[实用新型]光纤电流互感器专用显示仪表

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光纤电流互感器专用显示仪表，用于小电流测量的电子式光纤电流互感器显示仪表，属于电力系统的测量技术领域。

背景技术

目前电力系统利用的电流互感器多采用电磁式电流互感器。随着电力系统的额定电压等级和传输容量的大幅度提高，电磁式电流互感器明显存在不足，难以适应现代电力系统发展的需要。随着光电子技术、数字信号处理、光纤通信和智能传感器的高速发展，光纤电流互感器已成为电磁式的理想替代品。光纤电流互感器一般采用Rogowski线圈作为传感头，当被测电流通过线圈初级绕线时，由于电磁感应效应，将会在次级绕线感应出相应的电压信号，通过测量感应出的电压信号，就可以得到被测电流的大小。由Rogowski线圈作为传感头的光纤电流互感器一般由以下几部分组成：传感头Rogowski线圈、高压信号处理电路、高压供电电源、光纤传输部分、低压信号处理和低压显示部分。其中Rogowski线圈的作用非常关键。由于以往线圈结构和制作方法的原因，线圈的互感系数很小，当用来测量小电流时，感应出的电压信号极其微弱而难以精确测量，因此说用于小电流测量的基于Rogowski线圈的电子式电流互感器的研制被公认为是电力系统科研界的一大难题。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种光纤电流互感器专用显示仪表，是基于单片机技术的数字显示仪表，实现对被测高压工频小电流的实时线性显示，解决背景技术中存在的问题。

本实用新型的技术方案是：

光纤电流互感器专用显示仪表，包含模数转换电路、单片机系统电路、数码管驱动电路和数码管，模数转换电路的数字信号输出端连接单片机系统电路，单片机系统电路的输出连接数码管驱动电路，数码管驱动电路的输出连接数码管。

所述的模数转换电路，包含数模转换芯片和位于数模转换芯片的模拟信号输入端、数字信号输出端，被测电流信号连接模拟信号输入端，模拟信号输入端连接运算放大电路的输出，数字信号输出端连接单片机系统电路。

所述的单片机系统电路，包含单片机和位于单片机上的单片机数字信号输入端、单片机数字信号输出端和单片机控制信号输出端，模数转换电路的数字信号输出端与单片机数字信号输入端连接，单片机数字信号输出端和单片机控制信号输出端分别连接数码管驱动电路。

所述的数码管驱动电路和数码管，包含数码管驱动芯片一、数码管驱动芯片二和数码管，数码管为四位一体数码管，分为前两位和后两位，前两位为一组，后两位为另一组；数码管驱动芯片一上设有数字信号输入端一、数字信号输出端一和控制信号输入端一，数字信号输入端一连接单片机数字信号输出端，数字信号输出端一连接数码管前两位，控制信号输入端一与单片机控制信号输出端连接；数码管驱动芯片二上设有数字信号输入端二、数字信号输出端二和控制信号输入端二，数字信号输入端二连接单片机数字信号输出端，数字信号输出端二连接数码管后两位，控制信号输入端二与单片机控制信号输出端连接。

本实用新型利用单片机技术作为主要手段，首先将被测小电流的电压信号输入到模数转换电路转换成数字信号；然后数字信号输入到单片机中进行相应处理；最后单片机将处理过的信号输入到四位一体数码管进行实时线性显示，最终通过本实验装置实现高压工频小电流的实时线性显示目的。

数模转换芯片采用美国BB公司生产的ADS7824，它是低功耗4通道12位并行/串行模数转换芯片。该芯片是一种开关电容式逐次逼近型模数转换芯片，内部集成采样保持电路、时钟源、+2.5V参考电压以及与微处理器的并行/串行接口，可以在连续转换模式下对外部4通道模拟输入信号进行顺序转换。ADS7824具有非常低的功耗、丰富的片上资源、集成度高、工作性能好，在-40-80^oC可以正常工作，非常适合于仪器仪表及试验台使用。

单片机采用STC公司生产的STC89C52，它是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器，为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。

数码管驱动芯片一、数码管驱动芯片二采用NXP公司的74HC573，它是八进制3态非反转透明锁存器，一种高性能CMOS器件，其输出电流大，带负载能力强，结构简单，连接在单片机和数码管之间，当驱动使用。

本实用新型的有益效果是：提高了测量灵敏度，成本大大降低，显示仪表具有低功耗、结构简单、工作性能好的优点，采用低功耗、高性能的单片机STC89C52，从而使得显示仪表具有灵活、高效的特点，而且可通过串口实现在线编程。本实用新型还具有结构简单、体积小巧的特点。