專利名稱：在線紋波檢測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種在線紋波檢測裝置，用于電力、郵電部門直流電源紋波的檢測。
電力系統的直流操作電源和郵電部門的直流通信電源的品質要求較高，不僅要有很好的穩壓精度和穩流精度，對其直流電源的紋波系數要求也較高。比如，直流電源整流設備中的濾波電容性能，會隨著設備運行時間的增加而降低，如不能及時發現、及時更換，一旦該濾波電容開路，就會出現直流母線紋波過大，不僅會引起保護誤動作、變電站全線停電，造成極大地經濟損失，還會對蓄電池造成危害，使蓄電池的使用壽命大大縮短。為此，必需隨時檢測直流電源的紋波系數，以避免上述情況的發生。目前，在電力系統中，用于紋波測量的唯一設備是數字存儲示波器。這種數字存儲示波器體積龐大，紋波系數值無法直讀，且沒有報警接點輸出，無法與變電站自動化系統連接。因而，不能進行在線檢測，不適用于工業現場長期使用。又由于這種數字存儲示波器含有示波器，制造價格昂貴。
本實用新型的目的在于提供一種在線紋波檢測裝置，這種檢測裝置可進行在線紋波檢測，適用于工業現場長期使用，且價格便宜。
為實現上述目的，本實用新型采用以下技術解決方案本實用新型的在線紋波檢測裝置的結構特點是，包括有信號取樣調理器ST、A/D轉換器U4、單片微處理機U3、液晶顯示器LDCl及其鍵盤、報警繼電器ALM和工作電源DC/DC，由信號取樣調理器ST從控制母線電壓Uk取出的紋波電壓瞬時值和直流電壓平均值被送到A/D轉換器U4，由A/D轉換器U4轉換成數字信號，該數字信號由單片微處理機U3采集后進行積分運算計算出紋波電壓有效值Vrms；同時比較并存儲紋波電壓瞬時最高值和最低值，使該最高值和最低值相減，得出紋波電壓峰-峰值Vpp；用紋波電壓峰-峰值Vpp除以直流電壓平均值，得到紋波電壓系數；所說的紋波電壓有效值Vrms、紋波電壓峰-峰值Vpp、直流電壓平均值和紋波電壓系數又被送到液晶顯示器LDCl顯示；而報警繼電器ALM則根據紋波電壓系數和紋波電壓有效值是否超過設定值確定是否輸出報警信號。
由于本實用新型的在線紋波檢測裝置僅由信號取樣調理器ST、高速串行A/D轉換器U4、單片微處理機U3、液晶顯示器LDCl及其鍵盤KEY、報警繼電器ALM和工作電源DC/DC組成，其體積可以作得很小；又由于含有單片微處理機U3，紋波系數可以直讀。因此，可以進行在線檢測。另外，還設有報警繼電器，可與變電站自動化系統連接，適于工業現場長期使用。再一方面，由于本實用新型不需示波器，可大大降低制造成本(據估算，本實用新型的售價僅為數字存儲示波器的四分之一)。
以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明
圖1是本實用新型的在線紋波檢測裝置方框示意圖；圖2是本實用新型的在線紋波檢測裝置電原理示意圖；見圖1、圖2，控制母線電壓Uk由電阻R14、R11分壓，二極管D1限壓嵌位，經電容器C10隔直耦合，取出交流紋波分量。該交流紋波分量通過電阻R18接入A/D轉換器U4的模擬量輸入端1腳。同時，控制母線電壓Uk由電阻R20、R15分壓，二極管D2限壓嵌位，經電容器C11濾波，再通過電阻R19接入A/D轉換器U4的模擬量輸入端2腳。電源Vcc通過電阻R12供電給電壓調節器U1，并經電容器C9濾波后提供一基準電壓給A/D轉換器U4的14腳。
A/D轉換器U4由單片微處理機U3控制，其16、17、18和15腳分別為串行數據輸出、輸入、時鐘脈沖、片選，它們分別接至單片微處理機U3的4、42、43和41腳。
晶振XT1和電容器C1、C2與存儲器(EEPROM)21、20腳組成振蕩回路，為單片微處理機U3提供工作時鐘脈沖。
U2為串行總線電源監控及硬件看門狗和電擦寫存儲器(EEPROM)。U2的2、5、6和1腳分別接至單片微處理機U3的3、42、43和2腳，其電擦寫存儲器(EEPROM)的寫保護端3腳接至電源Vcc，其復位輸出端7腳接至單片微處理機U3的的復位輸入端10腳。
電阻R9、R2、R6、R7和R8為單片微處理機U3的輸入/輸出口上拉電阻。
單片微處理機U3的的24～31腳作為輸入/輸出口接到液晶顯示器LCDl的8位數據總線口7～14腳，其17、18和19腳作為控制線連至液晶顯示器LCDl的4、5和6腳。液晶顯示器LCDl的15、16腳為背光電源輸入端，其中的15腳與電源Vcc相接，16腳經限流電阻R1與驅動三極管Q1的集電極。驅動三極管Ql的基極通過R10接到單片微處理機U3的16腳。電阻R17、R16、Rt1和三極管Q2組成溫度補償驅動電源，為液晶顯示器LCDl的3腳提供顯示驅動電壓。
單片微處理機U3的6～9腳同時與上拉電阻RPl和四鍵鍵盤插座J1相接。
單片微處理機U3的串行輸入11腳、串行輸出13腳和方向控制5腳分別與串行接口芯片U5的1、4、2、3腳，串行接口芯片U5的6、7腳為RS485串行接口的A、B端，接至插座J2。
單片微處理機U3的37～39腳通過電阻R3～R5接到報警繼電器(ALM)U6、U7。報警繼電器(ALM)U6、U7輸出并接成一個公共端COM，其它分別輸出到輸出接線端子AVK、AVR和AVP，作為控制母線過欠壓、紋波電壓有效值越限和紋波系數越限報警輸出接點。
發光二極管Ll通過電阻R13與單片微處理機U3的36腳相接，作為報警指示。
控制母線電壓Uk+和Uk-同時接到DC/DC電源變換器PQl，轉換出裝置工作電源Vcc。其中，C7、C3、C4、C8、C5和C6均為電源濾波電容器。
本實用新型工作時，由信號取樣調理器ST從控制母線電壓Uk取出的紋波電壓瞬時值和直流電壓平均值被送到A/D轉換器U4，由A/D轉換器U4轉換成數字信號，該數字信號由單片微處理機U3采集后進行積分運算計算出紋波電壓有效值Vrms；同時比較并存儲紋波電壓瞬時最高值和最低值，使該最高值和最低值相減，得出紋波電壓峰-峰值Vpp用紋波電壓峰-峰值Vpp除以直流電壓平均值，得到紋波電壓系數；所說的紋波電壓有效值Vrms、紋波電壓峰-峰值Vpp、直流電壓平均值和紋波電壓系數又被送到液晶顯示器LDCl顯示；而報警繼電器ALM則根據紋波電壓系數和紋波電壓有效值是否超過設定值確定是否輸出報警信號。
本實用新型還設置有通信接口U5，該通信接口為RS485型，其與單片微處理機U3、液晶顯示器LDCl及其鍵盤KEY和報警繼電器ALM相連接。
權利要求1．在線紋波檢測裝置，其特征在于包括信號取樣調理器(ST)、A/D轉換器(U4)、單片微處理機(U3)、液晶顯示器(LDCl)及其鍵盤(KEY)、報警繼電器(ALM)和工作電源(DC/DC)，由信號取樣調理器(ST)從控制母線電壓(Uk)取出的紋波電壓瞬時值和直流電壓平均值被送到A/D轉換器(U4)，由A/D轉換器(U4)轉換成數字信號，該數字信號由單片微處理機(U3)采集后進行積分運算計算出紋波電壓有效值(Vrms)；同時比較并存儲紋波電壓瞬時最高值和最低值，使該最高值和最低值相減，得出紋波電壓峰-峰值(Vpp)；用紋波電壓峰-峰值(Vpp)除以直流電壓平均值，得到紋波電壓系數；所說的紋波電壓有效值(Vrms)、紋波電壓峰-峰值(Vpp)、直流電壓平均值和紋波電壓系數又被送到液晶顯示器(LDCl)顯示；而報警繼電器(ALM)則根據紋波電壓系數和紋波電壓有效值是否超過設定值確定是否輸出報警信號。
2．根據權利要求1所述的在線紋波檢測裝置，其特征在于還設置有通信接口(U5)，該通信接口與單片微處理機(U3)、液晶顯示器(LDCl)及其鍵盤(KEY)和報警繼電器(ALM)相連。
專利摘要本實用新型公開一種在線紋波檢測裝置。它由信號取樣調理器、A/D轉換器、單片微處理機、液晶顯示器及其鍵盤、報警繼電器和工作電源以及通信接口組成。由信號取樣調理器從控制母線電壓中取出的紋波電壓,經A/D轉換器轉換成數字信號,再由單片微處理機進行運算,運算結果由液晶顯示器顯示。本實用新型可進行在線紋波檢測,適用于工業現場長期使用,且價格便宜。可用于對電力、郵電等部門的直流電源進行紋波測量。
文檔編號G01R29/00GK2456171SQ0026703
公開日2001年10月24日 申請日期2000年12月18日 優先權日2000年12月18日
發明者馬國平, 張新忠, 顧建達 申請人:無錫市斯達自控設備廠
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
