专利名称：一种相位差测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型一种相位差测量装置，涉及的信号处理技术领域。
背景技术：
周期信号的相位差测量在工业控制，智能电网，通讯，电工技术等领域都有所涉 及，应用范围很宽。目前大都数应用是同频率周期信号测量，为获得高精度的测量结果，往 往需要构建复杂的硬件电路和软件程序处理，由于外部干扰或频谱泄漏等因素，不一定能 获得好的效果。相位差的测量方法可以分为硬件和软件两方面。硬件主要是通过硬件电路 实现两个信号的相位时间差，再有软件进行采样转换成相位差，硬件法对电路的要求较高， 软件处理容易实现；软件法主要按信号的处理分类，一般为时域和频域这两种。采用软件法 时硬件易于实现，软件上处理比较复杂，需要引入比较复杂的算法，虽在一定程度上提高了 测量的精确度，但是其效率并不高，易受谐波和频谱泄漏的干扰，在一些要求测量速度和反 应速度的场合其实并不适用。

实用新型内容本实用新型的目的是为了克服现有测量方法存在的缺陷，对传统的过零检测方法 加以改进，提供一种实用性，高可靠性，低成本的一种相位差测量装置。其技术是这样实现 的包括元器件在内的结构，其特征在于信号采集电路，由两路被测信号Ul、U2分别经限 流电阻R10、R20，通过PT，接入互感器，互感器输出接入Dl，D2/D3，D4组成的保护电路，保 护电路输出接入放大器，R1/R11为采样电阻，接在放大器的反相输入端和输出端之间，接在 放大器的反相输入端和输出端之间，C1/C11用于动态滤波，也接在放大器的输出端和反相 输入端之间。一级运放输出信号接电阻R4/R14再连接运放U1B/U2B正向输入端，参考信号 UNN接R3/R13连接运放U1B/U2B的反相输入端，R5/R15作为反馈电阻接在运放的反相输入 端和输出端之间，构成一个跟随器，放大信号经R6/R16接入比较器正相输入端，反相输入 端接入参考信号源UNN，R7/R17做为反馈电阻接入比较器的正相输入端和输出端之间，构 成正反馈电路；输出矩形波信号，两路矩形波信号进行或门，经AD采样，脉冲宽度即为相位 差值。实施该技术后的优点和效果是可以通过硬件器件调节，实现硬件上的信号最小的相 位漂移，减少软件上的处理难度，同时对被测信号的频率不做限定，有效了防止了以往在同 频信号中因频率微小波动而产生的测量误差的现象，增加了测量的灵活性。由于没有采用 低通滤波电路，从硬件的角度尽可能的消除了因硬件产生的相位漂移，在实际运用中具有 低成本，高可靠性等特征，同时避免了在软件处理上的复杂程度。

图1为本实用新型的结构示意图；具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步描述见附图1，信号采集电路，由两路被测信号Ul、U2分别经限流电阻RIO、R20，通过 PT，接入互感器，互感器输出接入Dl，D2/D3，D4组成的保护电路，保护电路输出接入放大 器，R1/R11为采样电阻，接在放大器的反相输入端和输出端之间，接在放大器的反相输入端 和输出端之间，C1/C11用于动态滤波，也接在放大器的输出端和反相输入端之间。一级运 放输出信号接电阻R4/R14再连接运放U1B/U2B正向输入端，参考信号UNN接R3/R13连接 运放U1B/U2B的反相输入端，R5/R15作为反馈电阻接在运放的反相输入端和输出端之间， 构成一个跟随器，放大信号经R6/R16接入比较器正相输入端，反相输入端接入参考信号源 UNN, R7/R17做为反馈电阻接入比较器的正相输入端和输出端之间，构成正反馈电路；输出 矩形波信号，两路矩形波信号进行或门，经AD采样，脉冲宽度即为相位差值。见附图1，电压信号U1/U2与限流电阻R10/R20相连，再通过PT，使用角度误差较 小的互感器，尽量减少有硬件产生的相位误差，同时也方便后面的处理，比通常直接测量信 号来判断相位差的方法安全性、稳定性和可靠性更高，互感器输出的信号经过D1，D2/D3，D4 组成的保护电路，防止输入电压过高，由于互感器过来的信号时很微弱的信号量，有必要对 信号进行放大，通过电位器R2/R12调节信号相位偏差，R1/R11为采样电阻，接在放大器的 反相输入端和输出端之间，决定了放大倍数，同时增加信号过零时的信号陡度，以提高测量 精度，C1/C11用于动态滤波，也接在运算放大器的输出端和反相输入端之间。一级运放输 出信号接电阻R4/R14再连接运放U1B/U2B正向输入端，参考信号UNN接R3/R13连接运放 U1B/U2B的反相输入端，R5/R15作为反馈电阻接在运放的反相输入端和输出端之间，构成 一个跟随器，可以有效的控制信号的波动，并削减波形“毛刺”；放大信号经R6/R16后将信号 提升后接入低偏移，高精度的电压比较器，减少信号干扰；比较器正相输入端，反相输入端 接入参考信号源UNN，R7/R17做为反馈电阻接入比较器的正相输入端和输出端之间，构成 正反馈电路，输出信号为矩形波信号，两路矩形波信号进行或门，经AD采样，脉冲宽度即为 相位差值。
权利要求1. 一种相位差测量装置，包括元器件在内的结构，其特征在于信号采集电路，由两路 被测信号U1、U2分别经限流电阻RIO、R20，通过PT，接入互感器，互感器输出接入Dl，D2/ D3，D4组成的保护电路，保护电路输出接入放大器，R1/R11为采样电阻，接在放大器的反相 输入端和输出端之间，C1/C11用于动态滤波，也接在放大器的输出端和反相输入端之间，一 级运放输出信号接电阻R4/R14再连接运放U1B/U2B正向输入端，参考信号UNN接R3/R13 连接运放U1B/U2B的反相输入端，R5/R15作为反馈电阻接在运放的反相输入端和输出端之 间，构成一个跟随器，放大信号经R6/R16接入比较器正相输入端，反相输入端接入参考信 号源UNN，R7/R17做为反馈电阻接入比较器的正相输入端和输出端之间，构成正反馈电路， 输出矩形波信号，两路矩形波信号进行或门，经AD采样，脉冲宽度即为相位差值。
专利摘要本实用新型公开了一种相位差测量装置。由信号采集电路，接入互感器，保护电路，放大器，跟随器，比较器的结构组成，经AD采样，脉冲宽度即为相位差值。可以通过硬件器件调节，实现硬件上的信号最小的相位漂移，减少软件上的处理难度，同时对被测信号的频率不做限定，有效了防止了以往在同频信号中因频率微小波动而产生的测量误差的现象，增加了测量的灵活性。由于没有采用低通滤波电路，从硬件的角度尽可能的消除了因硬件产生的相位漂移，在实际运用中具有低成本，高可靠性等特征，同时避免了在软件处理上的复杂程度。
文档编号G01R25/02GK201917612SQ20102055128
公开日2011年8月3日 申请日期2010年9月30日 优先权日2010年9月30日
发明者孙旭熹, 张峰, 王晓辉, 王 琦 申请人:上海华建电力设备股份有限公司