一種饋線智能終端及單極性ad采樣雙極性信號(hào)的采樣方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及的是一種饋線智能終端及單極性AD采樣雙極性信號(hào)的采樣方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著單片機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，單片機(jī)的運(yùn)行速度越來(lái)越高，集成的功能也越來(lái)越多，因此被廣泛應(yīng)用于信號(hào)采集、工業(yè)控制、家庭電氣等電子信息領(lǐng)域。在現(xiàn)有的饋線智能終端的信號(hào)采集單元中，經(jīng)常會(huì)使用到內(nèi)部自帶A/D (模/數(shù)轉(zhuǎn)換器)和D/A(數(shù)/模轉(zhuǎn)換器)的單片機(jī)，單片機(jī)內(nèi)部自帶的A/D—般為單極性(只有正向或反向的信號(hào))，而采集的信號(hào)對(duì)象多為雙極性信號(hào)(同時(shí)具有正向和反向信號(hào))，因此使用單片機(jī)內(nèi)部A/D的信號(hào)采集裝置，需將外部的雙極性信號(hào)轉(zhuǎn)換成單極性信號(hào)后進(jìn)行采樣。目前雙極性信號(hào)轉(zhuǎn)換成單極性信號(hào)一般采用加法器實(shí)現(xiàn)，對(duì)于多通道的信號(hào)采集系統(tǒng)除了增加多通道模擬開(kāi)關(guān)外，還需增加負(fù)電源發(fā)生器，完成對(duì)雙極性信號(hào)的通道切換。加法器和負(fù)電源發(fā)生器的使用，一方面無(wú)可避免地增加了信號(hào)系統(tǒng)前置通道的信號(hào)噪聲，同時(shí)降低了系統(tǒng)的采樣精度及系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，另一方面增加了設(shè)備成本。
[0003]因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種饋線智能終端及單極性AD采樣雙極性信號(hào)的采樣方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)的模擬量采集單元采樣雙極性信號(hào)時(shí)需要設(shè)置加法器和負(fù)電源發(fā)生器，增加了信號(hào)系統(tǒng)前置通道的信號(hào)噪聲，降低了系統(tǒng)的采樣精度及系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，另一方面也增加了設(shè)備制造成本的問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]—種饋線智能終端，包括總線板、電源單元、核心處理及對(duì)外通訊單元、人機(jī)交互單元、開(kāi)關(guān)量輸入單元、模擬量采集單元和開(kāi)關(guān)量輸出單元，所述電源單元、核心處理及對(duì)外通訊單元、人機(jī)交互單元、開(kāi)關(guān)量輸入單元、模擬量采集單元和開(kāi)關(guān)量輸出單元分別安裝在總線板的功能單元接口上，其中，
[0007]所述模擬量采集單元包括單極性AD采樣雙極性信號(hào)采集裝置，所述單極性AD采樣雙極性信號(hào)采集裝置包括信號(hào)變送器、取樣電阻、限幅二極管、濾波電容、模擬開(kāi)關(guān)、單片機(jī)，所述單片機(jī)D/A輸出端與信號(hào)變送器公共端電連接，單片機(jī)A/D輸入端與所述模擬開(kāi)關(guān)電連接，所述信號(hào)變送器、取樣電阻、限幅二極管、濾波電容、模擬開(kāi)關(guān)電連接。
[0008]所述的饋線智能終端，其中，所述的單片機(jī)內(nèi)部自帶D/A轉(zhuǎn)換器，D/A轉(zhuǎn)換器的輸出范圍為02.4V。
[0009]所述的饋線智能終端，其中，所述的單片機(jī)內(nèi)部自帶用于采集單極性信號(hào)的單極性高精度A/D轉(zhuǎn)換器。
[0010]所述的饋線智能終端，其中，所述的模擬開(kāi)關(guān)為單極性模擬開(kāi)關(guān)。
[0011]所述的饋線智能終端，其中，所述模擬量采集單元內(nèi)配設(shè)有使模擬量采集免于校準(zhǔn)調(diào)試的高精度互感器。
[0012]所述的饋線智能終端，其中，所述總線板上集成有電源總線，電源單元通過(guò)電源總線與核心處理及對(duì)外通訊單元、人機(jī)交互單元、開(kāi)關(guān)量輸入單元、模擬量采集單元和開(kāi)關(guān)量輸出單元電連接，為各功能單元提供電源。
[0013]—種單極性AD采樣雙極性信號(hào)的采樣方法，其中，包括以下步驟:
[0014]步驟a:通過(guò)信號(hào)變送器將雙極性信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)，電流信號(hào)通過(guò)取樣電阻轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)；
[0015]步驟b:電壓信號(hào)通過(guò)濾波電容進(jìn)行濾波；
[0016]步驟c:將連接于信號(hào)變送器公共端的單片機(jī)D/A輸出端所輸出的模擬電壓信號(hào)對(duì)雙極性信號(hào)進(jìn)行墊振，把雙極性信號(hào)轉(zhuǎn)換成單極性信號(hào)；
[0017]步驟d:多路單極性信號(hào)通過(guò)模擬開(kāi)關(guān)進(jìn)行通道切換，選擇采樣通道；
[0018]步驟e:從模擬開(kāi)關(guān)輸出的單極性信號(hào)輸入到單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換器的輸入管腳，實(shí)現(xiàn)對(duì)單極性信號(hào)的A/D采樣。
[0019]所述的單極性AD采樣雙極性信號(hào)的采樣方法，其中，在步驟c中，所述單片機(jī)D/A輸出端輸出的模擬電壓1.2V。
[0020]所述的單極性AD采樣雙極性信號(hào)的采樣方法，其中，在步驟d中，所述模擬開(kāi)關(guān)為單極性模擬開(kāi)關(guān)。
[0021]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明通過(guò)提供一種帶有單極性AD采樣雙極性信號(hào)采集裝置的饋線智能終端及單極性AD采樣雙極性信號(hào)的采樣方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)的模擬量采集單元采樣雙極性信號(hào)時(shí)需要設(shè)置加法器和負(fù)電源發(fā)生器，增加信號(hào)系統(tǒng)前置通道的信號(hào)噪聲的問(wèn)題，同時(shí)提高了系統(tǒng)的采樣精度及系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，另一方面也降低了設(shè)備的制造成本。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是本發(fā)明中模擬量采集單元與總線板連接示意圖。
[0023]圖2是本發(fā)明中單極性AD采樣雙極性信號(hào)采集裝置的線路連接圖。
[0024]圖3是本發(fā)明中單極性AD采樣雙極性信號(hào)采樣方法的步驟流程圖。
[0025]附圖標(biāo)注說(shuō)明:
[0026]1信號(hào)變送器、2取樣電阻、3限幅二極管、濾波電容4、模擬開(kāi)關(guān)5、單片機(jī)6
【具體實(shí)施方式】
[0027]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0028]參閱圖1和圖2，本發(fā)明提供一種饋線智能終端，包括總線板、電源單元、核心處理及對(duì)外通訊單元、人機(jī)交互單元、開(kāi)關(guān)量輸入單元、模擬量采集單元和開(kāi)關(guān)量輸出單元，所述電源單元、核心處理及對(duì)外通訊單元、人機(jī)交互單元、開(kāi)關(guān)量輸入單元、模擬量采集單元和開(kāi)關(guān)量輸出單元分別安裝在總線板的功能單元接口上。
[0029]模擬量米集單兀功能如下:米集1路4_20mA直流電流，精度達(dá)到2%。；米集1路0-60V直流電壓，精度達(dá)到2%。；采集9路0-6A交流電流，精度達(dá)到2%。；采集3路0-120V交流電壓，精度達(dá)到2%。；自動(dòng)識(shí)別總線板地址編碼，通過(guò)內(nèi)部雙網(wǎng)通訊總線接入系統(tǒng)通訊系統(tǒng)；整理、分析并存儲(chǔ)模塊的原始數(shù)據(jù)；下發(fā)數(shù)據(jù)到核心處理單元；接受核心處理模塊的數(shù)據(jù)；計(jì)算有功和無(wú)功功率、功率因數(shù)等多種電量，并整理為原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；三段式電流保護(hù)、反時(shí)限電流保護(hù)(三種曲線)、兩段式零序電流保護(hù)，所有保護(hù)生成S0E事件信息，并整理為原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；所有保護(hù)參數(shù)均有防糾錯(cuò)處理，即本模擬量采集單元上電時(shí)，保護(hù)參數(shù)與核心處理及對(duì)外通訊單元的對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)比較，如果不一致，報(bào)警提醒；可實(shí)現(xiàn)帶電熱拔插。
[0030]在模擬量采集單元對(duì)電流或電壓信號(hào)進(jìn)行采集時(shí)，采集的信號(hào)對(duì)象多為雙極性信號(hào)(具有正向和反向信號(hào))，需將外部的雙極性信號(hào)轉(zhuǎn)換成單極性信號(hào)(正向信號(hào))后進(jìn)行采樣，為避免加法器和負(fù)電源發(fā)生器的使用造成信號(hào)系統(tǒng)前置通道的信號(hào)噪聲增加以及成本增加的問(wèn)題，在本實(shí)施例中，所述模擬量采集單元還包括單極性AD采樣雙極性信號(hào)采集裝置，所述單極性AD采樣雙極性信號(hào)采集裝置用于將雙極性信號(hào)轉(zhuǎn)換成單極性信號(hào)，再把單極性信號(hào)輸入到單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換器的輸入管腳，實(shí)現(xiàn)對(duì)單極性信號(hào)的A/D采樣。所述單極性AD采樣雙極性信號(hào)采集裝置包括信號(hào)變送器1、取樣電阻2、限幅二極管3、濾波電容
4、模擬開(kāi)關(guān)5、單片機(jī)6，所述單片機(jī)6的D/A輸出端與信號(hào)變送器1公共端電連接，單片機(jī)6的A/D輸入端與所述模擬開(kāi)關(guān)5電連接，所述信號(hào)變送器1、取樣電阻2、限幅二極管3、濾波電容4、模擬開(kāi)關(guān)5依次電連接。
[0031]進(jìn)一步地，所述的單片機(jī)6內(nèi)部自帶D/A轉(zhuǎn)換器，D/A轉(zhuǎn)換器