[其他]電工測試用A/D轉換模板

無效

• 申請號: 87201176
• 申請日: 1987-03-30
• 公開（公告）號: CN87201176U
• 公開（公告）日: 1987-12-02
• 發明（設計）人: 林在榮
• 申請（專利權）人: 機械委上海電器科學研究所
• 主分類號: G01R21/13
• 分類號: G01R21/13;G01R15/00
• 代理公司: 中國科學院上海專利事務所
• 代理人: 白璧華

本實用新型涉及一種改進的電工測試專用雙隔離、雙A／D、同步采樣的A／D轉換模板，屬于模／數轉換器技術領域。適合電機、電力部門對電壓、電流、功率、功率因數的測量及頻譜分析。

目前，在電功率測試系統中，采用的A／D模板，是通用的A／D模板。其中一種是不帶隔離器的A／D（如圖5a所示），16路或32路信號輸入，通過電子開關切換到其中一路，經A／D轉換變成數字量。它的16路通道共用一個地線，沒有隔離作用，對微機和操作者均不安全。另一種A／D模板，如上海市電氣自動化研究所研制的A／D模板（如圖5b所示），在電子開關與A／D芯片之間加一只隔離放大器。這種A／D模板由于輸入的16個量之間共用一個地線，不適用于電工測試。其原因是：在隔離放大器之前，電壓信號和電流信號必須共同接地，這種結構不適于目前國家標準規定常用的測試方式。另外隔離放大器置于A／D芯片之前，會造成隔離誤差，如果要降低這種誤差，要采用高精度隔離放大器，致使A／D模板成本大幅度上升。

本實用新型的任務是提出一種與現有技術相比成本低、具有雙隔離、同步采樣、抗干擾能力強的A／D轉換模板。

本實用新型是這樣實現的。采用兩組光電隔離器，將兩塊A／D芯片與微機分別進行隔離，以確保微機和操作者的安全；采用一個送時鐘信號的脈沖變壓器和一個送同步信號的脈沖變壓器去實現芯片與芯片之間的隔離；采用同步電路去實現電壓、電流信號同步采樣。整個線路框圖如圖1所示。這種轉換模板能解決以下三個問題：

1.既能實現高精度測量，又能達到低成本。因為本實用新型在設置路線時，將光電隔離器置于A／D芯片之后，不會造成由于光電隔離器本身的誤差而帶來的誤差。

2.解決被測信號與微機之間的隔離。

3.解決頻率偏移引起的測量誤差。關于這一點可以用圖6來說明。當測量電壓時，對于50周頻率的電壓來說，每個周期T＝1／f＝1／50＝20（ms），為了采集128點，要求采樣周期△t＝T／128＝20／128＝156.25（μs）。但是在工程測量中，頻率不會總是正好50周，是在50周左右稍微偏移。因此就要求采樣周期△t不是一個固定值156.25μs，而在此值左右隨頻率的偏移而偏移，否則將出現每周期多采或少采一些點，造成測量誤差。所以采樣周期跟蹤工頻周期T，使之在任何時候都能保持△t＝T／128的比例關系。

本實用新型的技術特征是：在電路構成上采用兩塊A／D芯片對電壓、電流信號同時采樣及模數轉換，以保證其同時性，提高測量的功率的精度；采用兩組光電耦合器分別置于A／D芯片之后，實現其與微機之間的隔離，在光電耦合與鎖存級中，插入一級整形級電路；采用脈沖變壓器，與兩塊A／D芯片相接，達到兩塊A／D芯片之間的隔離，以解決電工測試中電壓、電流常常不共地線的問題，使電壓地與電流地之間的隔離電壓達2500伏左右，滿足電工測試的特殊要求；在兩塊A／D芯片的電路上設置一同步電路，如前所述的那樣當工頻頻率偏移時，采樣時間△t總是與被測工頻周期保持同步，使數據采集精度提高；在A／D芯片之前設置了兩組相互隔離的多路電子模擬開關，它們同時受到微機的控制。

本實用新型的解決方案，可進一步用以下附圖進行說明。

圖1是本實用新型的A／D轉換模板的線路框圖。

圖2是本實用新型的A／D模板的線路圖。

圖3是本實用新型的A／D模板在測試電機的接線圖。

圖4是圖1所示光電耦合器的框圖和波形圖。

圖5a是一種現有技術A／D模板的線路框圖。

圖5b是另一種現有技術A／D模板的線路框圖。

圖6是同步采樣的波形圖。

圖2為本實用新型設計的A／D轉換模板的最佳實施方案。〔1〕、〔2〕為A／D芯片線路，〔3〕、〔4〕為光電耦合器線路，〔5〕、〔6〕為脈沖變壓器線路，〔7〕為同步電路，〔8〕、〔9〕分別為電流、電壓多路電子開關線路，〔10〕為微機總線。

圖4b中，〔3－1〕、〔4－1〕為光電耦合級，〔3－2〕、〔4－2〕為整形電路，〔3－3〕、〔4－3〕為鎖存級。