CN203299274U - 一种高压开关柜相位测量电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高压开关柜相位测量电路。本实用新型通过对输入的两路同频率、不同相位的电压信号通过两组电压互感器进入整形电路，使得电压信号转化为矩形波信号，再经过鉴相电路，得到两路波形的正脉冲宽度，即需要测量的两路电压信号的相位差所对应的时间差，随后信号被输送到单片机控制器的一个外部中断控制引脚上，经过单片机控制器处理数据，最后得到需要的相位值并通过数码管或液晶显示管进行显示。本实用新型能对低频率范围的信号进行相位等参数的精确测量，且测相绝对误差不大于1度。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种高压开关柜相位测量电路。
背景技术
近年来，随着科学技术的发展，相位测量技术广泛应用于国防、科研和生产等领域，许多测量仪逐渐向“智能仪器”和“自动测试***”发展，对相位测量的要求也逐步向高精度、高智能化方向发展，相位测量在电力、机械等领域有着重要的意义。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提出一种高压开关柜相位测量电路，能够对低频率范围内部的信号进行精确的相位测量。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种高压开关柜相位测量电路，包括有电压互感器、整形电路、鉴相电路、单片机控制器和显示模块；在电压互感器的输入端设置有两路电压信号输入，在电压互感器的输出端设置有两路电压信号输出；整形电路，包括用于接收电压互感器的输出端其中一路电压信号输出的第一整形电路、以及用于接收电压互感器的输出端另一路电压信号输出的第二整形电路，第一整形电路和第二整形电路结构相同；在第一整形电路和第二整形电路的输出端各设置有一路信号输出；鉴相电路，包括用于接收第一整形电路的输出端信号输出的第一信号输入端、用于接收第二整形电路的输出端信号输出的第二信号输出端、以及一路信号输出端，鉴相电路的信号输出端连接到单片机控制器的其中一个外部中断控制引脚上；显示模块电连接到单片机控制器上。
进一步，所述电压互感器设置有两组，包括前级电压互感器和后级电压互感器，前级电压互感器的输入端设置有两路电压信号输入，前级电压互感器的输出端与后级电压互感器的输入端相连，后级电压互感器的输出端设置有两路电压信号输出。
进一步，所述第一整形电路，包括一个第一运算放大器和一个第一JK触发器，经电压互感器的输出端输出的一路电压信号输入到第一运算放大器的一个输入端上，第一运算放大器的输出端连接到第一JK触发器的时钟控制端上，第一JK触发器的正向输出端连接到鉴相电路的第一信号输入端上；所述第二整形电路，包括一个第二运算放大器和一个第二JK触发器，经电压互感器的输出端输出的另一路电压信号输入到第二运算放大器的一个输入端上，第二运算放大器的输出端连接到第二JK触发器的时钟控制端上，第二JK触发器的正向输出端连接到鉴相电路的第二信号输入端上。
进一步，所述鉴相电路采用异或门的结构形式。
进一步，所述显示模块采用数码管显示、或液晶显示。
本实用新型的优点是：
本实用新型通过对输入的两路同频率、不同相位的电压信号通过两组电压互感器进入整形电路，使得电压信号转化为矩形波信号，再经过鉴相电路，得到两路波形的正脉冲宽度，即需要测量的两路电压信号的相位差所对应的时间差，随后信号被输送到单片机控制器的一个外部中断控制引脚上，经过单片机控制器处理数据，最后得到需要的相位值并通过数码管或液晶显示管进行显示。本实用新型对低频率范围的信号进行相位等参数的精确测量，测相绝对误差不大于1°。本实用新型的硬件结构简单，软件采用汇编语言实现，程序简单、可读性高、效率高，与传统的电路***相比，其处理速度快、稳定性高、性价比高。
附图说明
图1为本实用新型中高压开关柜相位测量电路的结构框图；
图2为本实用新型中高压开关柜相位测量电路的具体电路结构图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：
结合图1、图2所示，一种高压开关柜相位测量电路，包括有电压互感器1、整形电路2、鉴相电路3、单片机控制器4和显示模块5。
电压互感器1设置有两组，包括前级电压互感器101和后级电压互感器102，前级电压互感器的输入端设置有两路电压信号输入，前级电压互感器的输出端与后级电压互感器的输入端相连，后级电压互感器的输出端设置有两路电压信号输出Ua、Ub。经过两组电压互感器，能够将千伏高压降至伏级水平，便于对电压信号进行转化和测量。
整形电路2，包括用于接收电压互感器的输出端其中一路电压信号输出的第一整形电路、以及用于接收电压互感器的输出端另一路电压信号输出的第二整形电路，第一整形电路和第二整形电路结构相同。在第一整形电路和第二整形电路的输出端各设置有一路信号输出。
具体的，第一整形电路，包括一个第一运算放大器201和一个第一JK触发器203，经电压互感器的输出端输出的一路电压信号Ua输入到第一运算放大器201的一个输入端上，第一运算放大器的输出端连接到第一JK触发器的时钟控制端上，第一JK触发器的正向输出端连接到鉴相电路3的第一信号输入端上；第二整形电路，包括一个第二运算放大器202和一个第二JK触发器204，经电压互感器的输出端输出的另一路电压信号Ub输入到第二运算放大器的一个输入端上，第二运算放大器的输出端连接到第二JK触发器的时钟控制端上，第二JK触发器的正向输出端连接到鉴相电路的第二信号输入端上。
鉴相电路3采用异或门的结构形式。鉴相电路，包括用于接收第一整形电路的输出端信号Ue输出的第一信号输入端、用于接收第二整形电路的输出端信号Uf输出的第二信号输出端、以及一路信号输出端Ug，鉴相电路的信号输出端连接到单片机控制器的其中一个外部中断控制引脚INT0、或INT1上。
当电压信号Ua、Ub分别经过第一运算放大器201、第二运算放大器202过零检测后，其输出信号Uc、Ud分别通过第一JK触发器203、第二JK触发器204的输入端，两个JK触发器的输出信号Ue、Uf经过异或门，而异或门的输出信号Ug是一个脉冲宽度与Ua、Ub两信号之间相位差成正比的脉冲序列信号，再将此脉冲序列信号Ug送入到单片机外部中断口，进行数据处理。
显示模块5采用数码管显示、或液晶显示。显示模块由4个共阳极7段LED数码管和4片串入/并行的移位寄存器74LS164芯片组成。这种显示方式不仅可以简单得到较为简单的硬件电路，而且可以得到稳定的数据输出显示，不仅占用单片机端口少，而且可以充分了利用单片机芯片内部的串行口资源，简化软件编程。
多位LED显示时，常将所有位的段选线并联在一起，由一个8位I/O口控制，而共阴极点或共阳极点分别由另一个8位I/O口控制；也可采用并行扩展口构成显示模块。通常，需要扩展器件管脚的较多，价格较高。在这里我们利用单片机的一个并行I/O口实现多个LED显示的简单方法。图4-11所示是该电路的显示模块电路原理图。其中，74LS164是8位并行输出门控串行输入移位寄存器，LED采用共阳极数码管。
显示时，其显示数据以串行方式从AT89C51的P3.0(RXD)口输出送往移位寄存器74LS164的A、B端，然后将变成的并行数据从输出端Q0～Q7输出。然后再将输出的LED段选码同时送往数码管LED1～LED4。
当然，以上说明仅仅为本实用新型的较佳实施例，本实用新型并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本实用新型的保护。
Claims (5)
1.一种高压开关柜相位测量电路，其特征在于，包括有电压互感器、整形电路、鉴相电路、单片机控制器和显示模块；在电压互感器的输入端设置有两路电压信号输入，在电压互感器的输出端设置有两路电压信号输出；整形电路，包括用于接收电压互感器的输出端其中一路电压信号输出的第一整形电路、以及用于接收电压互感器的输出端另一路电压信号输出的第二整形电路，第一整形电路和第二整形电路结构相同；在第一整形电路和第二整形电路的输出端各设置有一路信号输出；鉴相电路，包括用于接收第一整形电路的输出端信号输出的第一信号输入端、用于接收第二整形电路的输出端信号输出的第二信号输出端、以及一路信号输出端，鉴相电路的信号输出端连接到单片机控制器的其中一个外部中断控制引脚上；显示模块电连接到单片机控制器上。
2.根据权利要求1所述的一种高压开关柜相位测量电路，其特征在于，所述电压互感器设置有两组，包括前级电压互感器和后级电压互感器，前级电压互感器的输入端设置有两路电压信号输入，前级电压互感器的输出端与后级电压互感器的输入端相连，后级电压互感器的输出端设置有两路电压信号输出。
3.根据权利要求1所述的一种高压开关柜相位测量电路，其特征在于，所述第一整形电路，包括一个第一运算放大器和一个第一JK触发器，经电压互感器的输出端输出的一路电压信号输入到第一运算放大器的一个输入端上，第一运算放大器的输出端连接到第一JK触发器的时钟控制端上，第一JK触发器的正向输出端连接到鉴相电路的第一信号输入端上；所述第二整形电路，包括一个第二运算放大器和一个第二JK触发器，经电压互感器的输出端输出的另一路电压信号输入到第二运算放大器的一个输入端上，第二运算放大器的输出端连接到第二JK触发器的时钟控制端上，第二JK触发器的正向输出端连接到鉴相电路的第二信号输入端上。
4.根据权利要求3所述的一种高压开关柜相位测量电路，其特征在于，所述鉴相电路采用异或门的结构形式。
5.根据权利要求1所述的一种高压开关柜相位测量电路，其特征在于，所述显示模块采用数码管显示、或液晶显示。
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| CN2013203916542U CN203299274U (zh) | 2013-07-03 | 2013-07-03 | 一种高压开关柜相位测量电路 |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103592515A (zh) * | 2013-11-21 | 2014-02-19 | 厦门安达兴电气集团有限公司 | 通用型相位识别器 |
| CN104749436A (zh) * | 2015-04-13 | 2015-07-01 | 武汉大学 | 一种相位测量仪 |
| CN108008189A (zh) * | 2017-12-25 | 2018-05-08 | 黑龙江龙电电气有限公司 | 一种相位检测装置及方法 |
| CN111751618A (zh) * | 2020-07-07 | 2020-10-09 | 广东省计量科学研究院（华南国家计量测试中心） | 一种电压电流相位测量校准设备 |
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2013
- 2013-07-03 CN CN2013203916542U patent/CN203299274U/zh not_active Expired - Fee Related
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