技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電壓變送器，尤其涉及單電源供電、帶有整流濾波電路的交流電壓變送器。

背景技術(shù)

電壓變送器是一種將被測交流電壓、直流電壓、脈沖電壓轉(zhuǎn)換成按線性比例輸出直流電壓或直流電流并隔離輸出模擬信號或數(shù)字信號的裝置。現(xiàn)有的電壓變送器可實現(xiàn)對高壓（500-1000V）電壓的精確測量，輸出標(biāo)準(zhǔn)的0-20mA直流電流信號，但存在的缺陷是：其中的電源供電電路為了后續(xù)器件、芯片選型方面比較通用，往往使用+15V電源產(chǎn)生-15V電源進行供電；在電流電壓（I/V）轉(zhuǎn)換方面使用小型電流傳感器進行隔離測量，存在需提供電源供電，且成本比較高；為了把I/V轉(zhuǎn)換來的交流電壓轉(zhuǎn)換為理想的直流電壓信號，大部分變送器都是用真有效值轉(zhuǎn)換芯片，成本較高；電壓電流（V/I）轉(zhuǎn)換部分通過分離元件搭接電路輸出0-20mA直流電流信號，在精度、溫度特性方面不可控。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足而提供一種電壓變送器，可輸出精度高、可靠性強的直流電流信號，成本低。

本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案為：所述電壓變送器包括單電源供電電路、交流電流電壓轉(zhuǎn)換電路、整流電路、濾波電路、直流電壓電流轉(zhuǎn)換電路：單電源供電電路為整流電路、濾波電路、直流電壓電流轉(zhuǎn)換電路提供電源；交流電流電壓轉(zhuǎn)換電路將被測回路中的交流電流信號轉(zhuǎn)換為交流電壓信號并輸出給整流電路；整流電路將交流電壓信號轉(zhuǎn)換為直流電壓信號；濾波電路的輸入端接整流電路的輸出端，濾波電路的輸入端依次接第一個電阻、第二個電阻、運算放大器的同相輸入端，其中第二個電阻的一端接電容、0V電源，第二個電阻的另一端接另一電容、0V電源；運算放大器的反相輸入端接第三個電阻、0V電源，運算放大器的輸出端為濾波電路的輸出端，在運算放大器的反相輸入端和輸出端之間接電壓增益電路，電壓增益電路為第四個電阻、電位器串聯(lián)后與第三個電容并聯(lián)；直流電壓電流轉(zhuǎn)換電路將直流電壓信號轉(zhuǎn)換為直流電流信號并輸出。

本發(fā)明的優(yōu)點在后結(jié)合實施例進行詳細說明。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的原理框圖。

圖2是本發(fā)明的信號處理部分電路圖。

圖3是本發(fā)明的整流電路電路圖。

圖4是本發(fā)明的濾波電路電路圖。

圖5是本發(fā)明的V/I轉(zhuǎn)換電路電路圖。

圖6是本發(fā)明的單電源供電電路圖。

圖7是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)分解圖。

圖8是本發(fā)明的組裝結(jié)構(gòu)圖。

圖9是本發(fā)明的殼體下端面示意圖。

圖10是本發(fā)明殼蓋上的接線方式示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖、實施例對本發(fā)明實施方式、有益效果進行具體說明。

本發(fā)明電壓變送器的原理如圖1所示，電壓變送器的電路部件包括交流電流電壓轉(zhuǎn)換（I/V轉(zhuǎn)換）電路、整流濾波電路、直流電壓電流轉(zhuǎn)換（V/I轉(zhuǎn)換）電路、單電源供電電路。

信號處理部分的電路圖如圖2所示，I/V轉(zhuǎn)換電路接入被測電壓的回路中，并串聯(lián)電阻R分壓限流，I/V轉(zhuǎn)換電路可將被測回路中的交流電流信號轉(zhuǎn)換為交流電壓信號并輸出給整流、濾波電路，整流、濾波電路將交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓信號，直流電壓信號經(jīng)V/I轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后，輸出標(biāo)準(zhǔn)的直流電流信號。

I/V轉(zhuǎn)換電路采用電壓互感器，只需在后端增加一個電阻就可以轉(zhuǎn)換為電壓信號，電壓互感器為無源器件，且成本低廉、輸出精度高。

整流電路的電路如圖3所示，整流電路的輸入端與0V之間串聯(lián)電阻R3、R4，整流電路輸入端與輸出端之間并聯(lián)反相比例運算電路和電壓跟隨電路。

反相比例運算電路由電阻R6、電阻R8、運算放大器N1A、二極管VD2連接組成。電阻R6的一端接整流電路輸入端，電阻R6的另一端接運算放大器N1A的反相輸入端、電阻R8，運算放大器N1A的同相輸入端接電阻R5、0V電源，運算放大器N1A的輸出端接二極管VD2的陽極，二極管VD2的陰極接整流電路的輸出端，電阻R8的一端接電阻R6，電阻R8另一端接整流電路的輸出端。

當(dāng)整流電路的輸入端的電壓大于0V時，運算放大器N1A的反相輸入端的電位大于同相輸入端的電位，運算放大器N1A的輸出端輸出為負，二極管VD2截止，反相比例運算電路無輸出。當(dāng)整流電路的輸入端的電壓小于0V時，運算放大器N1A的反相輸入端的電位小于同相輸入端的電位，運算放大器N1A的輸出端輸出為正，二極管VD2導(dǎo)通，反相比例運算電路輸出為正。