本實用新型涉及一種電壓測量裝置，特別涉及用來測量直流電壓的裝置。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的直流測量電路一般是把直流電壓采樣電路獲得的電壓值由壓頻轉(zhuǎn)換電路變?yōu)轭l率信號，然后直接輸送給數(shù)字信號處理電路，具體的為，先將直流電壓通過壓控振蕩芯片轉(zhuǎn)換成頻率信號，再將頻率信號通過磁隔離器件間接傳遞至后級整流、補償、調(diào)理電路，頻率信號經(jīng)過整流、補償、調(diào)理后再次轉(zhuǎn)變成電壓信號。將該電壓信號提供給模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的二進制數(shù)字信號后傳送給處理器進行數(shù)據(jù)的運算，進而得到電壓值。這種電路由于沒有將控制電路和直流電路部分進行分離，兩個電路會互相影響、互相干擾、導(dǎo)致電路穩(wěn)定性降低，可靠性不高，而且測試電路的電結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，成本高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種直流電壓隔離測量裝置，解決成本高且測量可靠性不高的技術(shù)問題，本實用新型中測量電路的電結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠性高。

本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的：一種直流電壓隔離測量裝置，包括V/F轉(zhuǎn)換器，直流電壓Vin輸入給V/F轉(zhuǎn)換器，所述V/F轉(zhuǎn)換器將直流電壓轉(zhuǎn)換成第一頻率并將其輸出給光纖傳輸器，所述光纖傳輸器將第一頻率進行信號處理后輸出第二頻率并傳輸給F/V轉(zhuǎn)換器，F(xiàn)/V轉(zhuǎn)換器輸出與直流電壓Vin呈線性的測量電壓Vout。

為了使傳輸?shù)谝活l率信號時更加穩(wěn)定，所述光纖傳輸器包括光驅(qū)動單元，所述V/F轉(zhuǎn)換器將直流電壓轉(zhuǎn)換成第一頻率并將其輸出給光驅(qū)動單元，所述光驅(qū)動單元驅(qū)動光發(fā)送單元工作，所述光發(fā)送單元將第一頻率進行信號處理后通過光纖傳輸給光接收單元，所述光接收單元輸出第二頻率并將第二頻率信號傳輸給F/V轉(zhuǎn)換器，所述光接收單元的供電電壓源與光發(fā)送單元的供電電壓源不同。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的技術(shù)效果在于：本實用新型通過光纖傳輸器傳輸頻率信號更加穩(wěn)定，工作可靠；電路連接結(jié)構(gòu)簡單，成本低。

附圖說明

圖1為本實用新型的測量原理圖。

圖2為本實用新型的V/F轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)圖。

圖3為本實用新型的光纖傳輸器的結(jié)構(gòu)圖。

圖4為本實用新型的F/V轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

如圖1～4所示的一種直流電壓隔離測量裝置，包括V/F轉(zhuǎn)換器，直流電壓Vin輸入給V/F轉(zhuǎn)換器， V/F轉(zhuǎn)換器將直流電壓轉(zhuǎn)換成第一頻率并將其輸出給光纖傳輸器，光纖傳輸器將第一頻率進行信號處理后輸出第二頻率并傳輸給F/V轉(zhuǎn)換器；V/F轉(zhuǎn)換器、光纖傳輸器和F/V轉(zhuǎn)換器集成于一體；為了使傳輸?shù)谝活l率信號時更加穩(wěn)定，光纖傳輸器包括光驅(qū)動單元，V/F轉(zhuǎn)換器將直流電壓轉(zhuǎn)換成第一頻率并將其輸出給光驅(qū)動單元，光驅(qū)動單元驅(qū)動光發(fā)送單元工作，光發(fā)送單元將第一頻率進行信號處理后通過光纖傳輸給光接收單元，光接收單元輸出第二頻率并將第二頻率信號傳輸給F/V轉(zhuǎn)換器。

其中，如圖2所示，V/F轉(zhuǎn)換器包括轉(zhuǎn)換芯片一，直流電壓的輸出端子與轉(zhuǎn)換芯片一的引腳7之間串聯(lián)有輸入電阻R_in，轉(zhuǎn)換芯片一的引腳7接輸入電容C_in一端，輸入電容C_in另一端接地；轉(zhuǎn)換芯片一的引腳8上分別連接有給轉(zhuǎn)換芯片一供電的電源一V_cc和第一電阻R₁一端，第一電阻R₁另一端連接第一電容C₁一端，第一電容C₁另一端接地；轉(zhuǎn)換芯片一的引腳4接地，轉(zhuǎn)換芯片一的引腳2連接固定電阻R_s一端，固定電阻R_s另一端連接增益電阻R_s1一端，增益電阻R_s1另一端接地；轉(zhuǎn)換芯片一的引腳1上連接濾波電阻一R_L一端，濾波電阻一R_L并聯(lián)有濾波電容一C_L，濾波電阻一R_L另一端與第三電阻R₃一端連接，第三電阻R₃另一端接地；轉(zhuǎn)換芯片一的引腳8和引腳3之間連接有第二電阻R₂，轉(zhuǎn)換芯片一的引腳3輸出第一頻率；

第一頻率的計算公式為： （1）；

如圖3所示，光驅(qū)動單元包括驅(qū)動芯片，驅(qū)動芯片的引腳2輸入第一頻率信號F_out1，驅(qū)動芯片的引腳8連接用來給驅(qū)動芯片供電的電源二V_cc1，驅(qū)動芯片的引腳8與驅(qū)動芯片的引腳1連接，驅(qū)動芯片的引腳4接地；光發(fā)送單元包括發(fā)送芯片，驅(qū)動芯片的引腳3和發(fā)送芯片的引腳2連接，電源二V_cc1和發(fā)送芯片的引腳1之間連接有濾波電阻二R₂₀₅，電源二V_cc1連接濾波電容二C₂₀₃一端，濾波電容二C₂₀₃另一端接地；發(fā)送芯片的引腳2上連接第二電容C₂一端，第二電容C₂另一端與電源二V_cc1連接；光接收單元包括接收芯片，接收芯片的引腳3連接用來給接收芯片供電的電源三V_cc2，接收芯片的引腳2接地，接收芯片的引腳1和引腳4連接在一起并輸出第二頻率F_out2給F/V轉(zhuǎn)換器；

如圖4所示，F(xiàn)/V轉(zhuǎn)換器包括轉(zhuǎn)換芯片二，轉(zhuǎn)換芯片二的引腳8連接有用來給轉(zhuǎn)換芯片二供電的電源四V_cc3，轉(zhuǎn)換芯片二的引腳8和轉(zhuǎn)換芯片的引腳5之間通過第四電阻R₄連接，轉(zhuǎn)換芯片二的引腳5連接第三電容C₃一端，第三電容C₃另一端接地，第二頻率信號F_out2從轉(zhuǎn)換芯片二的引腳6輸入，轉(zhuǎn)換芯片二的引腳3和引腳4均接地，轉(zhuǎn)換芯片二的引腳2連接第五電阻R_s2一端，第五電阻R_s2另一端接地；轉(zhuǎn)換芯片二的引腳1輸出測量電壓V_out，轉(zhuǎn)換芯片的引腳1連接第六電阻R₅一端，第六電阻R₅與第四電容C₄并聯(lián)，第六電阻R₅另一端接地；

通過F/V轉(zhuǎn)換器可得到測量電壓與第二頻率之間的關(guān)系，測量電壓的計算公式為：

（2）；

而光纖傳輸過程中，頻率信號不會失真，可以認為第一頻率與第二頻率為同等值，因此可將第一頻率代入公式（2）中，得到測量電壓V_out，見公式（3）

（3）。

從公式（1）～公式（3）可以看出，測量電壓Vout與直流電壓Vin呈比例，測得V_out的具體數(shù)值后按照公式（3）就可以計算出直流電壓值V_in；

另外，需要說明的是，電源二V_cc1和電源三V_cc2來源于不同的電壓源，即兩者隔離接入，轉(zhuǎn)換芯片一和轉(zhuǎn)換芯片二的型號均為LM331，驅(qū)動芯片的型號為SN75451B，發(fā)送芯片的型號為HFBR-1524，接收芯片的型號為HFBR-2524。

本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有的技術(shù)效果為，本實用新型將直流電壓轉(zhuǎn)換成第一頻率信號后經(jīng)過光纖傳輸器將第一頻率信號進行信號調(diào)理后傳輸給F/V轉(zhuǎn)換器，不會失真，信號傳輸穩(wěn)定，只要測量出轉(zhuǎn)換芯片二的引腳1上的電壓值即可換算出直流電壓值，電路結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，成本低，可應(yīng)用于直流電壓的隔離測量工作中。

本實用新型并不局限于上述實施例，在本實用新型公開的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)所公開的技術(shù)內(nèi)容，不需要創(chuàng)造性的勞動就可以對其中的一些技術(shù)特征作出一些替換和變形，這些替換和變形均在本實用新型保護范圍內(nèi)。