【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及监测优化，特别是涉及一种基于低功耗的电力设备倾斜监测装置的优化方法及系统。
技术介绍
1、在电力系统中线路杆塔是高压电能输送系统的基础设施之一，随着供电事业的发展，线路杆塔的使用量在迅速增加并且分布广泛，设置在一些不良地质区（例如采空区、滑坡区、沼泽水田区、海边台风区、沙地及高盐冻土区等）的杆塔通常会有一定程度的倾斜，杆塔的倾斜有可能会引发杆塔坍塌的事故，进而严重影响到供电安全，当然对于变压器等其他电力设备，倾斜同样会影响到供电安全，因此倾斜监测是非常必要的一种监测手段。
2、目前，在基于低功耗技术的电力设备的倾斜监测装置中，倾角传感器信号调理电路的运放选型对装置功耗有着重要影响。由于终端供电电压有限，运放的供电电压范围和共模输入范围成为关键因素。当倾角传感器输出信号幅值较小时，为了提高信噪比，通常需要将传感器信号进行合理放大，此时运放输入级的共模电压会随之升高。然而，许多运放在较高共模电压下会出现较大的静态工作电流，导致系统功耗显著增加。此外，由于倾角传感器输出阻抗较高，运放输入端会存在一定的失调电压，进一步加剧了共模电压对功耗的影响。因此，在实际电路设计中，如何权衡运放的增益带宽积、共模输入范围、输出摆幅等参数，选择合适的器件，来降低系统功耗。以及如何基于器件进行合理的电路参数设计和控制，来降低运放在实际工作状态下的功耗，也是亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于低功耗的电力设备倾斜监测装置的优化方法及系
2、第一方面，本专利技术提供了一种基于低功耗的电力设备倾斜监测装置的优化方法，所述方法包括：
3、获取倾角传感器的输出信号幅度和对应的信号调理电路中运算放大器的输入共模电压范围，根据所述输出信号幅度、所述输入共模电压范围和运算放大器标准参数，从多个运算放大器中选取出若干个候选运放；
4、采用运放测试电路对各个候选运放在不同输入共模电压下的性能进行测试，得到运放性能参数，根据所述运放性能参数，从候选运放中选取出首选运放；
5、将所述首选运放集成至信号调理电路中，根据所述首选运放的功耗特性，对信号调理电路的结构进行优化，并采用预设算法对信号调理电路进行自适应功耗控制。
6、进一步地，所述根据所述输出信号幅度、所述输入共模电压范围和运算放大器标准参数，从多个运算放大器中选取出若干个候选运放的步骤包括：
7、对倾角传感器的输出端进行共模电压采样，得到共模电压采样值，根据所述共模电压采样值和所述输入共模电压范围，从多个运算放大器中选取出第一运放序列；
8、根据所述输出信号幅度、运算放大器标准参数和信号调理电路的闭环增益要求，得到倾角传感器的最小信号幅度、第一运放序列中各个运算放大器的运放增益倍数和运放增益带宽积以及信号调理电路的闭环增益值，并根据所述最小信号幅度、所述运放增益倍数、所述运放增益带宽积和所述闭环增益值，从所述第一运放序列中选取出多个运算放大器，得到第二运放序列；
9、对所述第二运放序列中的运算放大器进行失调电压测量，得到固有失调和温度漂移，根据所述固有失调和所述温度漂移，从所述第二运放序列中选取出多个运算放大器，得到候选运放。
10、进一步地，所述根据所述共模电压采样值和所述输入共模电压范围，从多个运算放大器中选取出第一运放序列的步骤包括：
11、将所述共模电压采样值与所述输入共模电压范围进行重叠度计算，得到各个运算放大器的有效共模范围；
12、获取各个运算放大器的输入输出摆幅范围，将所述输入输出摆幅范围与电力设备倾斜监测装置的电源电压范围相比较，得到比较结果；
13、根据比较结果和有效共模范围，从多个运算放大器中选取出第一运放序列。
14、进一步地，所述根据所述输出信号幅度、运算放大器标准参数和信号调理电路的闭环增益要求，得到倾角传感器的最小信号幅度、第一运放序列中各个运算放大器的运放增益倍数和运放增益带宽积以及信号调理电路的闭环增益值，并根据所述最小信号幅度、所述运放增益倍数、所述运放增益带宽积和所述闭环增益值，从所述第一运放序列中选取出多个运算放大器，得到第二运放序列的步骤包括：
15、根据倾角传感器的输出信号幅度与倾角测量范围关系曲线，得到最小检测角度对应的输出电压值，根据倾角传感器的角度分辨率和所述输出电压值，得到最小信号幅度；
16、根据运算放大器标准参数，确定所述第一运放序列中的各个运算放大器的运放增益倍数；
17、根据倾角传感器的输出动态响应波形，得到最高频率分量，并根据所述最高频率分量和所述运放增益倍数，得到所述第一运放序列中的各个运算放大器的运放增益带宽积；
18、根据信号调理电路的闭环增益要求，确定闭环增益值；
19、将所述最小信号幅度与所述运放增益倍数相比较，并将所述运放增益倍数与所述闭环增益值相比较，根据比较结果，从所述第一运放序列中选取出多个运算放大器，得到第二运放序列。
20、进一步地，所述采用运放测试电路对各个候选运放在不同输入共模电压下的性能进行测试，得到运放性能参数的步骤包括：
21、采用运放功耗测试电路对各个候选运放在不同输入共模电压下的功耗进行测试，得到运放功耗数据，对输入共模电压和对应的运放功耗数据进行数据拟合，得到电压功耗模型，并根据电压功耗模型确定各个候选运放的实际功耗值；
22、采用运放噪声测试电路对各个候选运放的运放输入噪声进行测量，并根据测量值确定噪声指标；
23、采用运放闭环增益测试电路对各个候选运放的带宽进行测量，得到运放带宽指标；
24、采用运放稳定性测试电路对各个候选运放的相位裕度进行测量，得到相位裕度指标。
25、进一步地，所述根据所述运放性能参数，从候选运放中选取出首选运放的步骤包括：
26、将各个候选运放的实际功耗值与功耗上限阈值相比较，并将实际功耗值小于功耗上限阈值的候选运放作为第一候选运放；
27、将各个第一候选运放的噪声指标与噪声指标阈值相比较，并将噪声指标小于噪声指标阈值的第一候选运放作为第二候选运放；
28、将各个第二候选运放的运放带宽指标与带宽指标阈值范围相比较，并将运放带宽指标在带宽指标阈值范围内的第二候选运放作为第三候选运放；
29、将各个第三候选运放的相位裕度与相位裕度阈值相比较，并将相位裕度小于相位裕度阈值的第三候选运放作为首选运放。
30、进一步地，所述将各个候选运放的实际功耗值与功耗上限阈值相比较，并将实际功耗值小于功耗上限阈值的候选运放作为第一候选运放的步骤包括：
31、将各个候选运放在不同测试温度下的实际功耗值与对应的功耗上限阈值相比较，并将各个测试温度下的实际功耗值均小于功耗上限阈值的候选运放作为第一候选本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于低功耗的电力设备倾斜监测装置的优化方法，其特征在于，所述电力设备倾斜监测装置包括倾角传感器和对应的信号调理电路，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于低功耗的电力设备倾斜监测装置的优化方法，其特征在于，所述根据所述输出信号幅度、所述输入共模电压范围和运算放大器标准参数，从多个运算放大器中选取出若干个候选运放的步骤包括：
3.根据权利要求2所述的基于低功耗的电力设备倾斜监测装置的优化方法，其特征在于，所述根据所述共模电压采样值和所述输入共模电压范围，从多个运算放大器中选取出第一运放序列的步骤包括：
4.根据权利要求2所述的基于低功耗的电力设备倾斜监测装置的优化方法，其特征在于，所述根据所述输出信号幅度、运算放大器标准参数和信号调理电路的闭环增益要求，得到倾角传感器的最小信号幅度、第一运放序列中各个运算放大器的运放增益倍数和运放增益带宽积以及信号调理电路的闭环增益值，并根据所述最小信号幅度、所述运放增益倍数、所述运放增益带宽积和所述闭环增益值，从所述第一运放序列中选取出多个运算放大器，得到第二运放序列的步骤包括：
5.
6.根据权利要求5所述的基于低功耗的电力设备倾斜监测装置的优化方法，其特征在于，所述根据所述运放性能参数，从候选运放中选取出首选运放的步骤包括：
7.根据权利要求6所述的基于低功耗的电力设备倾斜监测装置的优化方法，其特征在于，所述将各个候选运放的实际功耗值与功耗上限阈值相比较，并将实际功耗值小于功耗上限阈值的候选运放作为第一候选运放的步骤包括：
8.根据权利要求1所述的基于低功耗的电力设备倾斜监测装置的优化方法，其特征在于，所述将所述首选运放集成至信号调理电路中，根据所述首选运放的功耗特性，对信号调理电路的结构进行优化的步骤包括：
9.根据权利要求1所述的基于低功耗的电力设备倾斜监测装置的优化方法，其特征在于，所述并采用预设算法对信号调理电路进行自适应功耗控制的步骤包括：
10.一种基于低功耗的电力设备倾斜监测装置的优化系统，其特征在于，所述电力设备倾斜监测装置包括倾角传感器和对应的信号调理电路，所述系统包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于低功耗的电力设备倾斜监测装置的优化方法，其特征在于，所述电力设备倾斜监测装置包括倾角传感器和对应的信号调理电路，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于低功耗的电力设备倾斜监测装置的优化方法，其特征在于，所述根据所述输出信号幅度、所述输入共模电压范围和运算放大器标准参数，从多个运算放大器中选取出若干个候选运放的步骤包括：
3.根据权利要求2所述的基于低功耗的电力设备倾斜监测装置的优化方法，其特征在于，所述根据所述共模电压采样值和所述输入共模电压范围，从多个运算放大器中选取出第一运放序列的步骤包括：
4.根据权利要求2所述的基于低功耗的电力设备倾斜监测装置的优化方法，其特征在于，所述根据所述输出信号幅度、运算放大器标准参数和信号调理电路的闭环增益要求，得到倾角传感器的最小信号幅度、第一运放序列中各个运算放大器的运放增益倍数和运放增益带宽积以及信号调理电路的闭环增益值，并根据所述最小信号幅度、所述运放增益倍数、所述运放增益带宽积和所述闭环增益值，从所述第一运放序列中选取出多个运算放大器，得到第二运放序列的步骤包括：
5.根据权利要求1所述的基于低功耗的...
【专利技术属性】
技术研发人员：应斌杰，宋艳，任丽委，施淑涵，蓝文泽，胡俊婧，江长，杨德明，王慕宾，陶顺，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司丽水供电公司，
类型：发明
国别省市：
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