雙母線供電電路的高精度計量系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于電力計量領(lǐng)域，尤其涉及一種解決雙母線供電電路的高精度計量系統(tǒng)，包括切換繼電器KA1、切換繼電器KA2、兩個發(fā)射端、接收端、傳輸介質(zhì)和電能表，切換繼電器ＫＡ１和ＫＡ２的主觸點分別與雙母線中的一根相連接，切換繼電器ＫＡ１和ＫＡ２的輔助觸點分別接收端相連接，接收端從切換繼電器ＫＡ１和ＫＡ２的輔助觸點接收開關(guān)信號，兩個發(fā)射端的輸入端各自與一條母線相連接，兩個發(fā)射端的輸出端通過傳輸介質(zhì)與接收端的輸入端相連接，接收端的輸出端與電能表相連接，采用光纖傳輸避免了電磁干擾，時間上沒有延遲，進(jìn)入到電能表的電壓信號在計量上符合國家標(biāo)準(zhǔn)的要求，解決了雙母線供電在切換過程中的計量誤差。
【專利說明】雙母線供電電路的高精度計量系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力計量領(lǐng)域，尤其涉及一種解決雙母線供電電路的高精度計量系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]在變電站的實際應(yīng)用中，為了確保用電安全和穩(wěn)定，大多數(shù)110KV等級以上的線路都是采用雙母線供電，雙母線供電線路電能表有專用的電壓線路和電流線路，而電能計量裝置的誤差是由電壓互感器(英文縮寫為PT )和電流互感器(英文縮寫為CT )的合成誤差、電能表的誤差、電壓互感器(PT) 二次回路壓降引起的計量誤差所組成。其中，PT二次回路壓降(簡稱二次壓降)引起的計量誤差往往是最大的，所以消除或減小二次壓降，保證計量裝置的精度是不容輕視的問題。根據(jù)多處電網(wǎng)普查測試的結(jié)果，電壓互感器(PT) 二次導(dǎo)線壓降引起的計量誤差是最大的。由于電壓互感器(PT) 二次信號需要較長的電纜傳輸?shù)娇刂剖医拥诫娔鼙?，長距離傳輸會產(chǎn)生很大的壓降，也就產(chǎn)生了很大的誤差，這個誤差為負(fù)誤差，會為電力公司造成很大的經(jīng)濟損失。
[0003]現(xiàn)有的幾種解決方案比較:
(I)降低PT 二次回路阻抗:縮短電纜回路長度和增加電纜截面積都是可行辦法，但是實際操作困難。
[0004](2)減小PT 二次回路電流:使用單獨的計量繞組，單獨的傳輸導(dǎo)線，都可以降低回路電流，但線纜的數(shù)量將隨之增大很多，增加成本。
[0005](3)電子裝置補償:電子裝置補償需要根據(jù)現(xiàn)場情況調(diào)整補償值，但其可靠性差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足而發(fā)明的一種解決雙母線供電電路的高精度計量系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的:一種雙母線供電電路的高精度計量系統(tǒng)，其特征在于:包括切換繼電器KA1、切換繼電器KA2、兩個完全相同的發(fā)射端、接收端、傳輸介質(zhì)和電能表，切換繼電器K A I和K A 2的主觸點分別與雙母線中的一根相連接，用于雙母線之間的相互的切換，切換繼電器K A I和K A 2的輔助觸點分別接收端相連接，接收端從切換繼電器K A I和K A 2的輔助觸點接收開關(guān)信號，兩個發(fā)射端的輸入端各自與一條母線相連接，兩個發(fā)射端的輸出端通過傳輸介質(zhì)與接收端的輸入端相連接，接收端的輸出端與電能表相連接。
[0008]所述的發(fā)射端包括CPU模塊、電源模塊、基準(zhǔn)電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和傳輸介質(zhì)連接模塊，電流從模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸入端進(jìn)入發(fā)射端，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與CPU模塊的輸入端相連接，CPU模塊的輸出端與傳輸介質(zhì)連接模塊的輸入端相連接，傳輸介質(zhì)連接模塊的輸出端經(jīng)過傳輸介質(zhì)與接收端相連接，電源模塊和基準(zhǔn)電路為整個發(fā)射端提供工作電壓。
[0009]所述的CPU模塊包括CPU芯片UlO和晶振Yl，晶振Yl的兩端分別與CPU芯片UlO的roo OSC IN端口、roi OSC OUT端口相連接，同時晶振Yl的兩端分別連接有電容C16、C21的一端相連接，電容C16、C21的另一端接地。
[0010]所述的電源模塊包括保險F1、F2、F3，變壓器T1、T2、T3，整流橋D1、D3、D4和DC-DC電源芯片，三項電源線上分別連接有保險Fl、F2、F3的一端，保險Fl、F2、F3的另一端分別與模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、變壓器Tl、T2、T3的輸入端相連接，變壓器Tl、T2、T3的輸出端分別與整流橋D1、D3、D4的輸入端相連接，整流橋D1、D3、D4的輸出端均與DC-DC電源芯片的輸入端相連接，DC-DC電源芯片的輸出端為CPU模塊提供3.3V的電源。
[0011]所述的基準(zhǔn)電路包括基準(zhǔn)電壓源U7、電容C14、電容C15、電阻R20、電阻R21、電阻R22、電阻R24、電阻R25、電阻R26、電阻R27、電阻R28和電阻R29，基準(zhǔn)電壓源U7的V IN針腳分別與3.3V電源相連接、電容C14的一端相連接，電容C14的另一端接地，基準(zhǔn)電壓源U7的GND針腳接地，基準(zhǔn)電壓源U7的V OUT針腳輸出2.5V電壓，V OUT針腳同時與電容C15的一端相連接，電容C15的另一端接地，電阻R20的一端與2.5V電壓相連接，電阻R20的另一端分別與電阻R24的一端、電阻R27的一端、以及模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊相連接，電阻R24的另一端與電源模塊包括保險Fl的輸出端相連接，電阻R27的另一端接地，電阻R21的一端與
2.5V電壓相連接，電阻R21的另一端分別與電阻R25的一端、電阻R28的一端、以及模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊相連接，電阻R25的另一端與電源模塊包括保險F2的輸出端相連接，電阻R28的另一端接地，電阻R22的一端與2.5V電壓相連接，電阻R22的另一端分別與電阻R26的一端、電阻R29的一端、以及模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊相連接，電阻R26的另一端與電源模塊包括保險F3的輸出端相連接，電阻R29的另一端接地。
[0012]所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊包括電容C18、電容C20、電容C27、電容C19、模擬開關(guān)U12、模擬開關(guān)U13、模擬開關(guān)Ul1、電阻R29和A/D轉(zhuǎn)換芯片U14，基準(zhǔn)電路中電阻R20的另一端與電容C18的一端、模擬開關(guān)U12的端口 3相連接，電容C18的另一端接地，模擬開關(guān)U12的端口 6與CPU芯片UlO的端口 PA4相連接，模擬開關(guān)U12的端口 4與電阻R29的一端相連接，電阻R29的另一端分別與電容C19的一端、A/D轉(zhuǎn)換芯片U14的端口 +IN相連接，電容C19的另一端接地，基準(zhǔn)電路中電阻R21的另一端與電容C20的一端、模擬開關(guān)U13的端口3相連接，電容C20的另一端接地，模擬開關(guān)U13的端口 6與CPU芯片UlO的端口 PBlO相連接，模擬開關(guān)U13的端口 4與電阻R29的一端相連接，基準(zhǔn)電路中電阻R22的另一端與電容C27的一端、模擬開關(guān)Ull的端口 3相連接，電容C27的另一端接地，模擬開關(guān)Ull的端口 6與CPU芯片UlO的端口 P B I I相連接，模擬開關(guān)Ul 4的端口 4與電阻R29的一端相連接，A/D轉(zhuǎn)換芯片U14的端口 R E F +接2.5 V電源，U15的端口 R E F —接地，U15的端口一 I N 接地，U15 的端口+ V B D、+ VA接 3.3 V 電源，U15 的端口 AGN D、R ESERVED、BDGND 接地，U15 的端口 CONVST 與 CPU 芯片 UlO 的端口 PB 2 相連接，U15的端口 INT與CPU芯片UlO的端口 PB I相連接，U15的端口 C S與CPU芯片UlO的端口 PB O相連接，U15的端口 SCLK與CPU芯片UlO的端口 PA 5相連接，U15的端口 SDI與CPU芯片UlO的端口 PA 7相連接，U15的端口 SDO與CPU芯片UlO的端口 PA 6相連接。
[0013]所述的傳輸介質(zhì)連接模塊包括單路反相器U5、電阻R30和光纖發(fā)射器U6，單路反相器U5的輸入端與CPU芯片UlO的端口 PA9相連接，單路反相器U5的輸出端與電阻R30的一端相連接，電阻R30的另一端與光纖發(fā)射器U6的2、6、7號管腳相連接，光纖發(fā)射器U6的7號管腳接地。
[0014]所述的接收端包括電源模塊、信號接收轉(zhuǎn)換模塊、CPU處理模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和信號放大電路，電源模塊為接收端提供電源，信號接收轉(zhuǎn)換模塊的輸入端與發(fā)射端的傳輸介質(zhì)連接模塊相連接，信號接收轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與CPU處理模塊的輸入端相連接，CPU處理模塊的輸出端與數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連接，數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的輸出端與信號放大電路輸入端相連接，信號放大電路輸出端為整個接收端的輸出。
[0015]所述的信號接收轉(zhuǎn)換模塊包括光纖接收器U61、光纖接收器U62、模擬開關(guān)U16、單路反相器U17、單路反相器U18、電阻R19、電阻R100、電阻R107、電阻R18、電阻R105、電阻R108、電阻R106、電阻R24、電容C6和電容C5，光纖接收器U61的輸入端端和傳輸介質(zhì)相連接，光纖接收器U61的2號端口接電源,光纖接收器U61的6號端口分別與模擬開關(guān)U16的I號管腳相、電阻R19的一端相連接，電阻R19的另一端接地，光纖接收器U61的3號、7號端口接地，光纖接收器U62的輸入端和傳輸介質(zhì)相連接，光纖接收器U62的2號端口接電源，光纖接收器U62的6號端口分別與模擬開關(guān)U16的3號端子、電阻RlOO的一端相連接，電阻RlOO的另一端接地，光纖接收器U62的3號、7號端口接地；電阻R107的一端、電阻R18的一端接電源，電阻R107的另一端與中間繼電器KAl的輔助觸點相連接的同時，與電阻R105的一端相連接，電阻Rl8的另一端與中間繼電器KA2的輔助觸點相連接的同時，與電阻Rl08的一端相連接，電阻R105的另一端與單路反相器U18輸入端相連接，電阻R108的另一端與單路反相器U17輸入端相連接，單路反相器U18的輸出端與電阻R106的一端相連接，單路反相器U17的輸出端與電阻R24的一端相連接，電阻R106的另一端分別與CPU處理模塊中CPU芯片的PB14端口、電容C6的一端相連接，電容C6的另一端接地，電阻R24的另一端分別與CPU處理模塊中CPU芯片U8的PB15端口、電容C5的一端相連接，電容C5的另一端接地，模擬開關(guān)U16的6號端子與CPU處理模塊中CPU芯片U8的PA8端口相連接，模擬開關(guān)U16的4號端子與CPU處理模塊中CPU芯片U8的PAlO端口相連接。
[0016]所述的CPU處理模塊包括CPU芯片U8、晶振Y2、電容C18、電容C20和電容C23，晶振Y2的兩端分別與CPU芯片U8的roo OSC IN端口、U8的roi OSC OUT端口相連接，晶振Y2的兩端同時與電容C18的一端、電容C20的一端相連接，電容C18的另一端、電容C20的另一端接地，電容C23的一端與CPU芯片U8的NRST端口相連接，電容C23的另一端接地。
[0017]所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路包括轉(zhuǎn)換芯片U3、轉(zhuǎn)換芯片U5、轉(zhuǎn)換芯片U6、電阻R9、電阻R10、電阻R1、電容Cl、C2、功率放大器U1B、電阻R16、電阻R17、電阻R14、電容C14、C15、功率放大器U4A、電阻R21、電阻R20、電阻R18、電容C16、C17和功率放大器U4B。
[0018]其中轉(zhuǎn)換芯片U3的SDO端口與轉(zhuǎn)換芯片U5的SDI端口相連接，轉(zhuǎn)換芯片U3的SDI端口與CPU芯片U8的PA7端口相連接，轉(zhuǎn)換芯片U3的CLK端口與CPU芯片U8的PA5端口相連接，轉(zhuǎn)換芯片U3的CS端口與CPU芯片U8的PA4端口相連接，轉(zhuǎn)換芯片U3的LDAC端口與CPU芯片U8的PB13端口相連接，轉(zhuǎn)換芯片U3的LOAD端口、DGND端口、AGND端口接地,轉(zhuǎn)換芯片 U3 的 RST 端口、RSTSEL 端口、VDD 端口、VREFH 端口、VREFHS 端口、VREFL 端口、VREFLS端口、VCC端口和VSS端口均接電源，VOUT端口和VOUTS端口與電阻R9的一端相連接，電阻R9的另一端分別與電容Cl的一端和電阻RlO的一端相連接，電容Cl的另一端接地，電阻RlO的另一端分別與功率放大器UlB的反向輸入端、電容C2的一端相連接，功率放大器UlB的同相輸入端與電阻Rl的一端相連接，電阻Rl的另一端接地，電容C2的另一端與功率放大器UlB的輸出端相連接，功率放大器UlB的輸出端同時與信號放大電路的輸入端相連接。
[0019]轉(zhuǎn)換芯片U5的SDO端口與轉(zhuǎn)換芯片U6的SDI端口相連接，轉(zhuǎn)換芯片U5的SDI端口與轉(zhuǎn)換芯片U3的SDO端口相連接，轉(zhuǎn)換芯片U5的CLK端口與CPU芯片U8的PA5端口相連接，轉(zhuǎn)換芯片U5的CS端口與CPU芯片U8的PA4端口相連接，轉(zhuǎn)換芯片U5的LDAC端口與CPU芯片U8的PB13端口相連接，轉(zhuǎn)換芯片U5的LOAD端口、DGND端口、AGND端口接地，轉(zhuǎn)換芯片 U5 的 RST 端口、RSTSEL 端口、VDD 端口、VREFH 端口、VREFHS 端口、VREFL 端口、VREFLS端口、VCC端口和VSS端口均接電源，VOUT端口和VOUTS端口與電阻R16的一端相連接，電阻R16的另一端分別與電容C14的一端和電阻R17的一端相連接，電容C14的另一端接地，電阻R17的另一端分別與功率放大器U4A的反向輸入端、電容C15的一端相連接，功率放大器U4A的同相輸入端與電阻R14的一端相連接，電阻R14的另一端接地，電容C15的另一端與功率放大器U4A的輸出端相連接,功率放大器U4A的輸出端同時與信號放大電路的輸入端相連接。
[0020]轉(zhuǎn)換芯片U6的SDO端口與CPU芯片U8的PA6端口相連接，轉(zhuǎn)換芯片U6的SDI端口與轉(zhuǎn)換芯片U5的SDO端口相連接，轉(zhuǎn)換芯片U6的CLK端口與CPU芯片U8的PA5端口相連接，轉(zhuǎn)換芯片U6的CS端口與CPU芯片U8的PA4端口相連接，轉(zhuǎn)換芯片U6的LDAC端口與CPU芯片U8的PB13端口相連接，轉(zhuǎn)換芯片U6的LOAD端口、DGND端口、AGND端口接地，轉(zhuǎn)換芯片 U6 的 RST 端口、RSTSEL 端口、VDD 端口、VREFH 端口、VREFHS 端口、VREFL 端口、VREFLS端口、VCC端口和VSS端口均接電源，VOUT端口和VOUTS端口與電阻R21的一端相連接，電阻R21的另一端分別與電容C16的一端和電阻R20的一端相連接，電容C16的另一端接地，電阻R20的另一端分別與功率放大器U4B的反向輸入端、電容C17的一端相連接，功率放大器U4B的同相輸入端與電阻R18的一端相連接，電阻R18的另一端接地，電容C17的另一端與功率放大器U4B的輸出端相連接，功率放大器U4B的輸出端同時與信號放大電路的輸入端相連接。
[0021]所述的信號放大電路分為三路，分別對應(yīng)了進(jìn)入電表的三相電路，三路的組件和連接方式相同，其中一路包括電阻R15、電阻R17、三極管VT1、三極管VT2、電阻R10、電阻R23、電阻R11、電阻R20、二極管D4、二極管D5、二極管D1、二極管D2、二極管D7、二極管D10、三極管VD1、三極管VD2、二極管D3、二極管D6、電阻R16、電阻R22和保險F3，數(shù)模轉(zhuǎn)換電路中功率放大器UlB的輸出端與電阻R15、電阻R17的一端相連接，電阻R15的另一端與三極管VTl的發(fā)射極相連接，電阻R18的另一端與三極管VT2的發(fā)射極相連接，，VTl的基極與電阻Rll的一端、二極管D4的正極相連接，電阻Rll的另一端接電源，二極管D4的負(fù)極分別與二極管D5的正極、地線相連接，二極管D5的負(fù)極分別與VT2的基極、電阻R20的一端相連接，電阻R20的另一端接電源，VTl的集電極與電阻RlO的一端相連接，電阻RlO的另一端分別與二極管D2的負(fù)極、三極管VDl的基極相連接，二極管D2的正極與二極管Dl的負(fù)極相連接，二極管Dl的正極接電源，二極管Dl的正極同時與電阻Rl的一端、二極管D3的負(fù)極相連接，電阻Rl的另一端與三極管VDl的發(fā)射極相連接，三極管VDl的集電極分別與三極管VD2的集電極、二極管D3的正極、二極管D6的負(fù)極、電阻R16的一端、保險F3的一端相連接，二極管D6的正極與電阻R26的一端、二極管DlO的負(fù)極相連接，電阻R26的另一端與三極管VD2的發(fā)射極相連接，二極管DlO的正極與二極管D7的負(fù)極相連接，二極管D7的正極分別與三極管VD2的基極、電阻R23的一端相連接，電阻R23的另一單與三極管VT2的集電極相連接，電阻R16的另一端與電阻R22的一端相連接，電阻R22的另一端接地，保險F3的另一端為整個接收端的一個輸出端，其它兩路為另外兩路輸出端。
[0022]發(fā)射端中CPU芯片UlO的型號為STM32F103CST6，模擬開關(guān)U12、模擬開關(guān)U13、模擬開關(guān)Ull的型號均為74LVC1G3157，A/D轉(zhuǎn)換芯片U14的型號為ADS8329IRSARG4，單路反相器U5的型號為74LVC1G04，光纖發(fā)射器U6的型號為HFBR 1414 ;傳輸介質(zhì)為光纖；接收端中光纖接收器U61、光纖接收器U62的型號均為HFBR 2414，模擬開關(guān)U16的型號為74LVC1G3157，單路反相器U17、單路反相器U18的型號均為74LVC1G64，CPU處理模塊包括CPU芯片U8的型號為STM32F103CST6，轉(zhuǎn)換芯片U3、轉(zhuǎn)換芯片U5、轉(zhuǎn)換芯片U6的型號均為DAC7631，功率放大器U1B、功率放大器U4A、功率放大器U4B的型號均為0P2177。
[0023]發(fā)射端和接收端設(shè)置有恒溫盒，恒溫盒中設(shè)置有恒溫控制電路和基準(zhǔn)電路；
所述的恒溫控制電路包括熱敏電阻MF1、運算放大器U3A、U3B、電阻R2、R3、R5、R6、R7、
尺8、1?9、1?10、1?11，加熱電阻1?12、1?13、1?14、1?15、1?16、1?17，電容 C8 和三極管 VT1，運算放大器U3A的同向輸入端分別與熱敏電阻MFl的一端、發(fā)射端的CPU模塊11的CPU芯片UlO的10號管腳PAO—WKUP、電阻R3的一端相連接，熱敏電阻MFl的另一端接地，電阻R3的另一端與電阻R2的一端相連接，電阻R3的另一端與電阻R2的一端均與3.3V電源相連接，電阻R2的另一端分別與電容C8的一端、電阻R7的一端、電阻R6的一端相連接，電容C8的另一端、電阻R7的另一端接地，電阻R6的另一端分別與運算放大器U3A的反相輸入端、電阻Rll的一端相連接與運算放大器U3A的輸出端相連接，運算放大器U3A的的輸出端與電阻R5的一端相連接，電阻R5的另一端分別與電阻R8、運算放大器U3B的同向輸入端相連接，電阻R5的另一端接地，運算放大器U3B的反相輸入端分別與電阻R9的一端、三極管VTl的發(fā)射極相連接，電阻R9的另一端接地，運算放大器U3B的輸出端與電阻RlO的一端相連接，電阻RlO的另一端與三極管VTl的基極相連接，三極管VTl的集電極與加熱電阻R12的一端相連接，加熱電阻R12的另一端與加熱電阻R13的一端相連接，加熱電阻R13的另一端與加熱電阻R14的一端相連接，加熱電阻R14的另一端與加熱電阻R15的一端相連接，加熱電阻R15的另一端與加熱電阻R16的一端相連接，加熱電阻R16的另一端與加熱電阻R17的一端相連接，加熱電阻R17的另一端接電源。
[0024]恒溫盒還設(shè)置有發(fā)射端中的模擬開關(guān)U12、模擬開關(guān)U13、模擬開關(guān)Ull、A/D轉(zhuǎn)換芯片U14，發(fā)射端中的轉(zhuǎn)換芯片U3、轉(zhuǎn)換芯片U5、轉(zhuǎn)換芯片U6、功率放大器U1B、功率放大器U4A、功率放大器U4B。
[0025]所述的輸出端的CPU芯片上設(shè)置有報警裝置，所述的報警裝置為發(fā)光二極管。
[0026]本發(fā)明中通過整套系統(tǒng)的發(fā)射端將從輸入端進(jìn)入的模擬電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，數(shù)字信號通過傳輸介質(zhì)——光纜，傳輸給接收端，接收端接到數(shù)字信號后，經(jīng)過處理，再將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號，模擬電壓信號再接入電壓表進(jìn)行測量，正在整個測量過程中沒有電壓損失，并且采用光纖傳輸還避免了外界的電磁干擾，并且在時間上幾乎沒有延遲，因此，進(jìn)入到電能表的電壓信號在計量上完全符合國家標(biāo)準(zhǔn)的要求，從而解決了雙母線供電在切換過程中的計量誤差，大大降低了電力公司的經(jīng)濟損失。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖圖。
[0028]圖2為本發(fā)明實施例中發(fā)射端的CPU模塊電氣原理圖。
[0029]圖3為本發(fā)明實施例中發(fā)射端中電源模塊的電氣原理圖。
[0030]圖4為本發(fā)明實施例中發(fā)射端中基準(zhǔn)電路的部分電氣原理圖。
[0031]圖5為本發(fā)明實施例中發(fā)射端中基準(zhǔn)電路的剩余部分電氣原理圖。
[0032]圖6為本發(fā)明實施例中發(fā)射端中模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的部分電氣原理圖。
[0033]圖7為本發(fā)明實施例中發(fā)射端中模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的剩余部分電氣原理圖。
[0034]圖8為本發(fā)明實施例中發(fā)射端中傳輸介質(zhì)連接模塊的電氣原理圖。
[0035]圖9為本發(fā)明實施例中接收端中信號接收轉(zhuǎn)換模塊的部分電氣原理圖。
[0036]圖10為本發(fā)明實施例中接收端中信號接收轉(zhuǎn)換模塊的剩余電氣原理圖。
[0037]圖11為本發(fā)明實施例中接收端中CPU處理模塊的電氣原理圖。
[0038]圖12為本發(fā)明實施例中接收端中數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的部分電氣原理圖。
[0039]圖13為本發(fā)明實施例中接收端中電源模塊的剩余部分電氣原理圖。
[0040]圖14為本發(fā)明實施例中接收端中信號放大電路所包括的三路中一路的電氣原理圖。
[0041]圖15為本發(fā)明實施例中恒溫盒內(nèi)恒溫控制電路的部分電氣原理圖。
[0042]圖16為本發(fā)明實施例中恒溫盒內(nèi)恒溫控制電路的剩余部分電氣原理圖。
[0043]圖17為本發(fā)明一個發(fā)射端、傳輸介質(zhì)和接收端之間的連接關(guān)系圖。
[0044]具體事實方式
如圖1所示，一種雙母線供電電路的高精度計量系統(tǒng)，切換繼電器KA1、切換繼電器KA2、兩個完全相同的發(fā)射端I和2、接收端3、傳輸介質(zhì)4和電能表5，所述的傳輸介質(zhì)4為光纖，切換繼電器K A I的主觸點與母線I相連接，KA 2的主觸點雙母線II相連接，切換繼電器K A I和K A 2用于母線I和II之間的相互的切換，切換繼電器K A I和K A 2的輔助觸點分別接收端3相連接，接收端3從切換繼電器K A I和K A 2的輔助觸點接收開關(guān)信號，接收端3通過收到的開關(guān)信號來源來判斷是切換繼電器KA I或者切換繼電器KA 2的工作狀態(tài)，從而確定是由那根母線供電，然后接收端3自動判斷是從發(fā)射端I接收信號，還是從發(fā)射端2接收信號，通過這種開關(guān)信號反饋機制，接收端3可以準(zhǔn)確的接收某一個發(fā)射端的信號，從而減少了接收端3處理信號的準(zhǔn)備時間，加快了整個系統(tǒng)的工作速度；發(fā)射端I的輸入端接入的信號為——與母線I相連接的電壓互感器二次輸出的高壓信號，電壓大小為大小為100V或者57.7V，發(fā)射端2的輸入端接入的信號為——與母線II相連接的電壓互感器二次輸出的高壓信號，電壓大小為大小為100V或者57.7V，兩個發(fā)射端I和2的輸出端通過光纖4與接收端3的輸入端相連接,接收端3的輸出端與電能表5相連接。
[0045]所述的發(fā)射端I和2的元器件組成和連接方式完全相同，現(xiàn)描述發(fā)射端I的元器件和組成方式:
如圖17所示，所述的發(fā)射端I包括CPU模塊11、電源模塊12、基準(zhǔn)電路13、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊14和傳輸介質(zhì)連接模塊15，電流從模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊14的輸入端進(jìn)入發(fā)射端1，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊14的輸出端與CPU模塊11的輸入端相連接，CPU模塊11的輸出端與傳輸介質(zhì)連接模塊15的輸入端相連接，傳輸介質(zhì)連接模塊15的輸出端經(jīng)過傳輸介質(zhì)4與接收端3相連接。
[0046]如圖2所示，所述的CPU模塊11包括CPU芯片UlO和晶振Y1，其中CPU芯片UlO的型號為STM32F103CST6，晶振Yl的兩端分別與CPU芯片UlO的TOO OSC IN端口、PDl OSCOUT端口相連接，同時晶振Yl的兩端分別連接有電容C16、C21的一端相連接，電容C16、C21的另一端接地;CPU芯片UlO的10號管腳PAO-WKUP與熱敏電阻MFl相連接，用于測量恒溫盒中的溫度;CPU芯片UlO的14號管腳PA4、CPU芯片UlO的21號管腳PB10、CPU芯片UlO的21號管腳PBll分別與模擬開關(guān)U12、模擬開關(guān)U13、模擬開關(guān)Ull —一對應(yīng)相連接，用來控制相應(yīng)模擬開關(guān)，開關(guān)接通，AD處理相應(yīng)相的數(shù)據(jù)；CPU芯片UlO的PA5、PA6、PA7、ΡΒ0、PBl、PB2端口都是與A/D轉(zhuǎn)換芯片U14相連，來實現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊14與CPU模塊11之間的通信。
[0047]如圖3所示，所述的電源模塊12包括保險Fl、F2、F3，變壓器Tl、T2、T3，整流橋D1、D3、D4和DC-DC電源芯片，三項電源線上分別連接有保險Fl、F2、F3的一端，保險F1、F2、F3的另一端分別與模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊14、變壓器Tl、T2、T3的輸入端相連接，變壓器Tl、T2、T3的輸出端分別與整流橋D1、D3、D4的輸入端相連接，整流橋D1、D3、D4的型號為DB107S，整流橋D1、D3、D4的輸出端均與DC-DC電源芯片的輸入端相連接，DC-DC電源芯片的型號為MP2359，DC-DC電源芯片的輸出端為CPU模塊提供3.3V的電源。
[0048]如圖4和圖5所示，所述的基準(zhǔn)電路13包括基準(zhǔn)電壓源U7、電容C14、電容C15、電阻R20、電阻R21、電阻R22、電阻R24、電阻R25、電阻R26、電阻R27、電阻R28和電阻R29，基準(zhǔn)電壓源U7的型號為ADR441，通過基準(zhǔn)電路將得到穩(wěn)定的2.5V電壓，基準(zhǔn)電壓源U7的V IN針腳分別與3.3V電源相連接、電容C14的一端相連接，電容C14的另一端接地，基準(zhǔn)電壓源U7的GND針腳接地，基準(zhǔn)電壓源U7的V OUT針腳輸出2.5V電壓，V OUT針腳同時與電容C15的一端相連接，電容C15的另一端接地，電阻R20的一端與2.5V電壓相連接，電阻R20的另一端分別與電阻R24的一端、電阻R27的一端、以及模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊14相連接，電阻R24的另一端與電源模塊包括保險Fl的輸出端相連接，電阻R27的另一端接地，電阻R21的一端與2.5V電壓相連接，電阻R21的另一端分別與電阻R25的一端、電阻R28的一端、以及模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊14相連接，電阻R25的另一端與電源模塊包括保險F2的輸出端相連接，電阻R28的另一端接地，電阻R22的一端與2.5V電壓相連接，電阻R22的另一端分別與電阻R26的一端、電阻R29的一端、以及模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊14相連接，電阻R26的另一端與電源模塊12包括保險F3的輸出端相連接，電阻R29的另一端接地。
[0049]如圖6和圖7所示，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊14包括電容C18、電容C20、電容C27、電容C19、模擬開關(guān)U12、模擬開關(guān)U13、模擬開關(guān)U11、電阻R29和A/D轉(zhuǎn)換芯片U14，模擬開關(guān)U12、模擬開關(guān)U13、模擬開關(guān)Ull的型號均為74LVC1G3157，A/D轉(zhuǎn)換芯片U14的型號為ADS8329IRSARG4，基準(zhǔn)電路13中電阻R20的另一端與電容C18的一端、模擬開關(guān)U12的端口 3相連接，電容C18的另一端接地，模擬開關(guān)U12的端口 6與CPU芯片UlO的端口 PA4相連接，模擬開關(guān)U12的端口 4與電阻R29的一端相連接，電阻R29的另一端分別與電容C19的一端、A/D轉(zhuǎn)換芯片U14的端口 +IN相連接，電容C19的另一端接地，基準(zhǔn)電路13中電阻R21的另一端與電容C20的一端、模擬開關(guān)U13的端口 3相連接，電容C20的另一端接地，模擬開關(guān)U13的端口 6與CPU芯片UlO的端口 PBlO相連接，模擬開關(guān)U13的端口 4與電阻R29的一端相連接，基準(zhǔn)電路13中電阻R22的另一端與電容C27的一端、模擬開關(guān)Ull的端口 3相連接，電容C27的另一端接地，模擬開關(guān)Ull的端口 6與CPU芯片UlO的端口 P B
II相連接，模擬開關(guān)Ul 4的端口 4與電阻R29的一端相連接，A/D轉(zhuǎn)換芯片U14的端口 RE F+接2.5 V電源，U15的端口 R E F —接地，U15的端口一 I N接地，U15的端口+ VB D、+V A接 3.3 V 電源，U15 的端口 A GND、RESERVED、BDGN D 接地，U15的端口 CONVST與CPU芯片UlO的端口 PB 2相連接，U15的端口 INT與CPU芯片UlO的端口 PB I相連接，U15的端口 C S與CPU芯片UlO的端口 PB O相連接，U15的端口SCLK與CPU芯片UlO的端口 PA 5相連接，U15的端口 SDI與CPU芯片UlO的端口 PA 7相連接，U15的端口 SDO與CPU芯片UlO的端口 PA 6相連接；74LVC1G3157為模擬開關(guān)，ADS8329為單通道16位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所以采樣數(shù)據(jù)前需要通過三個模擬開關(guān)進(jìn)行通道選擇，這三個開關(guān)通過CPU芯片STM32F103CST6的I/O進(jìn)行控制。
[0050]如圖8所示，所述的傳輸介質(zhì)連接模塊15包括單路反相器U5、電阻R30和光纖發(fā)射器U6，單路反相器U5的型號為74LVC1G04，光纖發(fā)射器U6的型號為HFBR 1414，單路反相器U5的輸入端與CPU芯片UlO的端口 PA9相連接，單路反相器U5的輸出端與電阻R30的一端相連接，電阻R30的另一端與光纖發(fā)射器U6的2、6、7號管腳相連接，光纖發(fā)射器U6的7號管腳接地。
[0051]如下為接收端的組成:
如圖17所示，所述的接收端3包括電源模塊31、信號接收轉(zhuǎn)換模塊32、CPU處理模塊33、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路34和信號放大電路35，電源模塊31為接收端3提供電源，信號接收轉(zhuǎn)換模塊32的輸入端與發(fā)射端I的傳輸介質(zhì)連接模塊15相連接，信號接收轉(zhuǎn)換模塊32的輸出端與CPU處理模塊33的輸入端相連接，CPU處理模塊33的輸出端與數(shù)模轉(zhuǎn)換電路34的輸入端相連接，數(shù)模轉(zhuǎn)換電路34的輸出端與信號放大電路35輸入端相連接，信號放大電路35輸出端為整個接收端3的輸出。
[0052]所述的電源模塊31與輸入端I的電源模塊結(jié)構(gòu)相同。
[0053]如圖9和圖10所示，所述的信號接收轉(zhuǎn)換模塊32包括光纖接收器U61、光纖接收器U62、模擬開關(guān)U16、單路反相器U17、單路反相器U18、電阻R19、電阻R100、電阻R107、電阻R18、電阻R105、電阻R108、電阻R106、電阻R24、電容C6和電容C5，接收端中光纖接收器U61、光纖接收器U62的型號均為HFBR 2414，模擬開關(guān)U16的型號為74LVC1G3157，單路反相器U17、單路反相器U18的型號均為74LVC1G64,光纖接收器U61的輸入端端和傳輸介質(zhì)4相連接,光纖接收器U61的2號端口接電源,光纖接收器U61的6號端口分別與模擬開關(guān)U16的I號管腳相、電阻R19的一端相連接，電阻R19的另一端接地，光纖接收器U61的3號、7號端口接地,光纖接收器U62的輸入端和傳輸介質(zhì)4相連接,光纖接收器U62的2號端口接電源，光纖接收器U62的6號端口分別與模擬開關(guān)U16的3號端子、電阻RlOO的一端相連接，電阻RlOO的另一端接地，光纖接收器U62的3號、7號端口接地，電阻R107的一端、電阻R18的一端接電源，電阻R107的另一端與中間繼電器KAl的輔助觸點相連接的同時，與電阻R105的一端相連接，電阻R18的另一端與中間繼電器KA2的輔助觸點相連接的同時，與電阻R108的一端相連接，電阻R105的另一端與單路反相器U18輸入端相連接，電阻R108的另一端與單路反相器U17輸入端相連接，單路反相器U18的輸出端與電阻R106的一端相連接，單路反相器U17的輸出端與電阻R24的一端相連接，電阻R106的另一端分別與CPU處理模塊中CPU芯片的PB14端口、電容C6的一端相連接，電容C6的另一端接地，電阻R24的另一端分別與CPU處理模塊中CPU芯片U8的PB15端口、電容C5的一端相連接，電容C5的另一端接地，模擬開關(guān)U16的6號端子與CPU處理模塊中CPU芯片U8的PA8端口相連接，模擬開關(guān)U16的4號端子與CPU處理模塊中CPU芯片U8的PAlO端口相連接。
[0054]CPU處理模塊33通過從切換繼電器輔助觸點得到的信號來控制模擬開關(guān)U16從光纖接收器U61或者光纖接收器U62接收數(shù)字信號。
[0055]如圖11所示，所述的CPU處理模塊33包括CPU芯片U8、晶振Y2、電容C18、電容C20和電容C23，CPU處理模塊33中CPU芯片U8的型號為STM32F103CST6，晶振Y2的兩端分別與CPU芯片U8的roo OSC IN端口、U8的roi OSC OUT端口相連接，晶振Y2的兩端同時與電容C18的一端、電容C20的一端相連接，電容C18的另一端、電容C20的另一端接地，電容C23的一端與CPU芯片U8的NRST端口相連接，電容C23的另一端接地，CPU芯片U8的其他端口分別與信號接收轉(zhuǎn)換模塊32、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路34的端口相連接。
[0056]如圖12和圖13所示，所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路34包括轉(zhuǎn)換芯片U3、轉(zhuǎn)換芯片U5、轉(zhuǎn)換芯片U6、電阻R9、電阻R10、電阻R1、電容Cl、C2、功率放大器U1B、電阻R16、電阻R17、電阻R14、電容C14、C15、功率放大器U4A、電阻R21、電阻R20、電阻R18、電容C16、C17和功率放大器U4B，轉(zhuǎn)換芯片U3、轉(zhuǎn)換芯片U5、轉(zhuǎn)換芯片U6的型號均為DAC:
其中轉(zhuǎn)換芯片U3的SDO端口與轉(zhuǎn)換芯片U5的SDI端口相連接，轉(zhuǎn)換芯片U3的SDI端口與CPU芯片U8的PA7端口相連接，轉(zhuǎn)換芯片U3的CLK端口與CPU芯片U8的PA5端口相連接，轉(zhuǎn)換芯片U3的CS端口與CPU芯片U8的PA4端口相連接，轉(zhuǎn)換芯片U3的LDAC端口與CPU芯片U8的PB13端口相連接，轉(zhuǎn)換芯片U3的LOAD端口、DGND端口、AGND端口接地，轉(zhuǎn)換芯片 U3 的 RST 端口、RSTSEL 端口、VDD 端口、VREFH 端口、VREFHS 端口、VREFL 端口、VREFLS端口、VCC端口和VSS端口均接電源，VOUT端口和VOUTS端口與電阻R9的一端相連接，電阻R9的另一端分別與電容Cl的一端和電阻RlO的一端相連接，電容Cl的另一端接地，電阻RlO的另一端分別與功率放大器UlB的反向輸入端、電容C2的一端相連接，功率放大器UlB的同相輸入端與電阻Rl的一端相連接，電阻Rl的另一端接地，電容C2的另一端與功率放大器UlB的輸出端相連接，功率放大器UlB的輸出端同時與信號放大電路35的輸入端相連接。
[0057]轉(zhuǎn)換芯片U5的SDO端口與轉(zhuǎn)換芯片U6的SDI端口相連接，轉(zhuǎn)換芯片U5的SDI端口與轉(zhuǎn)換芯片U3的SDO端口相連接，轉(zhuǎn)換芯片U5的CLK端口與CPU芯片U8的PA5端口相連接，轉(zhuǎn)換芯片U5的CS端口與CPU芯片U8的PA4端口相連接，轉(zhuǎn)換芯片U5的LDAC端口與CPU芯片U8的PB13端口相連接，轉(zhuǎn)換芯片U5的LOAD端口、DGND端口、AGND端口接地，轉(zhuǎn)換芯片 U5 的 RST 端口、RSTSEL 端口、VDD 端口、VREFH 端口、VREFHS 端口、VREFL 端口、VREFLS端口、VCC端口和VSS端口均接電源，VOUT端口和VOUTS端口與電阻R16的一端相連接，電阻R16的另一端分別與電容C14的一端和電阻R17的一端相連接，電容C14的另一端接地，電阻R17的另一端分別與功率放大器U4A的反向輸入端、電容C15的一端相連接，功率放大器U4A的同相輸入端與電阻R14的一端相連接，電阻R14的另一端接地，電容C15的另一端與功率放大器U4A的輸出端相連接,功率放大器U4A的輸出端同時與信號放大電路35的輸入端相連接。
[0058]轉(zhuǎn)換芯片U6的SDO端口與CPU芯片U8的PA6端口相連接，轉(zhuǎn)換芯片U6的SDI端口與轉(zhuǎn)換芯片U5的SDO端口相連接，轉(zhuǎn)換芯片U6的CLK端口與CPU芯片U8的PA5端口相連接，轉(zhuǎn)換芯片U6的CS端口與CPU芯片U8的PA4端口相連接，轉(zhuǎn)換芯片U6的LDAC端口與CPU芯片U8的PB13端口相連接，轉(zhuǎn)換芯片U6的LOAD端口、DGND端口、AGND端口接地，轉(zhuǎn)換芯片 U6 的 RST 端口、RSTSEL 端口、VDD 端口、VREFH 端口、VREFHS 端口、VREFL 端口、VREFLS端口、VCC端口和VSS端口均接電源，VOUT端口和VOUTS端口與電阻R21的一端相連接，電阻R21的另一端分別與電容C16的一端和電阻R20的一端相連接，電容C16的另一端接地，電阻R20的另一端分別與功率放大器U4B的反向輸入端、電容C17的一端相連接，功率放大器U4B的同相輸入端與電阻R18的一端相連接，電阻R18的另一端接地，電容C17的另一端與功率放大器U4B的輸出端相連接，功率放大器U4B的輸出端同時與信號放大電路35的輸入端相連接。
[0059]CPU處理模塊33和數(shù)模轉(zhuǎn)換電路34共同發(fā)射端傳來的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號，并且對模擬電壓信號進(jìn)行調(diào)制，然后將處理后的模擬電壓信號傳輸?shù)叫盘柗糯箅娐?5中進(jìn)行放大。
[0060]所述的信號放大電路35分為三路，分別對應(yīng)了進(jìn)入電表的三相電路，即每一路輸入端對應(yīng)與數(shù)模轉(zhuǎn)換電路34中功率放大器U1B、功率放大器U4A和功率放大器U4B的一個輸出端相連接，三路的作用、組件和連接方式相同，如圖14所示，其中一路包括電阻R15、電阻R17、三極管VT1、三極管VT2、電阻R10、電阻R23、電阻R11、電阻R20、二極管D4、二極管D5、二極管D1、二極管D2、二極管D7、二極管D10、三極管VD1、三極管VD2、二極管D3、二極管D6、電阻R16、電阻R22和保險F3，數(shù)模轉(zhuǎn)換電路中功率放大器UlB的輸出端與電阻R15、電阻R17的一端相連接，電阻R15的另一端與三極管VTl的發(fā)射極相連接，電阻R18的另一端與三極管VT2的發(fā)射極相連接，，VTl的基極與電阻Rll的一端、二極管D4的正極相連接，電阻Rll的另一端接電源，二極管D4的負(fù)極分別與二極管D5的正極、地線相連接，二極管D5的負(fù)極分別與VT2的基極、電阻R20的一端相連接，電阻R20的另一端接電源，VTl的集電極與電阻RlO的一端相連接，電阻RlO的另一端分別與二極管D2的負(fù)極、三極管VDl的基極相連接，二極管D2的正極與二極管Dl的負(fù)極相連接，二極管Dl的正極接電源，二極管Dl的正極同時與電阻Rl的一端、二極管D3的負(fù)極相連接，電阻Rl的另一端與三極管VDl的發(fā)射極相連接，三極管VDl的集電極分別與三極管VD2的集電極、二極管D3的正極、二極管D6的負(fù)極、電阻R16的一端、保險F3的一端相連接，二極管D6的正極與電阻R26的一端、二極管DlO的負(fù)極相連接，電阻R26的另一端與三極管VD2的發(fā)射極相連接，二極管DlO的正極與二極管D7的負(fù)極相連接，二極管D7的正極分別與三極管VD2的基極、電阻R23的一端相連接，電阻R23的另一單與三極管VT2的集電極相連接，電阻R16的另一端與電阻R22的一端相連接，電阻R22的另一端接地，保險F3的另一端為整個接收端3的一個輸出端。
[0061]如圖17所示，發(fā)射端1、2和接收端3通過光纖連接起來，PT 二次側(cè)電壓信號經(jīng)過發(fā)射端1、2內(nèi)部電路的A/D轉(zhuǎn)換，然后將數(shù)字信號送至CPU模塊11處理，處理好的數(shù)據(jù)通過光纖傳輸?shù)浇邮斩?的CPU處理模塊33，CPU處理模塊33處理好的數(shù)據(jù)經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換，然后經(jīng)過信號放大電路35將信號的強度恢復(fù)后，將恢復(fù)后的模擬信號接進(jìn)電流表中進(jìn)行計量。
[0062]發(fā)射端1、發(fā)射端2和接收端3外部設(shè)置有恒溫盒6，恒溫盒6為一個盒體，恒溫盒6中設(shè)置有控制恒溫盒6內(nèi)部溫度的恒溫控制電路7 ；
如圖15和圖16所示，所述的恒溫控制電路7包括熱敏電阻MF1、運算放大器U3A、U3B、電阻尺2、1?3、1?5、1?6、1?7、1?8、1?9、1?10、1?11，加熱電阻1?12、1?13、1?14、1?15、1?16、1?17，電容 C8 和三極管VT1，運算放大器U3A的同向輸入端分別與熱敏電阻MFl的一端、發(fā)射端I的CPU模塊11的CPU芯片UlO的10號管腳PAO—WKUP、電阻R3的一端相連接，熱敏電阻MFl的另一端接地，CPU模塊11的CPU芯片UlO通過10號管腳PAO — WKUP接收熱敏電阻MFl傳來的電流值，從而判定恒溫盒6內(nèi)部的溫度，電阻R3的另一端與電阻R2的一端相連接，電阻R3的另一端與電阻R2的一端均與3.3V電源相連接，電阻R2的另一端分別與電容C8的一端、電阻R7的一端、電阻R6的一端相連接，電容C8的另一端、電阻R7的另一端接地，電阻R6的另一端分別與運算放大器U3A的反相輸入端、電阻Rll的一端相連接與運算放大器U3A的輸出端相連接，運算放大器U3A的的輸出端與電阻R5的一端相連接，電阻R5的另一端分別與電阻R8、運算放大器U3B的同向輸入端相連接，電阻R5的另一端接地，運算放大器U3B的反相輸入端分別與電阻R9的一端、三極管VTl的發(fā)射極相連接，電阻R9的另一端接地，運算放大器U3B的輸出端與電阻RlO的一端相連接，電阻RlO的另一端與三極管VTl的基極相連接，三極管VTl的集電極與加熱電阻R12的一端相連接，加熱電阻R12的另一端與加熱電阻R13的一端相連接，加熱電阻R13的另一端與加熱電阻R14的一端相連接，加熱電阻R14的另一端與加熱電阻R15的一端相連接,加熱電阻R15的另一端與加熱電阻R16的一端相連接，加熱電阻R16的另一端與加熱電阻R17的一端相連接，加熱電阻R17的另一端接電源。
[0063]事先將本恒溫控制電路7溫度恒定在75°C，當(dāng)溫度低于75°C時，其中熱敏電阻MFl為負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，所以熱敏電阻MFl的的阻值變大，根據(jù)深度負(fù)反饋電路虛短、虛斷的特點，R6上有電流，在經(jīng)過運放U3A與電阻所組成的負(fù)反饋電路放大，運放U3B同向輸入端和反向輸入端形成壓差，輸出端輸出電壓放大，三級管VTl基極電壓大于發(fā)射極電壓，三級管VTl導(dǎo)通，有電流流過加熱電阻R12、R13、R14、R15、R16、R17，加熱電阻R12、R13、R14、R15、R16、R17加熱，同時三極管VT1、運放U3B和電阻組成的恒流控制源電路控制流過加熱電阻電流大小，不會使流過的電流很大，所以恒溫盒內(nèi)溫度保持在75°C左右，穩(wěn)定恒溫盒內(nèi)的溫度。
[0064]恒溫盒6中還設(shè)置有發(fā)射端中的模擬開關(guān)U12、模擬開關(guān)U13、模擬開關(guān)Ull、A/D轉(zhuǎn)換芯片U14和基準(zhǔn)電路13，發(fā)射端中的轉(zhuǎn)換芯片U3、轉(zhuǎn)換芯片U5、轉(zhuǎn)換芯片U6、功率放大器U1B、功率放大器U4A、功率放大器U4B，這些元器件都是受溫度影響較大的元器件，將這些元器件放置在恒溫盒6中，從而提高了這些元器件的穩(wěn)定性，最終提高了發(fā)射端1、發(fā)射端2和接收端3的精度。
[0065]所述的輸出端3的CPU芯片上設(shè)置有報警裝置，所述的報警裝置為發(fā)光二極管，用于監(jiān)控輸出端3的工作狀況。
【權(quán)利要求】
1.一種雙母線供電電路的高精度計量系統(tǒng)，其特征在于:包括切換繼電器KA1、切換繼電器KA2、兩個完全相同的發(fā)射端、接收端、傳輸介質(zhì)和電能表，切換繼電器K A I和K A2的主觸點分別與雙母線中的一根相連接，用于雙母線之間的相互的切換，切換繼電器KA I和K A 2的輔助觸點分別接收端相連接，接收端從切換繼電器K A I和K A 2的輔助觸點接收開關(guān)信號，兩個發(fā)射端的輸入端各自與一條母線相連接，兩個發(fā)射端的輸出端通過傳輸介質(zhì)與接收端的輸入端相連接，接收端的輸出端與電能表相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙母線供電電路的高精度計量系統(tǒng)，其特征在于:所述的發(fā)射端包括CPU模塊、電源模塊、基準(zhǔn)電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和傳輸介質(zhì)連接模塊，電流從模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸入端進(jìn)入發(fā)射端，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與CPU模塊的輸入端相連接，CPU模塊的輸出端與傳輸介質(zhì)連接模塊的輸入端相連接，傳輸介質(zhì)連接模塊的輸出端經(jīng)過傳輸介質(zhì)與接收端相連接，電源模塊和基準(zhǔn)電路為整個發(fā)射端提供工作電壓； 所述的CPU模塊包括CPU芯片UlO和晶振Y1，晶振Yl的兩端分別與CPU芯片UlO的PDO OSC IN端口、roi OSC OUT端口相連接，同時晶振Yl的兩端分別連接有電容C16、C21的一端相連接，電容C16、C21的另一端接地； 所述的基準(zhǔn)電路包括基準(zhǔn)電壓源U7、電容C14、電容C15、電阻R20、電阻R21、電阻R22、電阻R24、電阻R25、電阻R26、電阻R27、電阻R28和電阻R29，基準(zhǔn)電壓源U7的V IN針腳分別與3.3V電源相連接、電容C14的一端相連接，電容C14的另一端接地，基準(zhǔn)電壓源U7的GND針腳接地，基準(zhǔn)電壓源U7的V OUT針腳輸出2.5V電壓，V OUT針腳同時與電容C15的一端相連接，電容C15的另一端接地，電阻R20的一端與2.5V電壓相連接，電阻R20的另一端分別與電阻R24的一端、電阻R27的一端、以及模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊相連接，電阻R24的另一端與電源模塊包括保險Fl的輸出端相連接，電阻R27的另一端接地，電阻R21的一端與2.5V電壓相連接，電阻R21的另一端分別與電阻R25的一端、電阻R28的一端、以及模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊相連接，電阻R25的另一端與電源模塊包括保險F2的輸出端相連接，電阻R28的另一端接地，電阻R22的一端與2.5V電壓相連接，電阻R22的另一端分別與電阻R26的一端、電阻R29的一端、以及模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊相連接，電阻R26的另一端與電源模塊包括保險F3的輸出端相連接，電阻R29的另一端接地； 所述的電源模塊包括保險F1、F2、F3，變壓器Tl、T2、T3，整流橋Dl、D3、D4和DC-DC電源芯片，三項電源線上分別連接有保險F1、F2、F3的一端，保險F1、F2、F3的另一端分別與模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、變壓器Tl、T2、T3的輸入端相連接，變壓器Tl、T2、T3的輸出端分別與整流橋D1、D3、D4的輸入端相連接，整流橋D1、D3、D4的輸出端均與DC-DC電源芯片的輸入端相連接，DC-DC電源芯片的輸出端為CPU模塊提供3.3V的電源； 所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊包括電容C18、電容C20、電容C27、電容C19、模擬開關(guān)U12、模擬開關(guān)U13、模擬開關(guān)U11、電阻R29和A/D轉(zhuǎn)換芯片U14，基準(zhǔn)電路中電阻R20的另一端與電容C18的一端、模擬開關(guān)U12的端口 3相連接，電容C18的另一端接地，模擬開關(guān)U12的端口 6與CPU芯片UlO的端口 PA4相連接，模擬開關(guān)U12的端口 4與電阻R29的一端相連接，電阻R29的另一端分別與電容C19的一端、A/D轉(zhuǎn)換芯片U14的端口 +IN相連接，電容C19的另一端接地，基準(zhǔn)電路中電阻R21的另一端與電容C20的一端、模擬開關(guān)U13的端口 3相連接，電容C20的另一端接地，模擬開關(guān)U13的端口 6與CPU芯片UlO的端口 PBlO相連接，模擬開關(guān)U13的端口 4與電阻R29的一端相連接，基準(zhǔn)電路中電阻R22的另一端與電容C27的一端、模擬開關(guān)Ull的端口 3相連接，電容C27的另一端接地，模擬開關(guān)Ull的端口 6與CPU芯片UlO的端口 P B I I相連接，模擬開關(guān)Ul 4的端口 4與電阻R29的一端相連接，A/D轉(zhuǎn)換芯片U14的端口 R E F+接2.5 V電源，U15的端口 R E F —接地，U15的端口 一 IN 接地，U15 的端口+ V B D、+ VA接 3.3 V 電源，U15 的端口 AGN D、R E SERVE D、B D G N D接地，U15的端口 CONVST與CPU芯片UlO的端口 PB 2相連接，U15的端口 INT與CPU芯片UlO的端口 PB I相連接，U15的端口 C S與CPU芯片UlO的端口 PBO相連接，U15的端口 SCLK與CPU芯片UlO的端口 PA 5相連接，U15的端口 SDI與CPU芯片UlO的端口 PA 7相連接，U15的端口 SDO與CPU芯片UlO的端口 PA 6相連接； 所述的傳輸介質(zhì)連接模塊包括單路反相器U5、電阻R30和光纖發(fā)射器U6，單路反相器U5的輸入端與CPU芯片UlO的端口 PA9相連接，單路反相器U5的輸出端與電阻R30的一端相連接，電阻R30的另一端與光纖發(fā)射器U6的2、6、7號管腳相連接，光纖發(fā)射器U6的7號管腳接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙母線供電電路的高精度計量系統(tǒng)，其特征在于:所述的接收端包括電源模塊、信號接收轉(zhuǎn)換模塊、CPU處理模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和信號放大電路，電源模塊為接收端提供電源，信號接收轉(zhuǎn)換模塊的輸入端與發(fā)射端的傳輸介質(zhì)連接模塊相連接，信號接收轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與CPU處理模塊的輸入端相連接，CPU處理模塊的輸出端與數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連接，數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的輸出端與信號放大電路輸入端相連接，信號放大電路輸出端為整個接收端的輸出； 所述的信號接收轉(zhuǎn)換模塊包括光纖接收器U61、光纖接收器U62、模擬開關(guān)U16、單路反相器U17、單路反相器U18、電阻R19、電阻R100、電阻R107、電阻R18、電阻R105、電阻R108、電阻R106、電阻R24、電容C6和電容C5，光纖接收器U61的輸入端端和傳輸介質(zhì)相連接，光纖接收器U61的2號端口接電源,光纖接收器U61的6號端口分別與模擬開關(guān)U16的I號管腳相、電阻R19的一端相連接，電阻R19的另一端接地，光纖接收器U61的3號、7號端口接地，光纖接收器U62的輸入端和傳輸介質(zhì)相連接,光纖接收器U62的2號端口接電源,光纖接收器U62的6號端口分別與模擬開關(guān)U16的3號端子、電阻RlOO的一端相連接，電阻RlOO的另一端接地，光纖接收器U62的3號、7號端口接地；電阻R107的一端、電阻R18的一端接電源，電阻R107的另一端與中間繼電器KAl的輔助觸點相連接的同時，與電阻R105的一端相連接，電阻Rl8的另一端與中間繼電器KA2的輔助觸點相連接的同時，與電阻Rl08的一端相連接，電阻R105的另一端與單路反相器U18輸入端相連接，電阻R108的另一端與單路反相器U17輸入端相連接，單路反相器U18的輸出端與電阻R106的一端相連接，單路反相器U17的輸出端與電阻R24的一端相連接，電阻R106的另一端分別與CPU處理模塊中CPU芯片的PB14端口、電容C6的一端相連接，電容C6的另一端接地，電阻R24的另一端分別與CPU處理模塊中CPU芯片U8的PB15端口、電容C5的一端相連接，電容C5的另一端接地，模擬開關(guān)U16的6號端子與CPU處理模塊中CPU芯片U8的PA8端口相連接，模擬開關(guān)U16的4號端子與CPU處理模塊中CPU芯片U8的PAlO端口相連接； 所述的CPU處理模塊包括CPU芯片U8、晶振Y2、電容C18、電容C20和電容C23，晶振Y2的兩端分別與CPU芯片U8的roo OSC IN端口、U8的roi OSC OUT端口相連接，晶振Y2的兩端同時與電容C18的一端、電容C20的一端相連接，電容C18的另一端、電容C20的另一端接地，電容C23的一端與CPU芯片U8的NRST端口相連接，電容C23的另一端接地； 所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路包括轉(zhuǎn)換芯片U3、轉(zhuǎn)換芯片U5、轉(zhuǎn)換芯片U6、電阻R9、電阻R10、電阻R1、電容Cl、C2、功率放大器U1B、電阻R16、電阻R17、電阻R14、電容C14、C15、功率放大器U4A、電阻R21、電阻R20、電阻R18、電容C16、C17和功率放大器U4B ； 其中轉(zhuǎn)換芯片U3的SDO端口與轉(zhuǎn)換芯片U5的SDI端口相連接，轉(zhuǎn)換芯片U3的SDI端口與CPU芯片U8的PA7端口相連接，轉(zhuǎn)換芯片U3的CLK端口與CPU芯片U8的PA5端口相連接，轉(zhuǎn)換芯片U3的CS端口與CPU芯片U8的PA4端口相連接，轉(zhuǎn)換芯片U3的LDAC端口與CPU芯片U8的PB13端口相連接，轉(zhuǎn)換芯片U3的LOAD端口、DGND端口、AGND端口接地，轉(zhuǎn)換芯片 U3 的 RST 端 口、RSTSEL 端 口、VDD 端口、VREFH 端 口、VREFHS 端 口、VREFL 端 口、VREFLS端口、VCC端口和VSS端口均接電源，VOUT端口和VOUTS端口與電阻R9的一端相連接，電阻R9的另一端分別與電容Cl的一端和電阻RlO的一端相連接，電容Cl的另一端接地，電阻RlO的另一端分別與功率放大器UlB的反向輸入端、電容C2的一端相連接，功率放大器UlB的同相輸入端與電阻Rl的一端相連接，電阻Rl的另一端接地，電容C2的另一端與功率放大器UlB的輸出端相連接，功率放大器UlB的輸出端同時與信號放大電路的輸入端相連接； 轉(zhuǎn)換芯片U5的SDO端口與轉(zhuǎn)換芯片U6的SDI端口相連接，轉(zhuǎn)換芯片U5的SDI端口與轉(zhuǎn)換芯片U3的SDO端口相連接，轉(zhuǎn)換芯片U5的CLK端口與CPU芯片U8的PA5端口相連接，轉(zhuǎn)換芯片U5的CS端口與CPU芯片U8的PA4端口相連接，轉(zhuǎn)換芯片U5的LDAC端口與CPU芯片U8的PB13端口相連接，轉(zhuǎn)換芯片U5的LOAD端口、DGND端口、AGND端口接地，轉(zhuǎn)換芯片 U5 的 RST 端 口、RSTSEL 端 口、VDD 端口、VREFH 端 口、VREFHS 端 口、VREFL 端 口、VREFLS 端口、VCC端口和VSS端口均接電源，VOUT端口和VOUTS端口與電阻Rl6的一端相連接，電阻R16的另一端分別與電容C14的一端和電阻R17的一端相連接，電容C14的另一端接地，電阻R17的另一端分別與功率放大器U4A的反向輸入端、電容C15的一端相連接,功率放大器U4A的同相輸入端與電阻R14的一端相連接，電阻R14的另一端接地，電容C15的另一端與功率放大器U4A的輸出端相連接,功率放大器U4A的輸出端同時與信號放大電路的輸入端相連接； 轉(zhuǎn)換芯片U6的SDO端口與CPU芯片U8的PA6端口相連接，轉(zhuǎn)換芯片U6的SDI端口與轉(zhuǎn)換芯片U5的SDO端口相連接，轉(zhuǎn)換芯片U6的CLK端口與CPU芯片U8的PA5端口相連接，轉(zhuǎn)換芯片U6的CS端口與CPU芯片U8的PA4端口相連接，轉(zhuǎn)換芯片U6的LDAC端口與CPU芯片U8的PB13端口相連接，轉(zhuǎn)換芯片U6的LOAD端口、DGND端口、AGND端口接地，轉(zhuǎn)換芯片 U6 的 RST 端 口、RSTSEL 端 口、VDD 端口、VREFH 端 口、VREFHS 端 口、VREFL 端 口、VREFLS 端口、VCC端口和VSS端口均接電源，VOUT端口和VOUTS端口與電阻R21的一端相連接，電阻R21的另一端分別與電容C16的一端和電阻R20的一端相連接，電容C16的另一端接地，電阻R20的另一端分別與功率放大器U4B的反向輸入端、電容C17的一端相連接，功率放大器U4B的同相輸入端與電阻R18的一端相連接，電阻R18的另一端接地，電容C17的另一端與功率放大器U4B的輸出端相連接，功率放大器U4B的輸出端同時與信號放大電路的輸入端相連接； 所述的信號放大電路分為三路，分別對應(yīng)了進(jìn)入電表的三相電路，三路的組件和連接方式相同，其中一路包括電阻R15、電阻R17、三極管VT1、三極管VT2、電阻R10、電阻R23、電阻R11、電阻R20、二極管D4、二極管D5、二極管D1、二極管D2、二極管D7、二極管D10、三極管VD1、三極管VD2、二極管D3、二極管D6、電阻R16、電阻R22和保險F3，數(shù)模轉(zhuǎn)換電路中功率放大器UlB的輸出端與電阻R15、電阻R17的一端相連接，電阻R15的另一端與三極管VTl的發(fā)射極相連接，電阻R18的另一端與三極管VT2的發(fā)射極相連接，VTl的基極與電阻Rll的一端、二極管D4的正極相連接，電阻Rll的另一端接電源，二極管D4的負(fù)極分別與二極管D5的正極、地線相連接，二極管D5的負(fù)極分別與VT2的基極、電阻R20的一端相連接，電阻R20的另一端接電源，VTl的集電極與電阻RlO的一端相連接，電阻RlO的另一端分別與二極管D2的負(fù)極、三極管VDl的基極相連接，二極管D2的正極與二極管Dl的負(fù)極相連接，二極管Dl的正極接電源，二極管Dl的正極同時與電阻Rl的一端、二極管D3的負(fù)極相連接，電阻Rl的另一端與三極管VDl的發(fā)射極相連接，三極管VDl的集電極分別與三極管VD2的集電極、二極管D3的正極、二極管D6的負(fù)極、電阻R16的一端、保險F3的一端相連接，二極管D6的正極與電阻R26的一端、二極管DlO的負(fù)極相連接，電阻R26的另一端與三極管VD2的發(fā)射極相連接，二極管DlO的正極與二極管D7的負(fù)極相連接，二極管D7的正極分別與三極管VD2的基極、電阻R23的一端相連接，電阻R23的另一單與三極管VT2的集電極相連接，電阻R16的另一端與電阻R22的一端相連接，電阻R22的另一端接地，保險F3的另一端為整個接收端的一個輸出端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙母線供電電路的高精度計量系統(tǒng)，其特征在于:發(fā)射端中CPU芯片UlO的型號為STM32F103CST6，模擬開關(guān)U12、模擬開關(guān)U13、模擬開關(guān)Ull的型號均為74LVC1G3157，A/D轉(zhuǎn)換芯片U14的型號為ADS8329IRSARG4，單路反相器U5的型號為74LVC1G04，光纖發(fā)射器U6的型號為HFBR 1414 ； 傳輸介質(zhì)為光纖； 接收端中光纖接收器U61、光纖接收器U62的型號均為HFBR 2414，模擬開關(guān)U16的型號為74LVC1G3157，單路反相器U17、單路反相器U18的型號均為74LVC1G64，CPU處理模塊包括CPU芯片U8的型號為STM32F103CST6，轉(zhuǎn)換芯片U3、轉(zhuǎn)換芯片U5、轉(zhuǎn)換芯片U6的型號均為DAC7631，功率放大器U1B、功率放大器U4A、功率放大器U4B的型號均為OP2177。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的任意一項所述的雙母線供電電路的高精度計量系統(tǒng)，其特征在于:發(fā)射端和接收端設(shè)置有恒溫盒，恒溫盒中設(shè)置有恒溫控制電路和基準(zhǔn)電路； 所述的恒溫控制電路包括熱敏電阻MF1、運算放大器U3A、U3B、電阻R2、R3、R5、R6、R7、尺8、1?9、1?10、1?11，加熱電阻1?12、1?13、1?14、1?15、1?16、1?17，電容 C8 和三極管 VT1，運算放大器U3A的同向輸入端分別與熱敏電阻MFl的一端、發(fā)射端的CPU模塊11的CPU芯片UlO的10號管腳PAO—WKUP、電阻R3的一端相連接，熱敏電阻MFl的另一端接地，電阻R3的另一端與電阻R2的一端相連接，電阻R3的另一端與電阻R2的一端均與3.3V電源相連接，電阻R2的另一端分別與電容C8的一端、電阻R7的一端、電阻R6的一端相連接，電容C8的另一端、電阻R7的另一端接地，電阻R6的另一端分別與運算放大器U3A的反相輸入端、電阻Rll的一端相連接與運算放大器U3A的輸出端相連接，運算放大器U3A的的輸出端與電阻R5的一端相連接，電阻R5的另一端分別與電阻R8、運算放大器U3B的同向輸入端相連接，電阻R5的另一端接地，運算放大器U3B的反相輸入端分別與電阻R9的一端、三極管VTl的發(fā)射極相連接，電阻R9的另一端接地，運算放大器U3B的輸出端與電阻RlO的一端相連接，電阻RlO的另一端與三極管VTl的基極相連接，三極管VTl的集電極與加熱電阻R12的一端相連接，加熱電阻R12的另一端與加熱電阻R13的一端相連接，加熱電阻R13的另一端與加熱電阻R14的一端相連接，加熱電阻R14的另一端與加熱電阻R15的一端相連接，加熱電阻R15的另一端與加熱電阻R16的一端相連接，加熱電阻R16的另一端與加熱電阻R17的一端相連接，加熱電阻R17的另一端接電源； 恒溫盒還設(shè)置有發(fā)射端中的模擬開關(guān)U12、模擬開關(guān)U13、模擬開關(guān)Ull、A/D轉(zhuǎn)換芯片U14，發(fā)射端中的轉(zhuǎn)換芯片U3、轉(zhuǎn)換芯片U5、轉(zhuǎn)換芯片U6、功率放大器U1B、功率放大器U4A、功率放大器U4B。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的任意一項所述的雙母線供電電路的高精度計量系統(tǒng)，其特征在于:所述的輸出端的CPU芯片上設(shè)置有報警裝置，所述的報警裝置為發(fā)光二極管。
【文檔編號】G01R11/17GK104237586SQ201410408631
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月19日
【發(fā)明者】雒宏禮, 趙峰, 陳琨 申請人:千江（上海）信息科技有限公司, 國網(wǎng)河南省電力公司濟源供電公司