一種交直流電壓傳感器及檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種交直流電壓傳感器及檢測方法。具體地說為一種可測量高低壓交 直流的電壓傳感器及檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在供用電系統(tǒng)中，無論是高壓交流系統(tǒng)還是高壓直流系統(tǒng)，都需要通過測量電壓， 來實(shí)現(xiàn)供用電系統(tǒng)的測量、控制、調(diào)節(jié)、計(jì)量等功能；在測控領(lǐng)域，同樣需要測量交流或直流 電壓，以實(shí)現(xiàn)計(jì)量及控制的目的；目前的電壓傳感器主要有以下幾種：傳統(tǒng)的鐵磁式電壓 互感器、電阻分壓互感器、電容分壓互感器、光纖互感器，其中鐵磁式互感器由于具有鐵芯 線圈，導(dǎo)致體積較大，且用銅資源較多；對于光纖電壓互感器，由于溫度變化對其內(nèi)部晶體 的影響，導(dǎo)致光纖電壓互感器的輸出將隨環(huán)境溫度而變，因此溫度會(huì)影響測量精度；除光 纖電壓互感器外，目前的電壓互感器測量全部需要直接接觸高壓端和低壓端進(jìn)行測量，易 造成絕緣受損，體積較大，無法滿足空間受限的場合；另外，除光纖電壓互感器和電阻分壓 互感器具備測量交流和直流電壓外，鐵磁式電壓互感器和電容分壓式互感器只適合測量交 流，不能測量直流電壓。
[0003]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于現(xiàn)有的電壓傳感器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、計(jì)算復(fù)雜、影 響測量精度，從而提出一種結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)方便，穩(wěn)定可靠的可以直接測量高低壓的交直流 電壓傳感器。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0006] 一種交直流電壓傳感器，包括：
[0007] -個(gè)或多個(gè)感應(yīng)裝置，所述感應(yīng)裝置為金屬板和絕緣板交替重疊設(shè)置的多層結(jié) 構(gòu)，且所述感應(yīng)裝置包括至少兩個(gè)金屬板以及所述兩個(gè)金屬板之間的絕緣板，所述感應(yīng)裝 置與待測部件不接觸且沿該待測部件的延伸方向設(shè)置；
[0008] 信號(hào)調(diào)理裝置，與所述感應(yīng)裝置的兩個(gè)金屬板分別連接，對該金屬板獲取的電壓 信號(hào)進(jìn)行調(diào)理；
[0009] 中央處理器，與所述信號(hào)調(diào)理裝置連接，對所述信號(hào)調(diào)理裝置輸出的信號(hào)進(jìn)行采 集和數(shù)據(jù)處理，并轉(zhuǎn)換成待測部件的電壓值。
[0010] 優(yōu)選地，所述的交直流電壓傳感器，所述感應(yīng)裝置為平面，與待測元件平行設(shè)置。
[0011] 優(yōu)選地，所述的交直流電壓傳感器，所述感應(yīng)裝置為曲面，圍繞所述待測元件設(shè) 置。
[0012] 優(yōu)選地，所述的交直流電壓傳感器，當(dāng)待測元件彎折時(shí)，所述感應(yīng)裝置與所述待測 元件的彎折方向一致。
[0013] 優(yōu)選地，所述的交直流電壓傳感器，
[0014] 所述感應(yīng)裝置為矩形平面狀；
[0015] 或所述感應(yīng)裝置為半圓形曲面；
[0016] 或所述感應(yīng)裝置為"Π "形槽面；
[0017] 或所述感應(yīng)裝置為" Γ"形彎折面。
[0018] 優(yōu)選地，所述的交直流電壓傳感器，所述金屬板和絕緣板的表面積為5-1000平方 厘米。
[0019] 優(yōu)選地，所述的交直流電壓傳感器，所述外側(cè)金屬板的表面積大于內(nèi)側(cè)金屬板的 表面積。
[0020] 優(yōu)選地，所述的交直流電壓傳感器，所述金屬板的厚度為0. 1-10毫米。
[0021] 優(yōu)選地，所述的交直流電壓傳感器，所述絕緣板的厚度為0.1-100毫米。
[0022] 優(yōu)選地，所述的交直流電壓傳感器，所述感應(yīng)裝置距所述待測部件的距離為 0. 1-1000 毫米。
[0023] 所述的交直流電壓傳感器，優(yōu)選地，所述外側(cè)金屬板還連接延伸到內(nèi)側(cè)金屬板所 在平面的金屬條，該金屬條與內(nèi)側(cè)金屬板平行且位于同一平面，所述金屬條與所述內(nèi)側(cè)金 屬板之間的距離為所述絕緣體厚度的整數(shù)倍。
[0024] 所述的交直流電壓傳感器，所述金屬板為銅、鋁、不銹鋼或合金材料或合成碳材 料，所述絕緣板為塑料、纖維、橡膠、陶瓷、紙、玻璃，或具有絕緣特征的材料。
[0025] 優(yōu)選地，所述的交直流電壓傳感器，所述信號(hào)調(diào)理裝置包括：
[0026] 射極跟隨器，與所述感應(yīng)裝置的金屬板連接，對所述感應(yīng)裝置感應(yīng)的電壓信號(hào)降 低阻抗后輸出，增加信號(hào)的驅(qū)動(dòng)能力；
[0027] 儀表放大器，與所述射極跟隨器連接，將所述射極跟隨器輸出的信號(hào)進(jìn)行放大后 輸出。
[0028] 優(yōu)選地，所述的交直流電壓傳感器，所述信號(hào)調(diào)理裝置包括：
[0029] 差動(dòng)放大器，與所述感應(yīng)裝置的兩個(gè)金屬板分別連接，對感應(yīng)裝置感應(yīng)的電壓信 號(hào)放大后輸出；
[0030] 積分濾波放大器，與所述差分放大器連接，將所述差動(dòng)放大器輸出的電壓信號(hào)進(jìn) 行濾波除噪處理后輸出。
[0031] 優(yōu)選地，所述的交直流電壓傳感器，所述信號(hào)調(diào)理裝置還包括數(shù)字電位器，與所述 中央處理器和所述儀表放大器連接，用于根據(jù)所述中央處理器設(shè)定的參數(shù)調(diào)節(jié)所述儀表放 大器的放大倍數(shù)。
[0032] 優(yōu)選地，所述的交直流電壓傳感器，所述交直流電壓傳感器還包括光纖通訊模塊 或無線通訊模塊。
[0033] 優(yōu)選地，所述的交直流電壓傳感器，所述交直流電壓傳感器還包括電源模塊。
[0034] 一種交直流電壓傳感器的檢測方法，包括如下步驟：
[0035] 將該交直流電壓傳感器安裝在距離待測部件的合適位置；
[0036] 所述感應(yīng)裝置的金屬板在所述待測部件產(chǎn)生的電場內(nèi)被感應(yīng)帶電，所述兩金屬板 間的電位差信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸給所述信號(hào)調(diào)理裝置，所述信號(hào)調(diào)理裝置將該信號(hào)處理后傳輸給 所述中央處理器，所述中央處理器對所述信號(hào)調(diào)理裝置輸出的信號(hào)進(jìn)行采樣和數(shù)據(jù)處理， 并轉(zhuǎn)換成待測部件的電壓值。
[0037] 優(yōu)選地，所述的交直流電壓傳感器的檢測方法，將該交直流電壓傳感器安裝在距 離待測部件的合適位置時(shí)，利用模具將感應(yīng)裝置固定在導(dǎo)體周圍。
[0038] 優(yōu)選地，所述的交直流電壓傳感器的檢測方法，還包括根據(jù)電壓等級及所述感應(yīng) 裝置距所述待測部件的距離，通過數(shù)字電位器設(shè)置儀表放大器的放大倍數(shù)。
[0039] 本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0040] (1)本發(fā)明提供一種交直流電壓傳感器，包括感應(yīng)裝置，感應(yīng)裝置為金屬板和絕緣 板交替重疊設(shè)置的多層結(jié)構(gòu)，且所述感應(yīng)裝置包括至少兩個(gè)金屬板以及所述兩個(gè)金屬板之 間的絕緣板，所述感應(yīng)裝置與待測部件不接觸且沿該待測部件的延伸方向設(shè)置；信號(hào)調(diào)理 裝置，與所述感應(yīng)裝置的兩個(gè)金屬板分別連接，對該金屬板獲取的電壓信號(hào)進(jìn)行調(diào)理；中央 處理器，與所述信號(hào)調(diào)理裝置連接，對所述信號(hào)調(diào)理裝置輸出的信號(hào)進(jìn)行處理和運(yùn)算，并轉(zhuǎn) 換成待測部件的電壓值。本技術(shù)方案中感應(yīng)裝置可直接安裝在待測部件周圍一定距離處， 可帶電操作，安裝方便，所述待測部件的周圍產(chǎn)生電場，感應(yīng)裝置的電荷在該電場的作用下 運(yùn)動(dòng)，使所述兩金屬板帶電，通過檢測兩金屬板的電位差，經(jīng)過信號(hào)調(diào)理和采樣及數(shù)據(jù)處理 后獲取待測部件的電壓值，處理方式簡單，所述感應(yīng)裝置由位于兩側(cè)的兩個(gè)金屬板以及所 述兩個(gè)金屬板之間的絕緣板構(gòu)成，很好的利用了