【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电阻检测，特别是涉及一种检测接地电阻值的信号调理装置及方法。
技术介绍
1、接地电阻是电流由接地装置流入大地再经大地流向另一接地体或向远处扩散所遇到的电阻，在电力系统中，保护接地、工作接地及防雷接地的可靠与否，对电气设备及人身财产的安全起着重要作用，通常需要对接地系统进行实时监测。
2、目前，接地系统的实时监测一般基于回路法测试接地电阻的方式，主要采用固定正弦波频率的激励信号，检回信号经模拟滤波器、固定增益放大器和整流电路变为直流模拟电压后进入cpu进行数据采样，这种调理方式存在电路调试复杂、电子器件精度高、易受干扰以及测量误差大等问题，因此，不能满足接地电阻高精度的测量要求。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种检测接地电阻值的信号调理方法，以提高接地电阻值的检测精度。
2、本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种检测接地电阻值的信号调理装置，包括：
4、控制电路，该控制电路以arm处理器为控制核心，通过所述arm处理器输出pwm脉冲信号来控制单相逆变全桥电路以产生频率为1khz—2khz可变的交流电压来给接地导线处设置的电压线圈供电；
5、闭合接地回路，耦合所述电压线圈，当以产生的频率为1khz—2khz可变的交流电压来给电压线圈供电时，在所述电压线圈上产生交变的磁场，所述闭合接地回路在磁场的作用下产生感应电压，该感应电压在闭合接地回路中又产生了感应电流；
6、电流线圈
7、高通滤波电路，耦合所述电流线圈检回电路，所述电流线圈检回电路将检测到的电流信号传递至高通滤波电路，通过高通滤波电路来滤除低频干扰信号；
8、程控放大电路，连接到所述高通滤波电路，用于将滤除低频干扰信号的电流信号进行采样，并将该电流信号经直流偏置输入到arm处理器的模拟采样接口，所述arm接收到电流信号后进行处理得到接地导线的电阻值。
9、进一步地，所述arm处理器通过单极性倍频spwm调制方式来控制逆变全桥的开关管的通断，以使得在不提高开关频率的情况下产生至少2倍于载波频率的输出pwm脉冲信号。
10、进一步地，所述程控放大电路由模拟开关构成的反向放大电路构成。
11、进一步地，所述程控放大电路为8通道增益可变的程控增益放大电路。
12、进一步地，所述arm处理器通过arm口线控制程控放大电路中的模拟开关，以通过模拟开关选择程控放大器的增益，以设定增益来形成设定倍频的激励信号，并以设定倍频作为采样率对滤除低频干扰信号的电流信号进行1024点的数据采样。
13、进一步地，所述arm处理器还设置有自适应模块，所述自适应模块用于根据ad的采样范围，设定对应的幅值门限，若幅值超出该门限，将自动减小程控放大器的增益。
14、进一步地，所述arm处理器内设置有处理模块，所述处理模块根据激励信号频率选择中心频率可调的数字带通滤波器系数，采取定点方式对1024点的数据进行fir数字滤波，对滤波后的数据进行快速傅里叶变换，求出激励信号频率的幅值及其它频率的幅值。
15、本专利技术还提供了一种检测接地电阻值的信号调理方法，包括如下步骤：
16、通过所述arm处理器输出pwm脉冲信号来控制单相逆变全桥电路以产生频率为1khz—2khz可变的交流电压来给接地导线处设置的电压线圈供电；
17、在所述电压线圈上产生交变的磁场，所述闭合接地回路在磁场的作用下产生感应电压，该感应电压在闭合接地回路中又产生了感应电流；
18、对电流感应线圈感应到闭合回路中由接入在接地导线上的至少一个接地电阻而产生的电流信号进行检测；
19、电流线圈检回电路将检测到的电流信号传递至高通滤波电路，通过高通滤波电路来滤除低频干扰信号；
20、将滤除低频干扰信号的电流信号进行采样，并将该电流信号经直流偏置输入到arm处理器的模拟采样接口，所述arm接收到电流信号后进行处理得到接地导线的电阻值。
21、进一步地，将滤除低频干扰信号的电流信号进行采样，并将该电流信号经直流偏置输入到arm处理器的模拟采样接口，所述arm接收到电流信号后进行处理得到接地导线的电阻值的方法包括：
22、1)通过所述arm处理器设定adc进行采样的采样率；
23、2)输出pwm脉冲信号；
24、3)所述arm处理器通过arm口线控制程控放大电路中的模拟开关，以通过模拟开关选择程控放大器的最大增益；
25、4)开启dma传输中断并开始采集数据；
26、5)判断1024点的数据采样是否完成，若采集未完成，则重新开启dma传输中断并采集数据；若完成，则失能dma，采取定点方式对1024点的数据进行fir数字滤波，
27、6)对滤波后的数据进行快速傅里叶变换，求出激励信号频率的幅值及其它频率的幅值；
28、7)判断所述激励信号频率幅值是否在设定的幅值门限内，若在，则求出测量的接地电阻值，若超出门限，则通过自适应模块以控制程控放大器增益减小频率后，重复步骤4)-7)，以使得所述激励信号频率幅值在设定的幅值门限内；
29、8)求出得到接地导线的电阻值。
30、进一步地，在步骤6)中，判断其他所述激励信号频率幅值幅值是否在合适的范围内，若在范围内，则选择程控放大器的最大增益，若不在范围内，则将pwm信号调剂到期望的频率，并输出pwm脉冲信号。
31、本专利技术通过软硬件对被测信号的协同处理，具有电路结构简单、抗干扰能力强、便于生产调试的优点，并可有效提高接地电阻值的检测精度。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种检测接地电阻值的信号调理装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的检测接地电阻值的信号调理装置，其特征在于，所述ARM处理器通过单极性倍频SPWM调制方式来控制逆变全桥的开关管的通断，以使得在不提高开关频率的情况下产生至少2倍于载波频率的输出PWM脉冲信号。
3.根据权利要求1所述的检测接地电阻值的信号调理装置，其特征在于，所述程控放大电路由模拟开关构成的反向放大电路构成。
4.根据权利要求3所述的检测接地电阻值的信号调理装置，其特征在于，所述程控放大电路为8通道增益可变的程控增益放大电路。
5.根据权利要求3所述的检测接地电阻值的信号调理装置，其特征在于，所述ARM处理器通过ARM口线控制程控放大电路中的模拟开关，以通过模拟开关选择程控放大器的增益，以设定增益来形成设定倍频的激励信号，并以设定倍频作为采样率对滤除低频干扰信号的电流信号进行1024点的数据采样。
6.根据权利要求5所述的检测接地电阻值的信号调理装置，其特征在于，所述ARM处理器还设置有自适应模块，所述自适应模块用于根据AD的采样范围，设定
7.根据权利要求1所述的检测接地电阻值的信号调理装置，其特征在于，所述ARM处理器内设置有处理模块，所述处理模块根据激励信号频率选择中心频率可调的数字带通滤波器系数，采取定点方式对1024点的数据进行FIR数字滤波，对滤波后的数据进行快速傅里叶变换，求出激励信号频率的幅值及其它频率的幅值。
8.一种检测接地电阻值的信号调理方法，包括权利要求1-7所述的检测接地电阻值的信号调理装置，其特征在于，包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的检测接地电阻值的信号调理方法，其特征在于，将滤除低频干扰信号的电流信号进行采样，并将该电流信号经直流偏置输入到ARM处理器的模拟采样接口，所述ARM接收到电流信号后进行处理得到接地导线的电阻值的方法包括：
10.根据权利要求9所述的检测接地电阻值的信号调理方法，其特征在于，在步骤6)中，判断其他所述激励信号频率幅值幅值是否在合适的范围内，若在范围内，则选择程控放大器的最大增益，若不在范围内，则将PWM信号调剂到期望的频率，并输出PWM脉冲信号。
...【技术特征摘要】
1.一种检测接地电阻值的信号调理装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的检测接地电阻值的信号调理装置，其特征在于，所述arm处理器通过单极性倍频spwm调制方式来控制逆变全桥的开关管的通断，以使得在不提高开关频率的情况下产生至少2倍于载波频率的输出pwm脉冲信号。
3.根据权利要求1所述的检测接地电阻值的信号调理装置，其特征在于，所述程控放大电路由模拟开关构成的反向放大电路构成。
4.根据权利要求3所述的检测接地电阻值的信号调理装置，其特征在于，所述程控放大电路为8通道增益可变的程控增益放大电路。
5.根据权利要求3所述的检测接地电阻值的信号调理装置，其特征在于，所述arm处理器通过arm口线控制程控放大电路中的模拟开关，以通过模拟开关选择程控放大器的增益，以设定增益来形成设定倍频的激励信号，并以设定倍频作为采样率对滤除低频干扰信号的电流信号进行1024点的数据采样。
6.根据权利要求5所述的检测接地电阻值的信号调理装置，其特征在于，所述arm处理器还设置有自适应模块，所述自适应模块用于根据ad的采样范围，设定对...
【专利技术属性】
技术研发人员：闫亨，柳星，梁亮，张建军，同小龙，杨飞茹，许晓莉，
申请(专利权)人：陕西长岭光伏电气有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。