CN219678449U - 一种电压模拟信号采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电压模拟信号采集装置。该电压模拟信号采集装置包括信号输入单元、信号控制单元、信号输出单元和信号指示单元。其中信号输入单元用于接收传输线路的电压模拟信号并将电压模拟信号转化为第一数字信号；信号控制单元用于接收第一数字信号，并对第一数字信号进行均值化处理以得到第二数字信号；信号输出单元用于接收第二数字信号，并将第二数字信号转化为准备输出的且反应电压模拟信号的幅值的电流模拟信号；信号指示单元与信号输入单元、信号控制单元和信号输出单元连接，并用于反映信号输入单元、信号控制单元和信号输出单元的工作状态。本实用新型中增设的信号指示单元能够使得该采集装置在使用时的状态易于被维护人员辨别。

Description

一种电压模拟信号采集装置

技术领域

本实用新型的实施方式具体地涉及电路控制技术领域。更具体地，本实用新型涉及一种电压模拟信号采集装置。

背景技术

电压模拟信号采集装置通常可以被应用于各种各样的电气设备(例如变频器)中，以实现对该电气设备工作运行时电压的采集和监测的目的。现有的电压模拟信号采集装置通常包括信号输入单元、信号输出单元以及信号控制单元。其中，在采样之前，信号控制单元能够对信号输入单元和信号输出单元进行初始化配置。在采样过程中，信号输入单元用于与传输线路(例如变频器的直流母线)连接，以实现电压模拟信号的采样。而信号输出单元用于输出电压模拟信号。

而在采样之前或是采样过程中，信号输入单元、信号输出单元和信号控制单元不可避免地会由于人为或者客观因素出现一些异常。现有技术无法判断电气设备是否正常工作，导致维护人员很难在周期性检测过程中及时发现电压模拟信号采集装置的异常，这是生产过程存在的且令人烦恼的隐患。

因此，亟需提供一种电压模拟信号采集装置的新的技术方案，以解决现有技术中电压模拟信号采集装置无法反馈工作状态的问题。

实用新型内容

为了解决如上所提到的一个或多个技术问题，本实用新型提供了一种电压模拟信号采集装置。

根据本实用新型的一个方面，其提供了一种电压模拟信号采集装置。该电压模拟信号采集装置包括：信号输入单元，用于接收传输线路的电压模拟信号并将所述电压模拟信号转化为第一数字信号；信号控制单元，用于接收所述信号输入单元输出的所述第一数字信号，并对所述第一数字信号进行均值化处理以得到第二数字信号；信号输出单元，用于接收所述信号控制单元输出的所述第二数字信号，并将所述第二数字信号转化为准备输出的且反映所述电压模拟信号的大小的电流模拟信号；信号指示单元，其与所述信号输入单元、信号控制单元和信号输出单元连接，并用于反映所述信号输入单元、信号控制单元和信号输出单元的工作状态。

在一些实施例中，所述信号输入单元包括：电压采集模块，其与所述传输线路连接，并用于采集所述传输线路内的所述电压模拟信号；信号放大模块，其与所述电压采集模块连接，并用于对所述电压采集模块采集的所述电压模拟信号进行信号放大；模数转换模块，其与所述信号放大模块和所述信号控制单元连接，用于将所述电压模拟信号转化为所述第一数字信号并发送至所述信号控制单元。

在一些实施例中，所述信号输入单元还包括设在所述信号放大模块与所述模数转换模块之间的第一电压跟随器。

在一些实施例中，所述信号输入单元还包括：匹配供电模块，其与所述信号放大模块、模数转换模块和第一电压跟随器连接；电气隔离模块，其与所述匹配供电模块连接，以使得所述匹配供电模块能够接收来自所述电气隔离模块提供的电能并为所述信号放大模块、模数转换模块和第一电压跟随器供电。

在一些实施例中，所述信号输出单元包括：数模转换模块，其与所述信号控制单元相连，用于将所述第二数字信号转化为居间电压信号；信号转化模块，其与所述数模转换模块相连，用于将所述居间电压信号转化为所述电流模拟信号并输出所述电流模拟信号。

在一些实施例中，所述信号输出单元还包括设在所述信号转化模块与所述数模转换模块之间的第二电压跟随器。

在一些实施例中，该电压模拟信号采集装置还包括第二供电模块，所述第二供电模块用于接收电能并能为所述数模转换模块、信号转化模块和第二电压跟随器供电。

在一些实施例中，所述信号指示单元包括与所述信号控制单元相连的第一指示灯，所述信号控制单元被配置成能促使所述第一指示灯仅在所述信号控制单元处于正常工作状态下定频闪烁。

在一些实施例中，所述信号指示单元包括与所述信号控制单元相连的第二指示灯，所述信号控制单元被配置成在所述模数转换模块和所述数模转换模块处于正常工作状态下控制所述第二指示灯长亮。

在一些实施例中，所述传输线路包括第一导线、第二导线和第三导线，所述电压采集模块包括分别连接所述第一导线、第二导线和第三导线的第一接口、第二接口和第三接口，所述电压采集模块还包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻，所述第一电阻的第一端部与所述第一接口连接，而所述第一电阻的第二端部与所述第二电阻的第一端部连接，所述第二电阻的第二端部与所述第三电阻的第一端部连接，所述第三电阻的第二端部与所述第四电阻的第一端部连接，所述第四电阻的第二端部与所述第三接口连接，所述第二接口与所述第二电阻的第二端部和所述第三电阻的第一端部连接；所述信号放大模块的数量为两个，一个所述信号放大模块与所述第一电阻的第二端部和所述第二电阻的第一端部连接，而另一个所述信号放大模块与所述第三电阻的第二端部和所述第四电阻的第一端部连接；所述第一电压跟随器的数量为两个，两个所述第一电压跟随器均与所述信号放大模块连接，并同时连接所述模数转换模块，所述电压模拟信号包括来自于所述第一导线和第二导线之间且能被一个所述信号放大模块放大的第一电压模拟信号，以及来自于所述第二导线和第三导线之间且能被另一个所述信号放大模块放大的第二电压模拟信号；所述信号输出单元为两个，所述电流模拟信号包括由一个所述信号输出单元输出的且反应所述第一电压模拟信号的幅值的第一电流模拟信号，以及由另一个所述信号输出单元输出的且反应所述第二电压模拟信号的幅值的第二电流模拟信号。

在一些实施例中，所述信号指示单元包括与所述信号控制单元相连的第三指示灯,所述信号控制单元被配置成在所述第一电流模拟信号和所述第二电流模拟信号中的任一个输出时控制所述第三指示灯闪烁，而在所述第一电流模拟信号和所述第二电流模拟信号均输出时控制所述第三指示灯长亮。

在一些实施例中，该电压模拟信号采集装置还包括信号传输模块，其包括与所述模数转换模块相连且用于将所述第一数字信号转化为光信号的第一传输模块、与所述信号控制单元相连且用于将所述光信号转化为所述第一数字信号的第二传输模块以及连接所述第一传输模块和所述第二传输模块且用于传输所述光信号的光纤。

通过如上所提供的电压模拟信号采集装置，本领域技术人员可以理解的是本实用新型创新性地在该电压模拟信号采集装置中增设了信号指示单元。该信号指示单元与信号输入单元、信号控制单元和信号输出单元连接，并能够用于指示信号输入单元、信号控制单元和信号输出单元的工作状态。通过上述方式，使得本实用新型提出的电压模拟信号采集装置能够实现对信号输入单元、信号控制单元以及信号输出单元工作状态的监测。进一步地，信号指示单元的设置保证了维护人员可以在周期性检测过程中及时发现电压模拟信号采集装置的异常，从而及时消除生产过程因此而产生的隐患。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本实用新型示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本实用新型的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：

图1为根据本实用新型实施例提供的硬件原理图。

附图标记说明：

100、电压模拟信号采集装置；1、信号输入单元；11、电压采集模块；11a、第一接口；11b、第二接口；11c、第三接口；11d、第一电阻；11e、第二电阻；11f、第三电阻；11g、第四电阻；12、信号放大模块；13、模数转换模块；14、第一电压跟随器；15、电气隔离模块；16、匹配供电模块；2、信号控制单元；3、信号输出单元；31、数模转换模块；32、信号转化模块；33、第二电压跟随器；4、信号指示单元；41、第一指示灯；42、第二指示灯；43、第三指示灯；5、第二供电模块；6、信号传输模块。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

根据本实用新型的一个实施例，提供了一种电压模拟信号采集装置100。如图1所示，该电压模拟信号采集装置100可以包括信号输入单元1、信号控制单元2、信号输出单元3和与前述信号输入单元1、信号控制单元2和信号输出单元3连接的信号指示单元4。其中，信号输入单元1用于接收传输线路的电压模拟信号并将电压模拟信号转化为第一数字信号。信号控制单元2用于接收信号输入单元1输出的第一数字信号，并对第一数字信号进行均值化处理以得到第二数字信号。信号输出单元3用于接收信号控制单元2输出的第二数字信号，并将第二数字信号转化为准备输出的且反应电压模拟信号的大小(例如电压值)的电流模拟信号。信号指示单元4用于反映信号输入单元1、信号控制单元2和信号输出单元3的工作状态。

在本实施例中，本领域技术人员可以理解的是本实用新型创新性地在该电压模拟信号采集装置100中增设了信号指示单元4。该信号指示单元4与信号输入单元1、信号控制单元2和信号输出单元3连接，并能够用于指示信号输入单元1、信号控制单元2和信号输出单元3的工作状态。通过上述方式，使得本实用新型提出的电压模拟信号采集装置100能够实现对信号输入单元1、信号控制单元2以及信号输出单元3工作状态的监测。进一步地，信号指示单元4的设置保证了维护人员可以在周期性检测过程中及时发现电压模拟信号采集装置100的异常，从而及时消除生产过程因此而产生的隐患。

在本实施例中，前文提及的信号输入单元1为了实现接收传输线路的电压模拟信号并将电压模拟信号转化为第一数字信号的目的，具体地，可以通过如下方式实现：

例如，信号输入单元1可以包括电压采集模块11、信号放大模块12和模数转换模块13。在使用时，电压采集模块11与传输线路连接，并用于采集传输线路内的电压模拟信号，进而可以实现如上述所述的信号输入单元1能够接收传输线路的电压模拟信号的目的。具体地，电压采集模块11可以通过如图1中所示的采用四个电阻进行采集，相比较于其他形式的电压采集模块11，采用四个电阻实现采集目的的同时还可以实现分压采集。

进一步地，信号放大模块12与电压采集模块11连接，并用于对电压采集模块11采集的电压模拟信号进行信号放大。

更进一步地，在使用时，模数转换模块13与信号放大模块12连接，模数转换模块13与信号控制单元2连接。在本实施例中，模数转换模块13用于将电压模拟信号转化为第一数字信号并发送给信号控制单元2。可选地，模数转换模块13可以选用为模数变换器(Analogto Digital Converter，ADC)。

在一个可选的实施例中，信号输入单元1除上文中提及的可以包括电压采集模块11、信号放大模块12和模数转换模块13以外，信号输入单元1还可以包括设在信号放大模块12与模数转换模块13之间的第一电压跟随器14。

在另一个可选的实施例中，信号输入单元1还可以包括匹配供电模块16和与匹配供电模块16连接的电气隔离模块15。其中，匹配供电模块16与信号放大模块12、模数转换模块13和第一电压跟随器14连接。进一步地，该匹配供电模块16能够接收来自电气隔离模块15提供的电能并为信号放大模块12、模数转换模块13和第一电压跟随器14供电。在此值得说明的是，匹配供电模块16可以至少包括变压器，以便用于将输入电压(例如220v)变为各个模块或器件所需要的电压，例如3.3v和/或5v等。

在使用过程中，电气隔离模块15不仅仅能够为匹配供电模块16供电实现电源能量传输的目的，还能够实现信号输入单元1和信号输出单元3之间电气隔离的目的。

在本实施例中，前文提及的信号控制单元2为了实现接收信号输入单元1输出的第一数字信号，并对第一数字信号进行均值化处理以得到第二数字信号的目的，具体地，可以通过如下方式实现：

例如，信号输入单元1中的电压采集模块11能够采集传输线路内的电压模拟信号，并通过模数转换模块13将电压模拟信号转换为第一数字信号，该第一数字信号能够被传输至信号控制单元2中，进而使得信号控制单元2能够将第一数字信号进行均值化处理并得到第二数字信号。可选地，第一数字信号的数量可以选择为3-10个。优选地，第一数字信号的数量可以为5个。在此需要说明的是，过多数量的第一数字信号传输信号控制单元2中进行均值化处理会增加计算复杂度，进一步地也会影响该信号控制单元2对输入的第一数字信号和输出的第二数字信号的响应速度。在本实施例中将第一数字信号控制为5个，这样能够在保证准确输出第二数字信号的同时，还能够保证信号控制单元2的处理效率。当然，上述均值化处理过程中选取五个第一数字信号作出相应的均值化处理仅仅是作为示意说明，本领域技术人员可以选取其他数量的第一数字信号进行均值化处理，在此对需要进行均值化处理的第一数字信号的数量不作限制。

此处为了便于本领域技术人员对均值化处理能够更好地理解，本实施例以信号控制单元2对五个第一数字信号进行均值化处理为例进行详细说明。具体地，信号输入单元1中的电压采集模块11可以采集传输线路中五个电压模拟信号。该五个电压模拟信号均可以通过模数转换模块13依次转换为前文中提及的第一数字信号。进一步地，经模数转换模块13转换后得到的五个第一数字信号又能够被传输至信号控制单元2中进行均值化处理。

在此处需要说明的是，信号控制单元2对上文中提及的五个第一数字信号的均值化处理示意性地可以包括如下两个实施方式：

<实施方式一>：

均值化处理可以包括对五个第一数字信号进行排序，排序后去除一个最大的第一数字信号和一个最小的第一数字信号，对剩余三个第一数字信号进行求平均计算，得出一个第一数字信号平均值，最后将该第一数字信号平均值乘以相应的系数最终得出本实施例中提及的第二数字信号。此处的系数应根据实际需求进行选择，一般可为1.0-1.5。

<实施方式二>：

均值化处理可以包括将五个第一数字信号相加，得出五个第一数字信号的总和并除以第一数字信号的个数，得出一个第一数字信号平均值，该第一数字信号平均值即为本实施例中提及的第二数字信号。

通过上述信号控制单元2对第一数字信号进行均值化处理的描述，本领域技术人员可以理解的是，对第一数字信号的均值化处理有利于提高本实施例中提供的电压模拟信号采集装置100的采集准确性。

在本实施例中，前文提及的信号输出单元3为了实现接收信号控制单元2输出的第二数字信号，并将第二数字信号转化为准备输出的且反应电压模拟信号的幅值的电流模拟信号的目的，具体地，可以通过如下方式实现：

例如，信号输出单元3可以包括：数模转换模块31和信号转化模块32。在使用时，数模转换模块31与信号控制单元2相连，并用于将第二数字信号转化为居间电压信号。需要解释说明的是，居间电压信号实际是数模转换模块31输出的电压模拟信号，命名为居间电压信号的原因是避免其与上文提及且来源于传输线路的电压模拟信号相混淆。可选地，数模转换模块31可以选用为数模转换器(Digital to Analog Converter，DAC)。

进一步地，信号转化模块32与数模转换模块31相连。在使用时，信号转化模块32用于将居间电压信号转化为电流模拟信号并输出。可选地，信号转化模块32可以选用为压控电流源。

在一个可选的实施例中，信号输出单元3除上文中提及的可以包括信号转化模块32和数模转换模块31以外，还可以包括设在信号转化模块32与数模转换模块31之间的第二电压跟随器33。

在本实施例中，该电压模拟信号采集装置100还可以还包括第二供电模块5。该第二供电模块5用于接收电能并能为数模转换模块31、信号转化模块32和第二电压跟随器33供电。在使用时，第二供电模块5的设置能够为数模转换模块31、信号转化模块32和第二电压跟随器33提供稳定的电能，以保证其能够处于有效的工作状态下。在此值得说明的是，第二供电模块5可以至少包括变压器，以便用于将输入电压(例如220v)变为各个模块或器件所需要的电压，例如3.3v和/或5v等。

在本实施例中，前文提及的信号指示单元4为了实现反映信号输入单元1、信号控制单元2和信号输出单元3的工作状态的目的，具体地，可以通过如下方式实现：

例如，信号指示单元4可以包括与信号控制单元2相连的第一指示灯41。信号控制单元2被配置成能促使第一指示灯41仅在信号控制单元2处于正常工作状态下定频闪烁。在使用时，第一指示灯41用于反映信号控制单元2的工作状态。具体地，若信号控制单元2处于正常的工作状态，信号控制单元2能够促使第一指示灯41定频闪烁；反之，若信号控制单元2处于异常的工作状态，信号控制单元2能够促使第一指示灯41长亮或者长灭。在此处需要说明的是，信号控制单元2出现异常的情况可以包括程序运行错误导致的异常。

在一个可选的实施例中，信号指示单元4还可以包括与信号控制单元2相连的第二指示灯42。信号控制单元2被配置成在模数转换模块13和数模转换模块31处于正常工作状态下控制第二指示灯42长亮。在使用时，第二指示灯42用于反映信号输入单元1的模数转换模块13和信号输出单元3的数模转换模块31的工作状态。具体地，若模数转换模块13和数模转换模块31均处于正常的工作状态，信号控制单元2能够控制第二指示灯42长亮；反之，若模数转换模块13和/或数模转换模块31处于异常的工作状态，信号控制单元2能够控制第二指示灯42长灭。在此处需要说明的是，模数转换模块13和数模转换模块31出现异常的情况可以包括配置初始化失败导致的异常。

在另一个可选的实施例中，本实用新型提供的电压模拟信号采集装置100可以用于同时采集多路电压模拟信号，进而能够提高本实施例提供的电压模拟信号采集装置100的兼容性和实用性。为了便于描述本实施例的具体实施方式，本实施例中以采集两路电压模拟信号为例。具体的实现方式如下：

例如，为了便于本领域技术人员可以更好且方便的理解本实施例中提供的实施方式，此处先对电压采集模块11中各个元件的连接关系进行详细描述，具体地：前文中提及的传输线路包括第一导线、第二导线和第三导线，且这些导线皆可优选为变频器的直流母线。电压采集模块11包括分别连接第一导线、第二导线和第三导线的第一接口11a、第二接口11b和第三接口11c。电压采集模块11还包括第一电阻11d、第二电阻11e、第三电阻11f和第四电阻11g。第一电阻11d的第一端部与第一接口11a连接，而第一电阻11d的第二端部与第二电阻11e的第一端部连接。第二电阻11e的第二端部与第三电阻11f的第一端部连接。第三电阻11f的第二端部与第四电阻11g的第一端部连接。第四电阻11g的第二端部与第三接口11c连接。

进一步地，下面将对电压采集模块11、信号放大模块12以及电压跟随器三者之间的连接关系进行详细描述，具体地：信号放大模块12的数量为两个。第一电压跟随器14的数量为两个。一个信号放大模块12与第一电阻11d的第二端部和第二电阻11e的第一端部连接，另一个信号放大模块12中与第三电阻的第二端部和第四电阻的第一端部连接。两个第一电压跟随器14分别与对应的信号放大模块12连接，并同时连接模数转换模块13。电压模拟信号包括来自于第一导线和第二导线之间且能被一个所述信号放大模块12放大的第一电压模拟信号，以及来自于所述第二导线和第三导线之间且能被另一个所述信号放大模块12放大的第二电压模拟信号。

更进一步地，根据上文中的描述的，电压采集模块11能通过第一电阻11d和第二电阻11e对第一导线和第二导线之间的第一电压模拟信号进行降压式采集，还能通过第三电阻11f和第四电阻11g对第二导线和第三导线之间的第二电压模拟信号进行降压式采集，第一电压模拟信号和第二电压模拟信号被对应的信号放大模块12和第一电压跟随器14处理后进入模数转换模块13，使得该模数转换模块13能够将第一电压模拟信号转化为第一个第一数字信号，同时将第二电压模拟信号转化为第二个第一数字信号。第一个第一数字信号和第二个第一数字信号均能够被传输至信号控制单元2中进行均值化处理，最终得到对应于第一个第一数字信号的第一个第二数字信号，以及对应于第二个第一数字信号的第二个第二数字信号。

为了实现两路电流模拟信号的输出，信号输出单元3设置为两个，使得电流模拟信号包括由一个信号输出单元3输出的且反应第一电压模拟信号的幅值的第一电流模拟信号，以及由另一个信号输出单元3输出的且反应第二电压模拟信号的幅值的第二电流模拟信号。一个信号输出单元3可接收上文提及的第一个第二数字信号，并将其转化为即将输出的且反应第一电压模拟信号的幅值的第一电流模拟信号。而另一个信号输出单元3可接收上文提及的第二个第二数字信号，并将其转化为即将输出的且反应第二电压模拟信号的幅值的第一电流模拟信号。

此处，为了便于使用操作人员快速准确判断该电压模拟信号采集装置100的采集路数，该电压模拟信号采集装置100中的信号指示单元4还可以包括与信号控制单元2相连的第三指示灯43。在使用时，第三指示灯43用于反映该电压模拟信号采集装置100的采集路数及采集状态。具体地，若两个信号输出单元3均有输出，即同时输出有第一电流模拟信号和第二电流模拟信号，信号控制单元2能够控制第三指示灯43长亮；若两个信号输出单元3仅有一路输出，即输出仅有第一电流模拟信号和第二电流模拟信号中的任一个，信号控制单元2能够控制第三指示灯43闪烁；若两个信号输出单元3均无输出，即第一电流模拟信号和第二电流模拟信号均无输出，信号控制单元2能够控制第三指示灯43长灭。

在此还值得说明的是，为了实现第一数字信号在模数转换模块13和信号控制单元2之间的可靠传输的目的，以及实现模数转换模块13和信号控制单元2之间电气隔离的目的，本实施例提出的电压模拟信号采集装置100除了可以包括上文中提到的电气隔离模块15，还可以包括信号传输模块6。该信号传输模块6可以包括与模数转换模块13相连且用于将第一数字信号转化为光信号的第一传输模块、与信号控制单元2相连且用于将光信号转化为第一数字信号的第二传输模块以及连接第一传输模块和第二传输模块且用于传输光信号的光纤。可选地，第一传输模块和第二传输模块均可选用光电转化模块。

当然，本领域技术人员可以理解的是，信号输入单元1和信号控制单元2之间的连接方式以及信号控制单元2和信号输出单元3之间的连接方式也可以为无线通讯连接，例如蓝牙、红外通讯连接等，在此不作限制，本领域技术人员可以采用其他的合理的连接方式。

在本申请的上述描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“固定”、“安装”、“相连”或“连接”等术语应该做广义的理解。例如，就术语“连接”来说，其可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，或者可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。因此，除非本申请另有明确的限定，本领域技术人员可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，本申请中所使用的术语“第一”或“第二”等用于指代编号或序数的术语仅用于描述目的，而不能理解为明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”或“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个或更多个等，除非另有明确具体的限定。

虽然本文已经示出和描述了本实用新型的多个实施例，但对于本领域技术人员显而易见的是，这样的实施例只是以示例的方式来提供。本领域技术人员可以在不偏离本实用新型思想和精神的情况下想到许多更改、改变和替代的方式。应当理解的是在实践本实用新型的过程中，可以采用对本文所描述的本实用新型实施例的各种替代方案。所附权利要求书旨在限定本实用新型的保护范围，并因此覆盖这些权利要求范围内的等同或替代方案。

Claims (12)

1.一种电压模拟信号采集装置，其特征在于，包括：

信号输入单元，用于接收传输线路的电压模拟信号并将所述电压模拟信号转化为第一数字信号；

信号控制单元，用于接收所述信号输入单元输出的所述第一数字信号，并对所述第一数字信号进行均值化处理以得到第二数字信号；

信号输出单元，用于接收所述信号控制单元输出的所述第二数字信号，并将所述第二数字信号转化为准备输出的且反应所述电压模拟信号的大小的电流模拟信号；

信号指示单元，其与所述信号输入单元、信号控制单元和信号输出单元连接，并用于反映所述信号输入单元、信号控制单元和信号输出单元的工作状态。

2.根据权利要求1所述的电压模拟信号采集装置，其特征在于，所述信号输入单元包括：

电压采集模块，其与所述传输线路连接，并用于采集所述传输线路内的所述电压模拟信号；

信号放大模块，其与所述电压采集模块连接，并用于对所述电压采集模块采集的所述电压模拟信号进行信号放大；

模数转换模块，其与所述信号放大模块和所述信号控制单元连接，用于将所述电压模拟信号转化为所述第一数字信号并发送至所述信号控制单元。

3.根据权利要求2所述的电压模拟信号采集装置，其特征在于，所述信号输入单元还包括设在所述信号放大模块与所述模数转换模块之间的第一电压跟随器。

4.根据权利要求3所述的电压模拟信号采集装置，其特征在于，所述信号输入单元还包括：

匹配供电模块，其与所述信号放大模块、模数转换模块和第一电压跟随器连接；

电气隔离模块，其与所述匹配供电模块连接，以使得所述匹配供电模块能够接收来自所述电气隔离模块提供的电能并为所述信号放大模块、模数转换模块和第一电压跟随器供电。

5.根据权利要求2所述的电压模拟信号采集装置，其特征在于，所述信号输出单元包括：

数模转换模块，其与所述信号控制单元相连，用于将所述第二数字信号转化为居间电压信号；

信号转化模块，其与所述数模转换模块相连，用于将所述居间电压信号转化为所述电流模拟信号并输出所述电流模拟信号。

6.根据权利要求5所述的电压模拟信号采集装置，其特征在于，

所述信号输出单元还包括设在所述信号转化模块与所述数模转换模块之间的第二电压跟随器。

7.根据权利要求6所述的电压模拟信号采集装置，其特征在于，还包括第二供电模块，所述第二供电模块用于接收电能并能为所述数模转换模块、信号转化模块和第二电压跟随器供电。

8.根据权利要求1所述的电压模拟信号采集装置，其特征在于，所述信号指示单元包括与所述信号控制单元相连的第一指示灯，所述信号控制单元被配置成能促使所述第一指示灯仅在所述信号控制单元处于正常工作状态下定频闪烁。

9.根据权利要求5所述的电压模拟信号采集装置，其特征在于，所述信号指示单元包括与所述信号控制单元相连的第二指示灯，所述信号控制单元被配置成在所述模数转换模块和所述数模转换模块处于正常工作状态下控制所述第二指示灯长亮。

10.根据权利要求3所述的电压模拟信号采集装置，其特征在于，所述传输线路包括第一导线、第二导线和第三导线，所述电压采集模块包括分别连接所述第一导线、第二导线和第三导线的第一接口、第二接口和第三接口，所述电压采集模块还包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻，所述第一电阻的第一端部与所述第一接口连接，而所述第一电阻的第二端部与所述第二电阻的第一端部连接，所述第二电阻的第二端部与所述第三电阻的第一端部连接，所述第三电阻的第二端部与所述第四电阻的第一端部连接，所述第四电阻的第二端部与所述第三接口连接，所述第二接口与所述第二电阻的第二端部和所述第三电阻的第一端部连接；所述信号放大模块的数量为两个，一个所述信号放大模块与所述第一电阻的第二端部和所述第二电阻的第一端部连接，而另一个所述信号放大模块与所述第三电阻的第二端部和所述第四电阻的第一端部连接；所述第一电压跟随器的数量为两个，两个所述第一电压跟随器均与所述信号放大模块连接，并同时连接所述模数转换模块，所述电压模拟信号包括来自于所述第一导线和第二导线之间且能被一个所述信号放大模块放大的第一电压模拟信号，以及来自于所述第二导线和第三导线之间且能被另一个所述信号放大模块放大的第二电压模拟信号；

所述信号输出单元为两个，所述电流模拟信号包括由一个所述信号输出单元输出的且反应所述第一电压模拟信号的幅值的第一电流模拟信号，以及由另一个所述信号输出单元输出的且反应所述第二电压模拟信号的幅值的第二电流模拟信号。

11.根据权利要求10所述的电压模拟信号采集装置，其特征在于，所述信号指示单元包括与所述信号控制单元相连的第三指示灯,所述信号控制单元被配置成在所述第一电流模拟信号和所述第二电流模拟信号中的任一个输出时控制所述第三指示灯闪烁，而在所述第一电流模拟信号和所述第二电流模拟信号均输出时控制所述第三指示灯长亮。

12.根据权利要求2所述的电压模拟信号采集装置，其特征在于，还包括信号传输模块，其包括与所述模数转换模块相连且用于将所述第一数字信号转化为光信号的第一传输模块、与所述信号控制单元相连且用于将所述光信号转化为所述第一数字信号的第二传输模块以及连接所述第一传输模块和所述第二传输模块且用于传输所述光信号的光纤。