一種剩余電流互感器采樣電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電路領(lǐng)域，尤其涉及一種剩余電流互感器采樣電路。
【背景技術(shù)】
[0002]目前電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器和剩余電流互感器的連接，都是直接把剩余電流互感器的輸出端并聯(lián)一個(gè)采樣電阻，將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)后直接接到AD轉(zhuǎn)換電路的輸入端，當(dāng)剩余電流互感器中有電流流過(guò)時(shí)，AD轉(zhuǎn)換電路直接把采樣數(shù)據(jù)送CPU計(jì)算，探測(cè)器就可以得到剩余電流互感器流過(guò)的電流。但這種方式有個(gè)缺點(diǎn)，當(dāng)剩余電流互感器的剩余電流為0時(shí)，則探測(cè)器顯示電流也為0，探測(cè)器會(huì)將其判斷為流過(guò)的電流為0，即剩余電流互感器與采樣電阻之間的連接狀態(tài)短路或斷路故障時(shí)會(huì)出現(xiàn)誤判，導(dǎo)致無(wú)法判斷剩余電流互感器是連接線短路還是斷路導(dǎo)致流過(guò)互感器的電流為零，失去了對(duì)剩余電流互感器的監(jiān)視功會(huì)泛。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于提出一種剩余電流互感器采樣電路，當(dāng)CPU處理模塊檢測(cè)到剩余電流值為零時(shí)，信號(hào)采樣模塊輸出的電壓值與參考電壓模塊提供的標(biāo)準(zhǔn)電壓值通過(guò)差分信號(hào)運(yùn)算放大模塊輸出至CPU處理模塊，通過(guò)CPU處理模塊采集到的直流電壓值來(lái)判斷剩余電流互感器與采樣電阻之間連接線是正常、短路或斷路故障。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下:
[0005]一種剩余電流互感器采樣電路，包括:用于對(duì)剩余電流互感器的輸出信號(hào)進(jìn)行采樣并處理的信號(hào)采樣模塊、用于將信號(hào)采樣模塊采集到的電壓信號(hào)放大輸出的差分信號(hào)運(yùn)算放大模塊、用于提供標(biāo)準(zhǔn)參考電壓的參考電壓模塊以及CPU處理模塊；所述信號(hào)采樣模塊的輸入端與剩余電流互感器的輸出端連接，所述信號(hào)采樣模塊的輸出端和參考電壓模塊的輸出端分別與所述差分信號(hào)運(yùn)算放大模塊的輸入端連接，所述差分信號(hào)運(yùn)算放大模塊的輸出端直接連接CPU處理模塊的A/D轉(zhuǎn)換端口。
[0006]具體的，所述信號(hào)采樣模塊由采樣電阻R1、電阻R2、電阻R3組成；所述差分信號(hào)運(yùn)算放大模塊由電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、運(yùn)算放大器U1組成；所述參考電壓模塊由一外部基準(zhǔn)電壓組成；
[0007]具體的，所述信號(hào)采樣模塊由采樣電阻R1與電阻R2、電阻R3串聯(lián)連接，所述采樣電阻R1跨接在剩余電流互感器的輸出端之間；
[0008]具體的，所述信號(hào)采樣模塊的輸出端還分別通過(guò)所述信號(hào)運(yùn)算放大模塊的電阻R4、電阻R6與運(yùn)算放大器U1的反相輸入端、正相輸入端連接；
[0009]具體的，所述運(yùn)算放大器U1的輸出端直接連接所述CPU處理模塊的A/D轉(zhuǎn)換端口，所述運(yùn)算放大器U1的輸出端還通過(guò)電阻R5連接于運(yùn)算放大器U1的反相輸入端；
[0010]具體的，所述差分信號(hào)運(yùn)算放大模塊的電阻R7的一端連接外部基準(zhǔn)電壓，另一端與運(yùn)算放大器U1的正相輸入端連接。
[0011]優(yōu)選的，所述運(yùn)算放大器U1采用運(yùn)算放大器LM2904M。
[0012]綜上所述，本實(shí)用新型具有以下有益效果:在剩余電流互感器與CPU處理模塊之間增加一采樣電路，當(dāng)CPU處理模塊接收到采樣電路的輸出電壓并計(jì)算得到的剩余電流為零時(shí)，信號(hào)采樣模塊采集輸出的電壓值、參考電壓模塊輸出的標(biāo)準(zhǔn)電壓經(jīng)過(guò)差分信號(hào)運(yùn)算放大模塊的運(yùn)算放大器U1輸出至CPU處理模塊，通過(guò)CPU處理模塊采集到的直流電壓值來(lái)比較并判斷剩余電流互感器連接線是正常、短路或斷路故障。該采樣電路測(cè)量精度高，性能可靠，可以準(zhǔn)確判別剩余電流互感器與采樣電路之間的連接狀態(tài)，滿足現(xiàn)場(chǎng)用戶的需求。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的剩余電流互感器采樣電路原理結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的剩余電流互感器采樣電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為了讓本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠更好地了解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖以及【具體實(shí)施方式】，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的闡述。
[0016]如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種剩余電流互感器采樣電路，包括用于對(duì)剩余電流互感器的輸出信號(hào)進(jìn)行采樣并處理的信號(hào)采樣模塊、用于將信號(hào)采樣模塊采集到的電壓信號(hào)放大輸出的差分信號(hào)運(yùn)算放大模塊、用于提供標(biāo)準(zhǔn)參考電壓的參考電壓模塊以及CPU處理模塊；信號(hào)采樣模塊的輸入端與剩余電流互感器的輸出端連接，信號(hào)采樣模塊的輸出端和參考電壓模塊的輸出端分別與差分信號(hào)運(yùn)算放大模塊的輸入端連接，差分信號(hào)運(yùn)算放大模塊的輸出端直接連接CPU處理模塊的A/D轉(zhuǎn)換端口。
[0017]如圖2所示，本實(shí)施例中，信號(hào)采樣模塊由采樣電阻R1、電阻R2、電阻R3組成；差分信號(hào)運(yùn)算放大模塊由電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、運(yùn)算放大器U1組成；所述參考電壓模塊由一外部基準(zhǔn)電壓組成；信號(hào)采樣模塊由采樣電阻R1與電阻R2、電阻R3串聯(lián)連接，采樣電阻R1跨接在剩余電流互感器的輸出端之間；信號(hào)采樣模塊的輸出端還分別通過(guò)差分信號(hào)運(yùn)算放大模塊的電阻R4、電阻R6與運(yùn)算放大器U1的反相輸入端、正相輸入端連接；運(yùn)算放大器U1的輸出端直接連接CPU處理模塊的A/D轉(zhuǎn)換端口，運(yùn)算放大器U1的輸出端還通過(guò)電阻R5連接于運(yùn)算放大器U1的反相輸入端；差分信號(hào)運(yùn)算放大模塊的電阻R7的一端連接外部基準(zhǔn)電壓，另一端與運(yùn)算放大器U1的正相輸入端連接。
[0018]在本實(shí)施例中，運(yùn)算放大器U1采用運(yùn)算放大器LM2904M。
[0019]本實(shí)施例的工作原理如下:正常工作時(shí)，采樣電阻R1與剩余電流互感器并聯(lián)，剩余電流信號(hào)經(jīng)采樣電阻R1轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，該電壓信號(hào)和參考電壓模塊輸出的標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)經(jīng)差分信號(hào)運(yùn)算放大模塊的運(yùn)算放大器U1進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換端口到CPU處理模塊，CPU處理模塊對(duì)運(yùn)算放大器輸出的電壓大小進(jìn)行判別，實(shí)現(xiàn)正常的剩余電流監(jiān)視功能。
[0020]具體的，當(dāng)CPU處理模塊接收到的采樣電路的輸出電壓并計(jì)算得到的剩余電流為零時(shí)，就需要對(duì)剩余電流互感器連接線進(jìn)行故障檢測(cè)，判斷是由于剩余電流互感器與采樣電阻R1的連接線短路還是斷路導(dǎo)致采樣電流為0，若剩余電流互感器與采樣電阻R1的連接線短路時(shí)，直流內(nèi)阻很小，與采樣電阻R1并聯(lián)時(shí)電阻接近于0，則CPU處理模塊接收到的直流電壓比連接線正常時(shí)接收到的直流電壓大，可以判斷剩余電流互感器與采樣電阻R1的連接線短路并做出相應(yīng)提示；若剩余電流互感器與采樣電阻R1的連接線斷路時(shí)，電阻無(wú)窮大，與采樣電阻R1并聯(lián)后，內(nèi)阻可以忽略不計(jì)，并聯(lián)阻值接近于R1的阻值，經(jīng)差分信號(hào)放大模塊的運(yùn)算放大器U1進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換端口，此時(shí)CPU處理模塊接收到的直流電壓比連接線正常時(shí)接收到的直流電壓小，可以判斷剩余電流互感器與采樣電阻R1的連接線斷路并做出相應(yīng)提示。
[0021]本實(shí)施例具有以下優(yōu)勢(shì):
[0022]1.電路設(shè)計(jì)合理且成本低廉；
[0023]2.測(cè)量精度高，性能可靠，可以準(zhǔn)確判別剩余電流互感器與采樣電路之間的連接線的連接狀態(tài)。
[0024]本實(shí)施例只是本實(shí)用新型的較優(yōu)實(shí)施方式，未進(jìn)行詳細(xì)描述的部分均采用公知的成熟技術(shù)。需要說(shuō)明的是，在不背離本實(shí)用新型精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本實(shí)用新型作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些改變和變形都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種剩余電流互感器采樣電路，其特征在于，包括: 用于對(duì)剩余電流互感器的輸出信號(hào)進(jìn)行采樣并處理的信號(hào)采樣模塊、用于將信號(hào)采樣模塊采集到的電壓信號(hào)放大輸出的差分信號(hào)運(yùn)算放大模塊、用于提供標(biāo)準(zhǔn)參考電壓的參考電壓模塊以及CPU處理模塊；所述信號(hào)采樣模塊的輸入端與剩余電流互感器的輸出端連接，所述信號(hào)采樣模塊的輸出端和參考電壓模塊的輸出端分別與所述差分信號(hào)運(yùn)算放大模塊的輸入端連接，所述差分信號(hào)運(yùn)算放大模塊的輸出端直接連接CPU處理模塊的A/D轉(zhuǎn)換端口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種剩余電流互感器采樣電路，其特征在于，所述信號(hào)采樣模塊由采樣電阻R1、電阻R2、電阻R3組成；所述差分信號(hào)運(yùn)算放大模塊由電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、運(yùn)算放大器U1組成；所述參考電壓模塊由一外部基準(zhǔn)電壓組成； 所述信號(hào)采樣模塊由采樣電阻R1與電阻R2、電阻R3串聯(lián)連接， 所述采樣電阻R1跨接在剩余電流互感器的輸出端之間； 所述信號(hào)采樣模塊的輸出端還分別通過(guò)所述信號(hào)運(yùn)算放大模塊的電阻R4、電阻R6與運(yùn)算放大器U1的反相輸入端、正相輸入端連接； 所述運(yùn)算放大器U1的輸出端直接連接所述CPU處理模塊的A/D轉(zhuǎn)換端口，所述運(yùn)算放大器U1的輸出端還通過(guò)電阻R5連接于運(yùn)算放大器U1的反相輸入端； 所述差分信號(hào)運(yùn)算放大模塊的電阻R7的一端連接外部基準(zhǔn)電壓，另一端與運(yùn)算放大器U1的正相輸入端連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種剩余電流互感器采樣電路，其特征在于，所述運(yùn)算放大器U1采用運(yùn)算放大器LM2904M。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種剩余電流互感器采樣電路，用于對(duì)剩余電流互感器的輸出信號(hào)進(jìn)行采樣并處理的信號(hào)采樣模塊、用于將信號(hào)采樣模塊采集到的電壓信號(hào)放大輸出的差分信號(hào)運(yùn)算放大模塊、用于提供標(biāo)準(zhǔn)參考電壓的參考電壓模塊以及CPU處理模塊；所述信號(hào)采樣模塊的輸入端與剩余電流互感器的輸出端連接，所述信號(hào)采樣模塊的輸出端和參考電壓模塊的輸出端分別與所述差分信號(hào)運(yùn)算放大模塊的輸入端連接，所述差分信號(hào)運(yùn)算放大模塊的輸出端直接連接CPU處理模塊的A/D轉(zhuǎn)換端口。該采樣電路測(cè)量精度高，性能可靠，可以準(zhǔn)確判別剩余電流互感器與采樣電路之間的連接線狀態(tài)，滿足現(xiàn)場(chǎng)用戶的需求。
【IPC分類】G01R31/02
【公開號(hào)】CN205049679
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520713273
【發(fā)明人】譚伯軍, 姚金玲, 龔魁武, 趙正軍, 洪炳星, 肖圓夢(mèng)
【申請(qǐng)人】廣州智光自動(dòng)化有限公司
【公開日】2016年2月24日
【申請(qǐng)日】2015年9月15日