端包括第一输出端、第二输出端和第三输出端。

当天线NCV在第一输出端的预设范围内时，天线NCV将感应的第一输出端发送的电磁波信号转换为电压信号，经第一电阻R24和第二电容C3滤波后输出至第一运算放大器U3-B的正相输入端，第一运算放大器U3-B对电压信号进行跟随和隔离，并将跟随和隔离后的电压信号从第一运算放大器U3-B的输出端输出至第二运算放大器U3-A的反相输入端，包括第二运算放大器U3-A的积分电路201对电压信号进行积分，并从第二运算放大器U3-A的输出端输出脉冲信号至第三运算放大器U3-D的正相输入端，包括第三运算放大器U3-D的比较电路301对脉冲信号进行过零比较，并从第三运算放大器U3-D的输出端输出数字信号至微处理器U1的第一通用输入输出端P24，微处理器U1记录数字信号的第一输出端对应的跳变时间。

当天线NCV在第二输出端的预设范围内时，天线NCV将感应的第二输出端发送电磁波信号转换为电压信号，经第一电阻R24和第二电容C3滤波后输出至第一运算放大器U3-B的正相输入端，第一运算放大器U3-B对电压信号进行跟随和隔离，并将跟随和隔离后的电压信号从第一运算放大器U3-B的输出端输出至第二运算放大器U3-A的反相输入端，包括第二运算放大器U3-A的积分电路对电压信号进行积分，并从第二运算放大器U3-A的输出端输出脉冲信号至第三运算放大器U3-D的正相输入端，包括第三运算放大器U3-D的比较电路对脉冲信号进行过零比较，并从第三运算放大器U3-D的输出端输出数字信号至微处理器U1的第一通用输入输出端P24，微处理器U1记录数字信号的第二输出端对应的跳变时间，且根据第二输出端对应的跳变时间和第一输出端对应的跳变时间的差值得到第一输出端和第二输出端之间的相序信息，且将根据相序信息从微处理器U1的第二通用输入输出端P41至微处理器U1的第十四通用输入输出端P53输出显示信号，以使显示模块进行显示。

第三输出端的相序测量与第三输出端的相序测量原理，此处不再赘述。

本实用新型实施例通过转换电路将感应的电磁波信号转换为电压信号；积分电路对电压信号进行积分，以输出脉冲信号；比较电路根据参考电压对脉冲信号进行比较，以输出数字信号；控制电路根据数字信号输出显示信号；显示电路根据显示信号进行显示；通过对电压信号进行积分，滤除了尖峰电压，通过比较电路进一步滤除干扰信号，从而提高了相序测量的精度。

本实用新型实施例的第二方面提供了一种检测仪，包括上述相序测量电路。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种相序测量电路，其特征在于，包括：

转换电路，配置为将感应的电磁波信号转换为电压信号；

积分电路，与所述转换电路连接，配置为对所述电压信号进行积分，以输出脉冲信号；

比较电路，与所述积分电路连接，根据参考电压对所述脉冲信号进行比较，以输出数字信号；

控制电路，与所述比较电路连接，配置为根据所述数字信号输出显示信号；

显示电路，与所述控制电路连接，配置为根据所述显示信号进行显示。

2.如权利要求1所述的相序测量电路，其特征在于，还包括：

隔离电路，连接在所述转换电路和所述积分电路之间，配置为对所述电压信号进行跟随和隔离；

所述积分电路具体配置为对跟随和隔离后的所述电压信号进行积分，以输出所述脉冲信号。

3.如权利要求2所述的相序测量电路，其特征在于，所述隔离电路包括第一运算放大器以及第一电容；

所述第一运算放大器的正相输入端作为所述隔离电路的电压信号输入端，与所述转换电路连接，以输入所述电压信号；

所述第一运算放大器的反相输入端和所述第一运算放大器的输出端作为所述隔离电路的跟随和隔离后的电压信号输出端，与所述积分电路连接，以输出跟随和隔离后的所述电压信号；

所述第一运算放大器的电源端和所述第一电容的第一端均与第一电源连接，所述第一运算放大器的接地端与电源地连接。

4.如权利要求2所述的相序测量电路，其特征在于，还包括：

滤波电路，连接在所述转换电路和所述隔离电路之间，配置为对所述电压信号进行滤波；

所述隔离电路具体配置为对滤波后的所述电压信号进行跟随和隔离。

5.如权利要求4所述的相序测量电路，其特征在于，所述滤波电路包括第一电阻和第二电容；

所述第一电阻第一端和所述第二电容第一端作为所述滤波电路的输入端和所述滤波电路的输出端，与所述转换电路和所述隔离电路连接，与接入所述电压信号并输出滤波后的所述电压信号；

所述第一电阻第二端和所述第二电容第二端共接于电源地。

6.如权利要求1至5任意一项所述的相序测量电路，其特征在于，所述转换电路包括天线。

7.如权利要求1至5任意一项所述的相序测量电路，其特征在于，所述积分电路包括第二运算放大器，第二电阻、第三电容以及第四电容；

所述第二电阻的第一端作为所述积分电路的电压信号输入端，与所述转换电路连接，以接入所述电压信号；

所述第二电阻的第二端与所述第三电容的第一端和所述第二运算放大器的反相输入端连接，所述第三电容的第二端与所述第二运算放大器的输出端和所述第四电容第一端连接，所述第四电容的第二端连接作为所述积分电路的脉冲信号输出端，与所述比较电路连接，以输出所述脉冲信号；

所述第二运算放大器的正相输入端与电源地连接。

8.如权利要求1至5任意一项所述的相序测量电路，其特征在于，所述比较电路包括第三电阻、第四电阻以及第三运算放大器；

所述第三电阻的第一端与第二电源连接；

所述第三电阻的第二端、所述第四电阻的第一端以及所述第三运算放大器的正相输入端共同作为所述比较电路的脉冲信号输入端，与所述积分电路连接，以接入所述脉冲信号；

所述第三运算放大器的输出端作为所述比较电路的数字信号输出端，与所述控制电路连接，以输出所述数字信号；

所述第三运算放大器的反相输入端与电源地连接。

9.如权利要求1至5任意一项所述的相序测量电路，其特征在于，所述控制电路包括微处理器；

所述微处理器的第一通用输入输出端作为所述控制电路的数字信号输入端，与所述比较电路连接，以输入所述数字信号；所述微处理器的第二通用输入输出端、所述微处理器的第三通用输入输出端、所述微处理器的第四通用输入输出端、所述微处理器的第五通用输入输出端、所述微处理器的第六通用输入输出端、所述微处理器的第七通用输入输出端、所述微处理器的第八通用输入输出端、所述微处理器的第九通用输入输出端、所述微处理器的第十通用输入输出端、所述微处理器的第十一通用输入输出端、所述微处理器的第十二通用输入输出端、所述微处理器的第十三通用输入输出端以及所述微处理器的第十四通用输入输出端共同作为所述控制电路的显示信号输出端，与所述显示电路连接，以输出所述显示信号。

10.一种检测仪，其特征在于，所述检测仪包括如权利要求1至9任意一项所述的相序测量电路。

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