[发明专利]一种交/直流信号功率一体化测量装置和方法

说明书

本发明公开了一种交/直流信号功率一体化测量装置和方法，用于输出输入信号为交/直流信号的功率，包括电压采样电路、电流采样电路、滞回比较电路、A/D转换模块和控制器；所述电压采样电路，用于采集输入信号的电压信号；所述电流采样电路，用于采集输入信号的电流信号；所述滞回比较电路，用于判断输入信号的类型；所述A/D转换模块，用于将模拟的电压、电流信号转换成数字信号；所述电压采样电路分别与滞回比较电路和A/D转换模块连接，电流采样电路与A/D转换模块连接，滞回比较电路和A/D转换模块分别与控制器连接。本发明通过对输入信号电压和电流的采样，以及采用滞回比较电路对输入信号的类型进行判断，实现对交/直流信号功率的测量。

技术领域

本发明属于交/直流信号功率测量领域，具体涉及一种交/直流信号功率一体化测量装置和方法。

背景技术

功率信号测量领域多采用分体式装置，即交流功率测量装置不能应用于直流测量领域，直流测量装置不能应用于交流测量领域；在一些交直流都存在的应用场所，需要两种装置进行互换才能进行测量，这就增加了使用难度和设备成本。

发明内容

本发明的目的在于针对上述存在的问题和不足，提出一种结构简单、测量方法简易、测量精度高、成本低的交/直流信号功率一体化测量装置和方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种交/直流信号功率一体化测量装置，包括电压采样电路、电流采样电路、滞回比较电路、A/D转换模块和控制器；

所述电压采样电路，用于采集输入信号的电压信号；电压采样电路包括依次连接的降压单元和电平提升单元，降压单元用于对输入信号进行降压，电平提升单元用于将降压后的输入信号的参考零电平由零值提升至参考电压处，参考电压的值为A/D转换模块输入范围的中心值；

所述电流采样电路，用于采集输入信号的电流信号；

所述滞回比较电路，用于判断输入信号的类型；滞回比较电路的一输入端连接电压采样电路输出的电压信号，滞回比较电路的另一输入端连接基准电压，基准电压值与参考电压值相同，滞回比较电路输出判断信号；

所述A/D转换模块，用于将电压采样电路和电流采样电路输出的模拟信号转换成数字信号；

所述控制器，用于接收所述判断信号和数字形式的电压信号和电流信号，并分别输出交/直流信号的功率信号。

进一步地完善上述技术方案，所述降压单元包括电阻分压电路和电源，电阻分压电路设置在输入信号的两输入端之间，输入信号的负端连接有电源，电源值与参考电压值相同；

所述电平提升单元采用反向比例放大电路，包括第一放大器，第一放大器的同向输入端连接参考电压，第一放大器的输出即为采样电压信号。采用电阻分压电路对输入信号进行降压，以满足后续电流的幅度要求；采用参考电压提升输入信号的电平，便于A/D转换模块的采样和滞回比较电路的比较。

进一步地，所述电流采样电路采用差分放大电路，包括第二放大器，第二放大器的同向输入端连接有参考电压，第二放大器的输出即为采样电流信号。采用放大器对输入电流信号进行放大和电平提升，便于A/D转换模块的采样，保证采样的精度。

进一步地，A/D转换模块的电压输入范围为0-5V，参考电压值的2.5V。将参考电压值设置为A/D转换模块的电压输入范围的中点值，以保证能够采样到所有的电流、电压信号，确保采样的准确性。

进一步地，还包括显示模块，与控制器连接，用于显示控制器输出的功率信号。设置显示模块，直观明了地显示功率值。

本发明还提供一种交/直流信号功率一体化测量方法，包括以下步骤：

S1：采集输入信号的电压：降低输入信号的电压，并叠加一个直流分量的参考电压后，采集输出的电压信号；