[发明专利]电网参数智能传感器

说明书

技术领域

本发明涉及智能电表的电网参数采样领域，特别涉及一种电网参数智能传感器。

背景技术

智能电表包括电压传感器、电流传感器、模数转换器、数字信号处理器，数据存储器，按键，显示器，通讯电路，电源电路等。电压传感器用于将被测电压回路的电压转化为模拟电压信号；电流传感器用于将被测电流回路的电流转化为模拟电压信号；模数转换器用于将电压传感器输出的模拟电压信号及电流传感器输出的模拟电压信号转化为数字信号；数字信号处理器用于对模数转换器输出的数字信号进行处理，计算并输出电网参数，如电压，电流，频率，有功功率，无功功率，视在功率，有功电能量，无功电能量等，并将电能量数据等参数存于数据存储器，通过按键在显示器上显示相关的智能电表的参数；通讯电路用于与外部设备进行数据通讯；电源电路用于提供工作电源。

电流传感器通常安装在智能电表的端子盒上，电流传感器的输出端通过连接导线与智能电表电路板上的模数转换器输入端相连接。由于电流传感器与电路板上的模数转换器之间需要较长的信号传输连接导线来传输模拟信号，因而容易引入外部电磁场的干扰，对智能电表的电网参数的测量误差产生影响。

此外，智能电表的电网参数的测量误差经过校准后，智能电表的电压传感器和电流传感器不能与其它智能电表的电压传感器和电流传感器进行互换，否则需要对智能电表的电网参数的测量误差重新进行校准。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种电网参数智能传感器，减少了外部电磁场对智能电表的电网参数的测量误差的影响，实现了电压及电流信号的数字化采样，同时智能电表间的电网参数智能传感器可以进行互换而不需要对智能电表的电网参数的测量误差重新进行校准。

本发明解决现在技术问题所采用的技术方案是：其包括：一个用于将输入电压转化为模拟电压信号的电压传感器、一个用于将输入电流转化为模拟电压信号的电流传感器、一个用于将电压传感器输出的模拟电压信号转化为数字电压信号以及将电流传感器输出的模拟电压信号转化为数字电流信号的模数转换器、一个用于对模数转换器输出的数字电压信号及数字电流信号进行处理并计算和输出电网参数的数字信号处理器，电压传感器和电流传感器分别经模数转换器连接数字信号处理器，数字信号处理器设有用于输出电网参数的通讯接口。数字信号处理器计算并输出的电网参数如电压，电流，频率，电压与电流间的相位差，有功功率，无功功率，视在功率，有功电能量，无功电能量等。

优选地，所述数字信号处理器还设有用于校验电网参数的测量误差的有功电能量脉冲输出端口或无功电能量脉冲输出端口端口。

优选地，所述电压传感器为电阻分压式电压传感器或电压互感器，所述电流传感器为分流器或电磁式电流互感器或线圈式电流互感器。

优选地，所述电流传感器包括一个用于将第一路输入电流转化为模拟电压信号的第一电流传感器和一个用于将第二路输入电流转化为模拟电压信号的第二电流传感器，第一电流传感器和第二电流传感器分别经模数转换器连接数字信号处理器。模数转换器将第一电流传感器和第二电流传感器输出的模拟电压信号转化为第一路数字电流信号和第二路数字电流信号，数字信号处理器比较第一路数字电流信号和第二路数字电流信号的大小，选择第一路数字电流信号或第二路数字电流信号进行电网参数如电压，电流，频率，电压与电流间的相位差，有功功率，无功功率，视在功率，有功电能量，无功电能量等计算，数字信号处理器通过通讯接口输出电网参数。

优选地，所述电压传感器包括一个用于将A相输入电压转化为模拟电压信号的第一电压传感器、一个用于将B相输入电压转化为模拟电压信号的第二电压传感器和一个用于将C相输入电压转化为模拟电压信号的第三电压传感器，所述电流传感器包括一个用于将A相输入电流转化为模拟电压信号的第一电流传感器、一个用于将B相输入电流转化为模拟电压信号的第二电流传感器和一个用于将C相输入电流转化为模拟电压信号的第三电流传感器，所述第一电压传感器、第二电压传感器、第三电压传感器、第一电流传感器、第二电流传感器和第三电流传感器分别经模数转换器连接数字信号处理器。

优选地，所述电压传感器包括一个用于将A相输入电压转化为模拟电压信号的第一电压传感器和一个用于将C相输入电压转化为模拟电压信号的第二电压传感器，所述电流传感器包括一个用于将A相输入电流转化为模拟电压信号的第一电流传感器和一个用于将C相输入电流转化为模拟电压信号的第二电流传感器，所述第一电压传感器、第二电压传感器、第一电流传感器和第二电流传感器分别经模数转换器连接数字信号处理器。