【技術實現步驟摘要】
本技術涉及電壓電流測量領域，具體涉及一種隔離測量電壓電流輸入的裝置。
技術介紹
1、在dcs（distributed?control?system，分散控制系統）中，需要對輸入的電流及電壓進行測量。
2、現有技術中，如cn203745523u公開的一種在dcs控制系統上采集電壓信號的快速轉換裝置，包括現場測量元件、?與現場測量元件連接用于采集信號的dcs系統輸入卡及信號采集儀，?在現場測量元件與dcs系統輸入卡之間的連線上接入快速轉換裝置，?該快速轉換裝置的輸出與信號采集儀器連接，將現場測量元件4-20ma的電流信號轉換成1-5v的電壓信號后輸出給信號采集儀器。該方案采用原始數據輸入信號，刷新頻率快，數據延遲不超過1秒，不需要定義輸出點量程，不經過dcs系統處理器，能夠快速反映測量數據的變化，減少故障點。
3、該方案雖然能實現電流信號的采集，但無法將現場信號側與系統側進行隔離，抗干擾能力較低。同時在遇到浪涌沖擊電路的情況時，也無法對電路進行有效地保護。
技術實現思路
1、本技術旨在解決現有技術存在的上述問題，提出一種隔離測量電壓電流輸入的裝置，該裝置實現了現場信號側與系統側的隔離，降低了干擾，提高了dcs系統穩定性，同時能夠對電路進行有效地保護。
2、為了實現上述技術目的，本技術的技術方案如下：
3、一種隔離測量電壓電流輸入的裝置，其特征在于，包括：隔離模塊、電壓測量模塊、電流測量模塊、控制模塊以及模擬數字轉換器模塊，所述隔離模塊分別
4、在某一實施例中，所述電流測量模塊包括第一瞬態電壓抑制二極管tvs1、第九電阻r9、第十電阻r10、第十一電阻r11以及第九電容c9；測量芯片u1的第五腳通過第九電容c9與測量芯片u1的第六腳連接；測量芯片u1的第五腳通過第九電阻r9與電流輸入端ai1-i連接，第九電阻r9還分別通過第一瞬態電壓抑制二極管tvs1、第十電阻r10以及第十一電阻r11接地。
5、在某一實施例中，所述電壓測量模塊包括第二瞬態電壓抑制二極管tvs2、運算放大器u2、第十二電阻r12、第十三電阻r13、第十四電阻r14以及第十三電容c13；測量芯片u1的第七腳通過第十三電容c13與測量芯片u1的第八腳連接；測量芯片u1的第七腳通過第十二電阻r12與運算放大器u2的輸出端連接；運算放大器u2的輸出端與反相輸入端連接，運算放大器u2的同相輸入端通過第十四電阻r14與電壓輸入端ai1-v連接，運算放大器u2的同相輸入端還通過第二瞬態電壓抑制二極管tvs2接地。
6、在某一實施例中，所述隔離模塊包括數字隔離器u3、第十五電容c15以及第十六電容c16，數字隔離器u3的第十一腳至第十四腳分別與測量芯片u1的第十五腳、第三腳、第一腳以及第十六腳連接；數字隔離器u3的第三腳至第六腳分別與控制模塊連接，數字隔離器u3的第十腳與第十六腳分別通過第十五電容c15與數字隔離器u3的第十五腳以及第九腳連接；數字隔離器u3的第七腳與第一腳分別通過第十六電容c16與數字隔離器u3的第二腳以及第八腳連接。
7、進一步的，在某一實施例中，還包括電壓基準模塊，所述電壓基準模塊包括電壓基準芯片u4、第十九電容c19以及第二十電容c20；電壓基準芯片u4的第六腳及第五腳分別與測量芯片u1的第九腳連接，電壓基準芯片u4的第二腳接地，電壓基準芯片u4的第四腳及第三腳分別與第一電壓端ai1_5v連接；電壓基準芯片u4的第四腳及第三腳分別通過第十九電容c19接地，電壓基準芯片u4的第一腳通過第二十電容c20接地。
8、進一步的，在某一實施例中，所述電壓基準模塊還包括第十七電容c17以及第十八電容c18，測量芯片u1的第九腳分別通過第十七電容c17以及第十八電容c18與測量芯片u1的第十腳連接。
9、進一步的，在某一實施例中，還包括第十電容c10與第十一電容c11，測量芯片u1的第十三腳及第十四腳分別通過第十電容c10及第十一電容c11與測量芯片u1的第十二腳連接。
10、進一步的，在某一實施例中，還包括第一磁珠fb1，測量芯片u1的第十三腳及第十四腳分別通過第一磁珠fb1與第一電壓端ai1_5v連接。
11、本技術的工作原理如下：
12、當接入電壓類型模擬量時，通過運放對模擬信號進行放大整形提高給adc芯片；
13、當接入電流類型模擬量時，通過電阻r10/r11將電流轉換為電壓類型模擬量提高給adc芯片；
14、電壓基準芯片u4提供給adc芯片作為參考電壓；
15、adc芯片根據參考電壓，將電壓或者電流模擬量轉換為數字信號，傳輸給隔離芯片；
16、隔離芯片隔離現場側和系統側，防止現場側干擾傳到系統內部影響系統穩定；
17、隔離之后的數字信號傳輸給控制模塊，控制模塊得到現場采集端的模擬量轉換值。
18、綜上所述，本技術具有以下優點：
19、1、本技術通過隔離模塊實現了測量電流信號及電壓信號時，將現場側信號與系統進行電氣隔離，從而提高了系統的可靠性與穩定性；
20、2、本技術通過瞬態抑制二極管能夠實現對電路的有效地保護，降低了浪涌沖擊帶來的影響；
21、3、本技術可通過接線實現電壓類模擬量或者電流類模擬量的采集，將兩種類型的模擬量統一到一個ai采集模塊，精簡了產品型號，提高生產效率。
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1.一種隔離測量電壓電流輸入的裝置，其特征在于，包括：隔離模塊、電壓測量模塊、電流測量模塊、控制模塊以及模擬數字轉換器模塊，所述隔離模塊分別與控制模塊以及模擬數字轉換器模塊連接，電壓測量模塊以及電流測量模塊分別與模擬數字轉換器模塊連接，所述模擬數字轉換器模塊包括測量芯片U1。
2.根據權利要求1所述的一種隔離測量電壓電流輸入的裝置，其特征在于，所述電流測量模塊包括第一瞬態電壓抑制二極管TVS1、第九電阻R9、第十電阻R10、第十一電阻R11以及第九電容C9；測量芯片U1的第五腳通過第九電容C9與測量芯片U1的第六腳連接；測量芯片U1的第五腳通過第九電阻R9與電流輸入端AI1-I連接，第九電阻R9還分別通過第一瞬態電壓抑制二極管TVS1、第十電阻R10以及第十一電阻R11接地。
3.根據權利要求1所述的一種隔離測量電壓電流輸入的裝置，其特征在于，所述電壓測量模塊包括第二瞬態電壓抑制二極管TVS2、運算放大器U2、第十二電阻R12、第十三電阻R13、第十四電阻R14以及第十三電容C13；測量芯片U1的第七腳通過第十三電容C13與測量芯片U1的第八腳連接；測量芯
4.根據權利要求1所述的一種隔離測量電壓電流輸入的裝置，其特征在于，所述隔離模塊包括數字隔離器U3、第十五電容C15以及第十六電容C16，數字隔離器U3的第十一腳至第十四腳分別與測量芯片U1的第十五腳、第三腳、第一腳以及第十六腳連接；數字隔離器U3的第三腳至第六腳分別與控制模塊連接，數字隔離器U3的第十腳與第十六腳分別通過第十五電容C15與數字隔離器U3的第十五腳以及第九腳連接；數字隔離器U3的第七腳與第一腳分別通過第十六電容C16與數字隔離器U3的第二腳以及第八腳連接。
5.根據權利要求1所述的一種隔離測量電壓電流輸入的裝置，其特征在于，還包括電壓基準模塊，所述電壓基準模塊包括電壓基準芯片U4、第十九電容C19以及第二十電容C20；電壓基準芯片U4的第六腳及第五腳分別與測量芯片U1的第九腳連接，電壓基準芯片U4的第二腳接地，電壓基準芯片U4的第四腳及第三腳分別與第一電壓端AI1_5V連接；電壓基準芯片U4的第四腳及第三腳分別通過第十九電容C19接地，電壓基準芯片U4的第一腳通過第二十電容C20接地。
6.根據權利要求5所述的一種隔離測量電壓電流輸入的裝置，其特征在于，所述電壓基準模塊還包括第十七電容C17以及第十八電容C18，測量芯片U1的第九腳分別通過第十七電容C17以及第十八電容C18與測量芯片U1的第十腳連接。
7.根據權利要求1所述的一種隔離測量電壓電流輸入的裝置，其特征在于，還包括第十電容C10與第十一電容C11，測量芯片U1的第十三腳及第十四腳分別通過第十電容C10及第十一電容C11與測量芯片U1的第十二腳連接。
8.根據權利要求1所述的一種隔離測量電壓電流輸入的裝置，其特征在于，還包括第一磁珠FB1，測量芯片U1的第十三腳及第十四腳分別通過第一磁珠FB1與第一電壓端AI1_5V連接。
...【技術特征摘要】
1.一種隔離測量電壓電流輸入的裝置，其特征在于，包括：隔離模塊、電壓測量模塊、電流測量模塊、控制模塊以及模擬數字轉換器模塊，所述隔離模塊分別與控制模塊以及模擬數字轉換器模塊連接，電壓測量模塊以及電流測量模塊分別與模擬數字轉換器模塊連接，所述模擬數字轉換器模塊包括測量芯片u1。
2.根據權利要求1所述的一種隔離測量電壓電流輸入的裝置，其特征在于，所述電流測量模塊包括第一瞬態電壓抑制二極管tvs1、第九電阻r9、第十電阻r10、第十一電阻r11以及第九電容c9；測量芯片u1的第五腳通過第九電容c9與測量芯片u1的第六腳連接；測量芯片u1的第五腳通過第九電阻r9與電流輸入端ai1-i連接，第九電阻r9還分別通過第一瞬態電壓抑制二極管tvs1、第十電阻r10以及第十一電阻r11接地。
3.根據權利要求1所述的一種隔離測量電壓電流輸入的裝置，其特征在于，所述電壓測量模塊包括第二瞬態電壓抑制二極管tvs2、運算放大器u2、第十二電阻r12、第十三電阻r13、第十四電阻r14以及第十三電容c13；測量芯片u1的第七腳通過第十三電容c13與測量芯片u1的第八腳連接；測量芯片u1的第七腳通過第十二電阻r12與運算放大器u2的輸出端連接；運算放大器u2的輸出端與反相輸入端連接，運算放大器u2的同相輸入端通過第十四電阻r14與電壓輸入端ai1-v連接，運算放大器u2的同相輸入端還通過第二瞬態電壓抑制二極管tvs2接地。
4.根據權利要求1所述的一種隔離測量電壓電流輸入的裝置，其特征在于，所述隔離模塊包括數字隔離器u3、第十五電容c15以及第十六電容c16，數字隔離器u3的第十一...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王剛，張亞平，馬勁松，邵勤豐，
申請(專利權)人：東方電氣自動控制工程有限公司，
類型：新型
國別省市：
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