【技术实现步骤摘要】
本技术涉及电压电流测量领域，具体涉及一种隔离测量电压电流输入的装置。
技术介绍
1、在dcs（distributed control system，分散控制系统）中，需要对输入的电流及电压进行测量。
2、现有技术中，如cn203745523u公开的一种在dcs控制系统上采集电压信号的快速转换装置，包括现场测量元件、 与现场测量元件连接用于采集信号的dcs系统输入卡及信号采集仪， 在现场测量元件与dcs系统输入卡之间的连线上接入快速转换装置， 该快速转换装置的输出与信号采集仪器连接，将现场测量元件4-20ma的电流信号转换成1-5v的电压信号后输出给信号采集仪器。该方案采用原始数据输入信号，刷新频率快，数据延迟不超过1秒，不需要定义输出点量程，不经过dcs系统处理器，能够快速反映测量数据的变化，减少故障点。
3、该方案虽然能实现电流信号的采集，但无法将现场信号侧与系统侧进行隔离，抗干扰能力较低。同时在遇到浪涌冲击电路的情况时，也无法对电路进行有效地保护。
技术实现思路
1、本技术旨在解决现有技术存在的上述问题，提出一种隔离测量电压电流输入的装置，该装置实现了现场信号侧与系统侧的隔离，降低了干扰，提高了dcs系统稳定性，同时能够对电路进行有效地保护。
2、为了实现上述技术目的，本技术的技术方案如下：
3、一种隔离测量电压电流输入的装置，其特征在于，包括：隔离模块、电压测量模块、电流测量模块、控制模块以及模拟数字转换器模块，所述隔离模块分别
4、在某一实施例中，所述电流测量模块包括第一瞬态电压抑制二极管tvs1、第九电阻r9、第十电阻r10、第十一电阻r11以及第九电容c9；测量芯片u1的第五脚通过第九电容c9与测量芯片u1的第六脚连接；测量芯片u1的第五脚通过第九电阻r9与电流输入端ai1-i连接，第九电阻r9还分别通过第一瞬态电压抑制二极管tvs1、第十电阻r10以及第十一电阻r11接地。
5、在某一实施例中，所述电压测量模块包括第二瞬态电压抑制二极管tvs2、运算放大器u2、第十二电阻r12、第十三电阻r13、第十四电阻r14以及第十三电容c13；测量芯片u1的第七脚通过第十三电容c13与测量芯片u1的第八脚连接；测量芯片u1的第七脚通过第十二电阻r12与运算放大器u2的输出端连接；运算放大器u2的输出端与反相输入端连接，运算放大器u2的同相输入端通过第十四电阻r14与电压输入端ai1-v连接，运算放大器u2的同相输入端还通过第二瞬态电压抑制二极管tvs2接地。
6、在某一实施例中，所述隔离模块包括数字隔离器u3、第十五电容c15以及第十六电容c16，数字隔离器u3的第十一脚至第十四脚分别与测量芯片u1的第十五脚、第三脚、第一脚以及第十六脚连接；数字隔离器u3的第三脚至第六脚分别与控制模块连接，数字隔离器u3的第十脚与第十六脚分别通过第十五电容c15与数字隔离器u3的第十五脚以及第九脚连接；数字隔离器u3的第七脚与第一脚分别通过第十六电容c16与数字隔离器u3的第二脚以及第八脚连接。
7、进一步的，在某一实施例中，还包括电压基准模块，所述电压基准模块包括电压基准芯片u4、第十九电容c19以及第二十电容c20；电压基准芯片u4的第六脚及第五脚分别与测量芯片u1的第九脚连接，电压基准芯片u4的第二脚接地，电压基准芯片u4的第四脚及第三脚分别与第一电压端ai1_5v连接；电压基准芯片u4的第四脚及第三脚分别通过第十九电容c19接地，电压基准芯片u4的第一脚通过第二十电容c20接地。
8、进一步的，在某一实施例中，所述电压基准模块还包括第十七电容c17以及第十八电容c18，测量芯片u1的第九脚分别通过第十七电容c17以及第十八电容c18与测量芯片u1的第十脚连接。
9、进一步的，在某一实施例中，还包括第十电容c10与第十一电容c11，测量芯片u1的第十三脚及第十四脚分别通过第十电容c10及第十一电容c11与测量芯片u1的第十二脚连接。
10、进一步的，在某一实施例中，还包括第一磁珠fb1，测量芯片u1的第十三脚及第十四脚分别通过第一磁珠fb1与第一电压端ai1_5v连接。
11、本技术的工作原理如下：
12、当接入电压类型模拟量时，通过运放对模拟信号进行放大整形提高给adc芯片；
13、当接入电流类型模拟量时，通过电阻r10/r11将电流转换为电压类型模拟量提高给adc芯片；
14、电压基准芯片u4提供给adc芯片作为参考电压；
15、adc芯片根据参考电压，将电压或者电流模拟量转换为数字信号，传输给隔离芯片；
16、隔离芯片隔离现场侧和系统侧，防止现场侧干扰传到系统内部影响系统稳定；
17、隔离之后的数字信号传输给控制模块，控制模块得到现场采集端的模拟量转换值。
18、综上所述，本技术具有以下优点：
19、1、本技术通过隔离模块实现了测量电流信号及电压信号时，将现场侧信号与系统进行电气隔离，从而提高了系统的可靠性与稳定性；
20、2、本技术通过瞬态抑制二极管能够实现对电路的有效地保护，降低了浪涌冲击带来的影响；
21、3、本技术可通过接线实现电压类模拟量或者电流类模拟量的采集，将两种类型的模拟量统一到一个ai采集模块，精简了产品型号，提高生产效率。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种隔离测量电压电流输入的装置，其特征在于，包括：隔离模块、电压测量模块、电流测量模块、控制模块以及模拟数字转换器模块，所述隔离模块分别与控制模块以及模拟数字转换器模块连接，电压测量模块以及电流测量模块分别与模拟数字转换器模块连接，所述模拟数字转换器模块包括测量芯片U1。
2.根据权利要求1所述的一种隔离测量电压电流输入的装置，其特征在于，所述电流测量模块包括第一瞬态电压抑制二极管TVS1、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11以及第九电容C9；测量芯片U1的第五脚通过第九电容C9与测量芯片U1的第六脚连接；测量芯片U1的第五脚通过第九电阻R9与电流输入端AI1-I连接，第九电阻R9还分别通过第一瞬态电压抑制二极管TVS1、第十电阻R10以及第十一电阻R11接地。
3.根据权利要求1所述的一种隔离测量电压电流输入的装置，其特征在于，所述电压测量模块包括第二瞬态电压抑制二极管TVS2、运算放大器U2、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14以及第十三电容C13；测量芯片U1的第七脚通过第十三电容C13与测量芯片U1的第八脚连接；测量芯
4.根据权利要求1所述的一种隔离测量电压电流输入的装置，其特征在于，所述隔离模块包括数字隔离器U3、第十五电容C15以及第十六电容C16，数字隔离器U3的第十一脚至第十四脚分别与测量芯片U1的第十五脚、第三脚、第一脚以及第十六脚连接；数字隔离器U3的第三脚至第六脚分别与控制模块连接，数字隔离器U3的第十脚与第十六脚分别通过第十五电容C15与数字隔离器U3的第十五脚以及第九脚连接；数字隔离器U3的第七脚与第一脚分别通过第十六电容C16与数字隔离器U3的第二脚以及第八脚连接。
5.根据权利要求1所述的一种隔离测量电压电流输入的装置，其特征在于，还包括电压基准模块，所述电压基准模块包括电压基准芯片U4、第十九电容C19以及第二十电容C20；电压基准芯片U4的第六脚及第五脚分别与测量芯片U1的第九脚连接，电压基准芯片U4的第二脚接地，电压基准芯片U4的第四脚及第三脚分别与第一电压端AI1_5V连接；电压基准芯片U4的第四脚及第三脚分别通过第十九电容C19接地，电压基准芯片U4的第一脚通过第二十电容C20接地。
6.根据权利要求5所述的一种隔离测量电压电流输入的装置，其特征在于，所述电压基准模块还包括第十七电容C17以及第十八电容C18，测量芯片U1的第九脚分别通过第十七电容C17以及第十八电容C18与测量芯片U1的第十脚连接。
7.根据权利要求1所述的一种隔离测量电压电流输入的装置，其特征在于，还包括第十电容C10与第十一电容C11，测量芯片U1的第十三脚及第十四脚分别通过第十电容C10及第十一电容C11与测量芯片U1的第十二脚连接。
8.根据权利要求1所述的一种隔离测量电压电流输入的装置，其特征在于，还包括第一磁珠FB1，测量芯片U1的第十三脚及第十四脚分别通过第一磁珠FB1与第一电压端AI1_5V连接。
...【技术特征摘要】
1.一种隔离测量电压电流输入的装置，其特征在于，包括：隔离模块、电压测量模块、电流测量模块、控制模块以及模拟数字转换器模块，所述隔离模块分别与控制模块以及模拟数字转换器模块连接，电压测量模块以及电流测量模块分别与模拟数字转换器模块连接，所述模拟数字转换器模块包括测量芯片u1。
2.根据权利要求1所述的一种隔离测量电压电流输入的装置，其特征在于，所述电流测量模块包括第一瞬态电压抑制二极管tvs1、第九电阻r9、第十电阻r10、第十一电阻r11以及第九电容c9；测量芯片u1的第五脚通过第九电容c9与测量芯片u1的第六脚连接；测量芯片u1的第五脚通过第九电阻r9与电流输入端ai1-i连接，第九电阻r9还分别通过第一瞬态电压抑制二极管tvs1、第十电阻r10以及第十一电阻r11接地。
3.根据权利要求1所述的一种隔离测量电压电流输入的装置，其特征在于，所述电压测量模块包括第二瞬态电压抑制二极管tvs2、运算放大器u2、第十二电阻r12、第十三电阻r13、第十四电阻r14以及第十三电容c13；测量芯片u1的第七脚通过第十三电容c13与测量芯片u1的第八脚连接；测量芯片u1的第七脚通过第十二电阻r12与运算放大器u2的输出端连接；运算放大器u2的输出端与反相输入端连接，运算放大器u2的同相输入端通过第十四电阻r14与电压输入端ai1-v连接，运算放大器u2的同相输入端还通过第二瞬态电压抑制二极管tvs2接地。
4.根据权利要求1所述的一种隔离测量电压电流输入的装置，其特征在于，所述隔离模块包括数字隔离器u3、第十五电容c15以及第十六电容c16，数字隔离器u3的第十一...
【专利技术属性】
技术研发人员：王刚，张亚平，马劲松，邵勤丰，
申请(专利权)人：东方电气自动控制工程有限公司，
类型：新型
国别省市：
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