一種無(wú)源無(wú)線同步智能數(shù)字穿心式微電流傳感器裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種傳感器裝置，尤其涉及一種無(wú)源無(wú)線同步智能數(shù)字穿心式微電流傳感器裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前市場(chǎng)中的穿心式微電流傳感器主要是模擬輸出型傳感器，此類傳感器輸出信號(hào)為電壓信號(hào)、電流信號(hào)、頻率信號(hào)。這些輸出信號(hào)需要我們做后端的信號(hào)放大、信號(hào)平滑濾波處理，同時(shí)微小信號(hào)在傳輸過(guò)程中易受到外部信號(hào)耦合干擾，從而導(dǎo)致測(cè)量不準(zhǔn)確和穩(wěn)定性差，導(dǎo)致系統(tǒng)成本和系統(tǒng)后期維護(hù)費(fèi)用高。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種無(wú)源無(wú)線同步智能數(shù)字穿心式微電流傳感器裝置，從而解決上述【背景技術(shù)】中的問(wèn)題。
[0004]本【實(shí)用新型內(nèi)容】是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005]一種無(wú)源無(wú)線同步智能數(shù)字穿心式微電流傳感器裝置，包括32位ARM無(wú)線單片機(jī)、能量收集電路、磁補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)電路、磁補(bǔ)償放大電路、信號(hào)放大處理電路、24位高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器、GPS電路、RS485通信電路、光纖通信電路、穿心式電流感應(yīng)線圈、2.4G天線、溫度傳感器和能量源模塊。
[0006]所述穿心式電流感應(yīng)線圈由補(bǔ)償線圈、測(cè)量線圈、取電線圈組成。
[0007]所述32位ARM無(wú)線單片機(jī)與磁補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)電路連接，所述磁補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)電路與磁補(bǔ)償放大電路連接，所述32位ARM無(wú)線單片機(jī)與24位高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接，所述24位高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器與信號(hào)放大處理電路連接，所述信號(hào)放大處理電路、24位高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器分別與穿心式電流感應(yīng)線圈連接，所述穿心式電流感應(yīng)線圈與能量收集電路連接，所述能量收集電路與能量源模塊連接，所述GPS電路、RS485通信電路、光纖通信電路、2.4G天線、溫度傳感器分別與32位ARM無(wú)線單片機(jī)連接。
[0008]所述32位ARM無(wú)線單片機(jī)產(chǎn)生一脈寬調(diào)制信號(hào)輸出到磁補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)電路，磁補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)電路將收到的脈寬調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)換為正弦電流信號(hào)，轉(zhuǎn)換后的電流信號(hào)輸入到磁補(bǔ)償放大電路。
[0009]所述磁補(bǔ)償放大電路將電流信號(hào)放大，放大后的電流信號(hào)注入到補(bǔ)償線圈，補(bǔ)償線圈中通過(guò)補(bǔ)償電流將磁通調(diào)節(jié)到零磁通狀態(tài)；所述測(cè)量線圈將感應(yīng)輸出的電流信號(hào)接入到信號(hào)放大處理電路，信號(hào)放大處理電路將接收到的電流信號(hào)進(jìn)行放大轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，轉(zhuǎn)換后的電壓信號(hào)輸入到24位高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器，24位高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器將輸入電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)輸入到32位ARM無(wú)線單片機(jī)；所述取電線圈將感應(yīng)輸出的電流信號(hào)接入到能量收集電路的輸入端，所述能量收集電路接收能量源模塊提供的太陽(yáng)能、振動(dòng)、溫差能量源產(chǎn)生的能量。
[0010]所述32位ARM無(wú)線單片機(jī)接收來(lái)自溫度傳感器輸出的數(shù)字信號(hào)、來(lái)自GPS電路的同步脈沖信號(hào)及同步時(shí)間戳，32位ARM無(wú)線單片機(jī)將數(shù)字信號(hào)計(jì)算值、同步脈沖信號(hào)值及同步時(shí)間戳值通過(guò)RS485通信電路、光纖通信電路、無(wú)線ZIGBEE發(fā)送到后端處理器；所述2.4G天線接收外部傳入的2.4G電磁波信號(hào)和向外發(fā)送2.4G電磁波信號(hào)，將接收到電磁波信號(hào)傳送到32位ARM無(wú)線單片機(jī)。
[0011]本實(shí)用新型具有如下有益效果:
[0012]本實(shí)用新型裝置采用先進(jìn)的嵌入式數(shù)字處理技術(shù)對(duì)微小電流進(jìn)行就地?cái)?shù)字化處理，同時(shí)將數(shù)字化后的電流信號(hào)通過(guò)RS485通信、光纖通信、無(wú)線ZIGBEE通信方式發(fā)送到后端處理器，通過(guò)數(shù)字化后的信號(hào)在傳輸過(guò)程中增強(qiáng)抗干擾能力。本實(shí)用新型大大提高電流測(cè)量智能化、工業(yè)控制智能化、系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性，降低了系統(tǒng)成本及系統(tǒng)后期維護(hù)費(fèi)用。本實(shí)用新型特別適合于變電站高壓容性設(shè)備在線監(jiān)測(cè)和高壓容性設(shè)備的制造商及微小電流的檢測(cè)的場(chǎng)合使用。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
[0015]如圖1所示，一種無(wú)源無(wú)線同步智能數(shù)字穿心式微電流傳感器裝置，包括32位ARM無(wú)線單片機(jī)、能量收集電路、磁補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)電路、磁補(bǔ)償放大電路、信號(hào)放大處理電路、24位高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器、GPS電路、RS485通信電路、光纖通信電路、穿心式電流感應(yīng)線圈、2.4G天線、溫度傳感器和能量源模塊。
[0016]穿心式電流感應(yīng)線圈由補(bǔ)償線圈、測(cè)量線圈、取電線圈組成。
[0017]所述32位ARM無(wú)線單片機(jī)與磁補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)電路連接，所述磁補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)電路與磁補(bǔ)償放大電路連接，所述32位ARM無(wú)線單片機(jī)與24位高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接，所述24位高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器與信號(hào)放大處理電路連接，所述信號(hào)放大處理電路、24位高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器分別與穿心式電流感應(yīng)線圈連接，所述穿心式電流感應(yīng)線圈與能量收集電路連接，所述能量收集電路與能量源模塊連接，所述GPS電路、RS485通信電路、光纖通信電路、2.4G天線、溫度傳感器分別與32位ARM無(wú)線單片機(jī)連接。
[0018]32位ARM無(wú)線單片機(jī)產(chǎn)生一脈寬調(diào)制信號(hào)輸出到磁補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)電路，磁補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)電路將收到的脈寬調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)換為正弦電流信號(hào)，轉(zhuǎn)換后的電流信號(hào)輸入到磁補(bǔ)償放大電路。
[0019]磁補(bǔ)償放大電路將電流信號(hào)放大，放大后的電流信號(hào)注入到補(bǔ)償線圈，補(bǔ)償線圈中通過(guò)補(bǔ)償電流將磁通調(diào)節(jié)到零磁通狀態(tài)；所述測(cè)量線圈將感應(yīng)輸出的電流信號(hào)接入到信號(hào)放大處理電路，信號(hào)放大處理電路將接收到的電流信號(hào)進(jìn)行放大轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，轉(zhuǎn)換后的電壓信號(hào)輸入到24位高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器，24位高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器將輸入電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)輸入到32位ARM無(wú)線單片機(jī)；所述取電線圈將感應(yīng)輸出的電流信號(hào)接入到能量收集電路的輸入端，所述能量收集電路接收能量源模塊提供的太陽(yáng)能、振動(dòng)、溫差能量源產(chǎn)生的能量。
[0020]32位ARM無(wú)線單片機(jī)接收來(lái)自溫度傳感器輸出的數(shù)字信號(hào)、來(lái)自GPS電路的同步脈沖信號(hào)及同步時(shí)間戳，32位ARM無(wú)線單片機(jī)將數(shù)字信號(hào)計(jì)算值、同步脈沖信號(hào)值及同步時(shí)間戳值通過(guò)RS485通信電路、光纖通信電路、無(wú)線ZIGBEE發(fā)送到后端處理器；所述2.4G天線接收外部傳入的2.4G電磁波信號(hào)和向外發(fā)送2.4G電磁波信號(hào)，將接收到電磁波信號(hào)傳送到32位ARM無(wú)線單片機(jī)。
[0021]32位ARM無(wú)線單片機(jī)及處理電路供電由能量收集模塊提供，其中能量收集模塊的能量源來(lái)源于穿心式感應(yīng)線圈中的取電線圈、外部太陽(yáng)能電池、溫差發(fā)電模塊、振動(dòng)壓電發(fā)電模塊。通過(guò)以上能量收集方式實(shí)現(xiàn)微電流傳感器不需要外接供電電源，從而實(shí)現(xiàn)智能傳感器無(wú)源供電。
[0022]32位ARM無(wú)線單片機(jī)接收24位高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號(hào)，計(jì)算出穿心式電流感應(yīng)線圈中測(cè)量線圈輸出的電流信號(hào)大小，從而得出穿心電流的大小、諧波成份、相位角及頻率；產(chǎn)生一正弦規(guī)律變換的脈寬調(diào)制控制信號(hào)輸出到磁補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)電路，從而實(shí)現(xiàn)感應(yīng)線