一种A/D转换装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种A/D转换装置，涉及数字化电能计量领域，包括I/V转换器、V/V转换器、A/D转换器、FPGA电路、CPU、电以太网接口、上位机、光纤以太网接口以及光纤脉冲接口，相对于现有技术A/D转换装置不能实现0.005级数字标准表、0.005级数字标准源以及数字量到模拟量溯源的问题。本实用新型专利技术提供的A/D转换装置，通过I/V转换器、V/V转换器、A/D转换器、FPGA电路、CPU、电以太网接口、上位机、光纤以太网接口以及光纤脉冲接口，可以实现0.005级数字标准表、0.005级数字标准源以及数字量到模拟量溯源。

A A/D conversion device

The utility model provides a A/D conversion device, relates to a digital electric power measuring field, including I/V converter, V/V converter, A/D converter, FPGA circuit, CPU, Ethernet interface, Ethernet interface and PC, optical fiber pulse interface, compared with the existing technology of A/D conversion device can achieve 0.005 digital standard form, 0.005 digital standard source and digital to analog source problem. The utility model provides a A/D conversion device, through the I/V converter, V/V converter, A/D converter, FPGA circuit, CPU, Ethernet interface, Ethernet interface and PC, optical fiber pulse interface, can achieve 0.005 level digital standard meter, 0.005 digital standard source and digital to analog source.

【技术实现步骤摘要】
一种A/D转换装置
本技术涉及数字化电能计量领域，尤其涉及一种A/D转换装置。
技术介绍
数字化电能计量系统中，电子式互感器的检测标准还是采用传统标准互感器,其量值传递从国家基准到现场运用的电子互感器是一条连续、完整的量传链路，而电能计量的国家基准是基于模拟量的，没有数字量的溯源源头，导致了数字化电能表在量传链路上的断点，所以数字化电能计量仪器溯源和量传体系建立的关键在于建立起数字量与模拟量的连接通路，将数字量与实际物理量进行关联，并最终溯源到国家电能计量基准。数字量量传体系和模拟量量传体系的本质区别在于模拟量传递体系是一种值域存在误差的时域连续系统,其计量仪器的溯源系统是在同一个时域比较其值域误差从而实现其量值溯源，而数字化量值传递体系是一种在值域上不存在误差的时域离散系统，所以数字化计量仪器的溯源是相同值域在不同时域上出现所带来的误差从而实现数字化的量值溯源。目前，现有A/D转换装置不能实现0.005级数字标准表、0.005级数字标准源以及数字量到模拟量溯源。
技术实现思路
本申请提供了一种A/D转换装置，以解决现有技术A/D转换装置不能实现0.005级数字标准表、0.005级数字标准源以及数字量到模拟量溯源的问题。为了解决上述技术问题，本技术提供了如下技术方案：一种A/D转换装置，包括：I/V转换器、V/V转换器、A/D转换器、FPGA电路、CPU、电以太网接口、上位机、光纤以太网接口以及光纤脉冲接口；所述I/V转换器与所述A/D转换器连接；所述V/V转换器与所述A/D转换器连接；所述A/D转换器与所述FPGA电路连接；所述FPGA电路与所述CPU连接；所述CPU通过所述电以太网接口与所述上位机连接；所述光纤以太网接口与所述FPGA电路连接；所述光纤脉冲接口与所述FPGA电路连接。可选地，所述I/V转换器准确的为0.01级。可选地，所述I/V转换器电流额定为5A。可选地，所述V/V转换器电压额定为100V。可选地，所述CPU采用嵌入式微处理器。由以上技术方案可知，本技术提供了一种A/D转换装置，相对于现有技术A/D转换装置不能实现0.005级数字标准表、0.005级数字标准源以及数字量到模拟量溯源的问题。本技术提供的A/D转换装置，包括I/V转换器、V/V转换器、A/D转换器、FPGA电路、CPU、电以太网接口、上位机、光纤以太网接口以及光纤脉冲接口，可以实现0.005级数字标准表、0.005级数字标准源以及数字量到模拟量溯源。附图说明为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请一种A/D转换装置结构连接图。图2为本申请A/D转换器电路原理图。附图说明：1-I/V转换器；2-V/V转换器；3-A/D转换器；4-FPGA电路；5-CPU；6-电以太网接口；7-上位机；8-光纤以太网接口；9-光纤脉冲接口。具体实施方式对于本技术实施例，具体的应用场景可以如下所示，但不限于此，如图1所示，为本申请一种A/D转换装置结构连接图。一种A/D转换装置，其特征在于，包括：I/V转换器1、V/V转换器2、A/D转换器3、FPGA电路4、CPU5、电以太网接口6、上位机7、光纤以太网接口8以及光纤脉冲接口9；所述I/V转换器1与所述A/D转换器3连接；所述V/V转换器2与所述A/D转换器3连接；所述A/D转换器3与所述FPGA电路4连接；所述FPGA电路4与所述CPU5连接；所述CPU5通过所述电以太网接口6与所述上位机7连接；所述光纤以太网接口8与所述FPGA电路4连接；所述光纤脉冲接口9与所述FPGA电路4连接。本申请技术实施例工作原理为：来自标准源的电流信号和电压信号，接入所述I/V转换器1以及所述V/V转换器2，转化成小电压模拟量信号。所述A/D转换器3将小电压信号采集后通过数字量送至所述FPGA电路4，完成模拟量多通道的同步采集。所述FPGA电路4将采样值数据送至所述CPU5，所述CPU5通过所述电以太网接口6读取所述上位机7的配置参数后对数据进行相应修正后，计算出电能量，然后将电能量以及修正后的瞬时采样值送至所述FPGA电路4，然后将电流和电压瞬时采样值数据通过所述光纤以太网接口8送出，电能量通过所述光纤脉冲接口9送出。具体地，所述I/V转换器1参数如下，CT变比：1A/50mA,5A/50mA，0.01级，电阻：40Ω，功率10W，精度0.01％，I/V变比：5A/2.0V或1A/2.0V；线性范围：额定数据的0～1.2倍；最大允许输入：额定数据的2倍。具体地，所述CPU5以PowerPC为核心，采用MPC8247嵌入式微处理器，包含一个基于PowerPCMPC603e的内核，和一个通信处理内核CPM。双核设计具有强大的处理能力和较高的集成度，降低了系统的组成开销，简化了电路板的设计，降低了功耗。高频数据的发生，以及测试数据的收集均由CPU来完成。具体地，所述FPGA电路4包含有150万个系统门，32个专用乘法器，4个数字时钟管理模块，逻辑资源丰富，运行速度快。所述FPGA电路4利用精确的时序控制能力，完成以太网的MAC子层设计、MAC子层与以太网控制器的接口设计，以太网数据接收，DAC的控制，A/D数据采集，同时完成高速串行数据接收以及开关量接收。具体地，所述V/V转换器2是一种感应分压器，采用高镍坡莫合金作为导磁材料，采用高强度聚酯漆包铜圆线均匀排绕而成，结构合理可靠。主要用于检定与标准电压互感器电压比不同(包括一次电压或者二次电压不同)的电压互感器。所述V/V转换器2由双级电压互感器和感应分压器两部分组成，双级电压互感器的二次线圈又作为分压器的输入线圈，采用该形式结构既可提高输入阻抗，又可使输入电压提高。如将双级电压互感器的二次线圈串入到感应分压器的输出线圈中，还可提升感应分压器输出电压。所述V/V转换器2具有准确度高，体积小，重量轻，使用方便等优点。所述V/V转换器2使用条件：环境温度为+5℃-40℃，相对湿度不超过90％(25℃)；电源波形的畸变系数不大于5％；频率变化范围在50±0.5Hz以内；使用场所无严重影响电压互感器绝缘的有害气体和其他介质；使用场所无严重的震动和颠簸；使用场所不应有与工作无关的外界强电磁场。具体地，所述A/D转换器3是现有技术，具体见图2，A/D转换器电路原理图。所述A/D转换器3是一款18位、电荷再分配、逐次逼近型模数转换器(ADC)，采用2.3V-5V单电源供电。为所述A/D转换器3内置一个低功耗、高速、18位无失码采样ADC、一个内部转换时钟和一个多功能串行接口端口。在CNV上升沿，该器件对IN+与IN-引脚之间的电压差进行采样。这两个引脚上的电压摆幅在0V和REF之间，相位相反。基准电压REF由外部提供，并且可以设置为电源电压。该器件的功耗和吞吐速率呈线性变化关系。SPI兼容串行接口还能够利用SDI输入，将几个ADC以菊花链形式连结到一个三线式总线上，并提供一个可选的繁忙指示。本申请提供了一种A/D转换装置，以解决现有技术A/D转换装置不能实现0.005级数字标准表、0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种A/D转换装置，其特征在于，包括：I/V转换器(1)、V/V转换器(2)、A/D转换器(3)、FPGA电路(4)、CPU(5)、电以太网接口(6)、上位机(7)、光纤以太网接口(8)以及光纤脉冲接口(9)；所述I/V转换器(1)与所述A/D转换器(3)连接；所述V/V转换器(2)与所述A/D转换器(3)连接；所述A/D转换器(3)与所述FPGA电路(4)连接；所述FPGA电路(4)与所述CPU(5)连接；所述CPU(5)通过所述电以太网接口(6)与所述上位机(7)连接；所述光纤以太网接口(8)与所述FPGA电路(4)连接；所述光纤脉冲接口(9)与所述FPGA电路(4)连接。

【技术特征摘要】
1.一种A/D转换装置，其特征在于，包括：I/V转换器(1)、V/V转换器(2)、A/D转换器(3)、FPGA电路(4)、CPU(5)、电以太网接口(6)、上位机(7)、光纤以太网接口(8)以及光纤脉冲接口(9)；所述I/V转换器(1)与所述A/D转换器(3)连接；所述V/V转换器(2)与所述A/D转换器(3)连接；所述A/D转换器(3)与所述FPGA电路(4)连接；所述FPGA电路(4)与所述CPU(5)连接；所述CPU(5)通过所述电以太网接口(6)与所述上位机(7...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈鑫，曹敏，关文举，闫永梅，张林山，周年荣，赵薇，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：新型
国别省市：云南,53