[实用新型]一种交直流通用的真有效值电压变送器

说明书

一种交直流通用的真有效值电压变送器，其由信号采样电路、真有效值交直流转换电路、信号调理与隔离电路和4～20mA电流输出电路构成。电压输入信号采用电阻分压的方式进行采样，由AD536进行信号交直流转换，再经信号调理和电气隔离后，最终把直流信号转换成不受输出负载影响的4～20mA直流输出。本实用新型可以准确测量交流和直流电压信号，做到了交直流两用。

技术领域

本实用新型属于检测领域，涉及一种交直流通用的真有效值电压变送器。

背景技术

发电机在社会生产中起着非常重要的作用，因此对于发电机的监控非常重要。在发电机监测系统中，广泛使用电压变送器来监测发电机机端的电压，以随时监测发电机的状态。发电机从启动到稳定运行是需要一定时间的。在发电机启动后，轮机转速会从零逐渐往上升，相应的电压频率也会从零逐渐上升，直到最后稳定到50Hz左右。因此在发电机刚启动时，电压频率是非常低的，甚至不到5Hz。

目前在国内市场上，常规电压变送器转换电路也对输入信号频率有较大限制。受制于这些原因，常规交流电压变送器的输入信号频率一般局限于45～55Hz，无法测量发电机启动阶段的低频电压信号。

目前国内用于监测发电机机端电压的变送器，一般采用的是从日本进口的RS系列变送器，不仅价格昂贵，而且一旦损坏后维护非常麻烦。而国内市场上的交流变送器又无法测量低频电压电流，难以替换日本进口的RS系列变送器。

本实用新型，针对低频电压信号的测量问题，设计了一款用于监测发电机机端电压变送器，输出规格为4～20mA，采用真有效值计算，可准确测量0～2000Hz的电压信号，做到交直流通用。

实用新型内容

本实用新型所采用的技术方案是：

一种交直流通用的真有效值电压变送器由信号采样电路、真有效值交直流转换电路、信号调理与隔离电路和4～20mA电流输出电路构成。

信号采样电路由4个电阻R₁、R₂、R₃和R₄串联组成，对电压输入信号采用电阻分压的方式进行采样,电压输入信号V_A端与电阻R₁相联，电压输入信号V_N端与电阻R₄相联,并接到信号地，电压采样信号V_OUT从电阻R₄两端引出；

真有效值交直流转换电路由真有效值到等效直流电平转换的模拟集成电路AD536、滤波电容C₁和C₂组成，电压采样信号V_OUT接到AD536的4脚和1脚，AD536的4脚和1脚之间接滤波电容C₁，等效直流电平V₁从AD536的8脚和1脚引出，AD536的1脚接到信号地，AD536的2脚和1脚短接，AD536的9脚和10脚短接，AD536的3脚接直流电源正端V+，AD536的5脚接直流电源负端V-，AD536的3脚和6脚之间接滤波电容C₂；

信号调理与隔离电路由运放U₁、线性光耦集成电路HCNR200、电阻R₅和R₆组成，等效直流电平V₁正端串联电阻R₅后接到运放U₁的反相端1脚和HCNR200的3脚，等效直流电平U_I负端接到运放U₁的同相端2脚和HCNR200的4脚，HCNR200的4脚接到信号地，运放U₁的输出端5脚串联电阻R₆后接到HCNR200的1脚，HCNR200的2脚和4脚短接，隔离输出电压V₂从HCNR200的5脚和6脚引出，HCNR200的6脚接到隔离地，运放U₁的 3脚接直流电源正端V+，运放U₁的4脚接直流电源负端V-；