[实用新型]一种电压频率测量装置

说明书

本实用新型属于工频电力系统测量技术领域，涉及一种电压频率测量装置，同相比例分压模块对对被测信号UX进行同相比例分压得到信号UA1，同相两倍放大模块对信号UA1进行两倍放大得到信号UA2，积分模块一对信号UA2进行积分得到信号UA3，信号UA3和信号UA2反相，积分模块二对信号UA3进行积分得到信号UA4，信号UA4和UA3反相并且和UX同相，MCU模块对UA4的上升沿进行测量，如果有N个上升沿并且总时间为M，则周期T＝M/(N‑1)，信号F＝1/T，也即F＝(N‑1)/M。本实用新型减少了物料种类，节省采购和生产等系统成本，适用的电压范围宽、波形范围广。

技术领域

本实用新型属于工频电力系统测量技术领域，具体涉及一种电压频率测量装置。

背景技术

在工频电力系统的测量中，对交流电压(或电流)的频率进行测量是一个十分重要的测量项目。目前，对频率信号的提取，主要有两种方法：

一是软件过零判断法。模数转换器(ADC)对采样信号进行转换，单片机(MCU) 读取ADC的转换结果，通过软件处理找出信号的正过零点(信号从负电压经过零电压到正电压称为正过零，也可以使用负过零)，两次正过零点之间的时间正好是一个信号周期，根据一个或多个信号周期，从而计算出频率。软件过零判断法的缺点是，除信号调理电路必备的运算放大器之外，需要额外使用ADC，ADC 的采样间隔影响周期(频率)精度，MCU不停地进行进行软件判断会耗时较长。

二是硬件过零判断法。模拟采样信号经过调理之后，通过电压比较器，和零电压进行比较，从而得到等周期的方波信号，MCU对方波信号进行周期测量，从而计算出信号的电压频率。硬件过零判断法(电压比较器型)，除信号调理电路必备的运算放大器之外，需要额外使用电压比较器，经济成本较高。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种电压频率测量装置。本实用新型所采用的技术方案如下：

一种电压频率测量装置，包括依次顺序连接的同相比例分压模块、同相两倍放大模块、积分模块一、积分模块二和MCU模块，所述的同相比例分压模块对对被测信号UX进行同相比例分压得到信号UA1，同相两倍放大模块对信号UA1 进行两倍放大得到信号UA2，积分模块一对信号UA2进行积分得到信号UA3，信号UA3和信号UA2反相，积分模块二对信号UA3进行积分得到信号UA4，信号UA4和UA3反相并且和UX同相，MCU模块对UA4的上升沿进行测量计算出信号的电压频率，如果有N个上升沿并且总时间为M，则周期T＝M/(N-1)，信号电压频率F＝1/T，也即F＝(N-1)/M。该计算信号电压频率的计算方法为现有技术，在此不再赘述。

本实用新型的有益效果：

本实用新型属于硬件过零判断装置，但既没有使用ADC，也没有使用电压比较器系统，而是使用了和调理电路相同的运算放大器，减少了物料种类，节省采购和生产等系统成本。

本实用新型适用的电压范围宽(1000:1)，即从1000V到1V范围；适用的波形范围广，正弦波、三角波、方波等均可。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的具体实施方式、或者现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些具体实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的属于本申请保护范围之内的附图。

图1是本实用新型实施例的电压频率测量装置的原理示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1所示，是本实用新型实施例的电压频率测量装置的原理示意图，图中 GND为电平0V。一种电压频率测量装置，包括以下七个模块：