專利名稱：真有效值電量變送器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種真有效值電量變送器，用于各種自動(dòng)化系統(tǒng)中作電量變換用。
目前應(yīng)用的各類電量變送器幾乎都是輸出正比于輸入信號(hào)平均值的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，而且僅限于正弦交流電流或電壓，用有效值進(jìn)行刻度而已。這對(duì)于目前各種晶閘管以及其它開(kāi)關(guān)元件廣泛應(yīng)用的情況是難以適應(yīng)的。各種工業(yè)控制中常常需要對(duì)有效值進(jìn)行控制與檢測(cè)，因而產(chǎn)生正比于輸入信號(hào)有效值的標(biāo)準(zhǔn)輸出信號(hào)的電量變送器是不可缺少的。作為信號(hào)隔離輸入，對(duì)于正弦交流信號(hào)，常常應(yīng)用電壓互感器或電流互感器，但對(duì)于直流信號(hào)或含有直流分量非正弦信號(hào)以及其它非正弦交流信號(hào)，卻不適用。
本發(fā)明的目的是提出一種可以產(chǎn)生正比于輸入信號(hào)有效值的標(biāo)準(zhǔn)輸出信號(hào)的真有效值電量變送器，并提供了適用于交流正弦信號(hào)輸入型和直流、含直流分量的非正弦信號(hào)以及其它非正弦交流信號(hào)型兩種，后者亦適用于正弦交流信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明所實(shí)現(xiàn)的真有效值電量變送器，其特點(diǎn)在于它包括由電流互感器(對(duì)正弦交流電流輸入信號(hào))或電壓互感器(對(duì)正弦交流電壓信號(hào))或隔離放大器(如AD202/AD204)(對(duì)除正弦信之外的其它信號(hào))，用以實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入信號(hào)的隔離以及將輸入信號(hào)變成適合真有效值變換裝置動(dòng)態(tài)范圍的電壓，送入真有效值變換裝置，輸出一個(gè)正比于輸入信號(hào)有效值的直流電平，經(jīng)歸正處理后，再根據(jù)控制要求，輸出正比于輸入信號(hào)有效值的電壓信號(hào)或電流信號(hào)(當(dāng)輸入信號(hào)為零時(shí)，輸出信號(hào)可以為零。也可以是某一定值，如(V或4mA)。


圖1是本發(fā)明的原理方框圖。
圖2是按照本發(fā)明所實(shí)現(xiàn)的真有效值電量變送器的一種正弦電流輸入，4～20mA輸出的電路原理圖。
圖1所示的本發(fā)明的原理框圖中，用來(lái)隔離并將輸入信號(hào)變成適合真有效值變換裝置動(dòng)態(tài)范圍的信號(hào)隔離輸入裝置，對(duì)大多數(shù)自動(dòng)化系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，它聯(lián)接于標(biāo)準(zhǔn)的電壓互感器次級(jí)(0～100V)之后，或標(biāo)準(zhǔn)的電流互感器次級(jí)(0～5A)之后，上述兩種情況下，信號(hào)隔離輸入裝置由聯(lián)接固定負(fù)載R1的小型電壓互感器(PT)或小型電流互感器(CT，見(jiàn)圖2)構(gòu)成。并聯(lián)于輸出端的反向串聯(lián)的穩(wěn)壓晶體管DW1、DW2用于保護(hù)下一級(jí)電路的輸入端不致因信號(hào)過(guò)大而損壞。對(duì)非正弦輸入信號(hào)，它由電阻網(wǎng)絡(luò)及隔離放大器(例如AD202/AD204等)構(gòu)成。聯(lián)接于信號(hào)隔離輸入裝置之后的真有效值變換裝置采用有效值變換集成電路AD536A，它由絕對(duì)值、均方根、電流反射鏡、緩沖器等部分組成，其輸出正比于輸入信號(hào)的有效值。真有效值變換裝置與輸入、輸出信號(hào)無(wú)關(guān)，對(duì)各型均通用(電路結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2相應(yīng)部分)。為了適應(yīng)信號(hào)變換電路所需電平，在真有效值變換裝置與信號(hào)變換裝置之間設(shè)置了電平歸正處理裝置，由1/2MC14558集成運(yùn)算放大器構(gòu)成(電路結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2相應(yīng)部分)，也對(duì)各型通用，只是當(dāng)輸出信號(hào)不同時(shí)，電阻參數(shù)不同而已。位于輸出端之前的信號(hào)變換裝置則因輸出信號(hào)的不同而異。圖2所示，由1/2MC14558及BG晶體管組成的信號(hào)變換裝置，系輸出信號(hào)為4～20mA型的。對(duì)其它參數(shù)的電流輸出型，或元件參數(shù)不同，或電路稍有差異(如當(dāng)輸入為零輸出亦為零的輸出信號(hào)，無(wú)DW3、W3、R9那部分電路)。對(duì)電壓輸出型，電路中BG晶體管相關(guān)部分電路稍有差異。
本發(fā)明所構(gòu)成的真有效值電量變送器可以給出優(yōu)于0.2%的精度，而且尺寸小，成本較低。
權(quán)利要求
1.一種真有效值電量變送器，其中包括-信號(hào)隔離輸入裝置，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)交流或直流(包括含有直流分量的非正弦交流)信號(hào)的隔離輸入，并將其變換成適合真有效值變換的標(biāo)準(zhǔn)量；-真有效值變換裝置，它連接在信號(hào)隔離輸入裝置之后，用于對(duì)已變換成標(biāo)準(zhǔn)量的輸入信號(hào)進(jìn)行真有效值變換，輸出與輸入信號(hào)有效值成比例的直流電平--電平歸正處理裝置，它連接在真有效值換裝置之后，對(duì)真有效值變換裝置輸出電平進(jìn)行歸正處理；--信號(hào)變換裝置，它連接在電平歸正處理裝置之后，將歸正的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)變換成標(biāo)準(zhǔn)的輸出信號(hào)(例如4～20mA或1～5V信號(hào))；其特點(diǎn)在于，它包括對(duì)交流、直流以及各類非正弦交變輸入信號(hào)進(jìn)行真有效值采樣、變換的裝置，可以輸出正比于輸入信號(hào)有效值的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，精度優(yōu)于0.2%。
2.權(quán)利要求1所述的真有效值電量變送器，其特點(diǎn)在于，其中信號(hào)隔離輸入裝置不僅有交流輸入型，而且還有直流輸入型，適用于各種正弦、非正弦輸入信號(hào)。
3.權(quán)利要求1所述的真有效值電量變送器，其特點(diǎn)在于，由于它包括一個(gè)真有效值變換裝置，可以將直流、正弦交流及各種非正弦輸入信號(hào)變換成與其有效值成比例的標(biāo)準(zhǔn)輸出信號(hào)。
全文摘要
一種真有效值電量變送器，由信號(hào)隔離輸入裝置，真有效值變換裝置，電平歸正處理裝置，信號(hào)變換裝置組成。將輸入的正弦或非正弦信號(hào)變換成與之成比例的標(biāo)準(zhǔn)的電壓或電流信號(hào)，用來(lái)進(jìn)行對(duì)各種自動(dòng)化系統(tǒng)的電壓、電流以及各種可以轉(zhuǎn)換成這類信號(hào)的其它電或非電的信號(hào)的檢測(cè)、控制與調(diào)節(jié)等等。
文檔編號(hào)G01R19/02GK1053842SQ9110173
公開(kāi)日1991年8月14日 申請(qǐng)日期1991年3月26日 優(yōu)先權(quán)日1991年3月26日
發(fā)明者劉舟軍, 張忠典, 武傳松 申請(qǐng)人:劉德濱