一种交流电压有效值测量装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电子测量技术领域，具体提供了一种交流电压有效值测量装置及方法，可以直接由交流电压测量出其有效值，具有结构简单、易于操作的优点。
【背景技术】
[0002]在交流信号处理的过程中，交流信号的有效值是标定信号的一个非常重要的参数，所以对于交流电信号的有效值的测量也是信号测量中一个很重要的组成部分。
[0003]现在的电路测量交流电信号的有效值的方法一般都是用全波整流电路，而提供的全波整流电路测量得到的值，其实是交流电信号的平均值，然后通过平均值与有效值的关系，计算得到有效值。
[0004]由于整流电路本身由于电路设计的问题，会存在一定的误差，再加之整流之后的采样，本身就会引入误差，再由转换得来的有效值，其关系式系数为无理数，计算时取小数就又会引入误差，使测量误差增大。
[0005]本发明提供了一种交流电压有效值测量装置及方法，包括信号比较器、峰值检测电路、处理器，其特征在于:利用信号比较器将待检测交流电信号转换为脉冲信号，利用处理器测量所述脉冲信号的周期T ;同时，将待检测交流电信号输入到峰值检测电路，利用处理器测量所述待检测交流电信号的峰值U。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是克服现有技术中通过复杂的电路先测量交流信号的平均值，再由平均值与有效值之间的关系计算出有效值，从而带来技术上的复杂度和测量值上误差的问题。
[0007]为此，本发明提供了一种交流电压有效值测量装置，包括信号比较器、峰值检测电路、处理器，其中，所述的信号比较器，由一个运算放大器、一个稳压二极管和三个电阻构成，运算放大器的反相输入端与待测交流电信号的输入端相连接，电源经过一个电阻与稳压二极管串联，稳压二极管输出通过第二个电阻与运算放大器的同相端相连，第三电阻连接在运算放大器的同相端与输出端之间；运算放大器的输出端与处理器的端口相连接；所述的峰值检测电路，由一个二极管和一个电容组成，二极管的正极与待测交流电信号的输入端相连接，负极与处理器的ADC端口相连接，电容跨接在二极管的负极与地线之间。
[0008]一种交流电压有效值测量方法，利用信号比较器将待检测交流电信号转换为脉冲信号，利用处理器测量所述脉冲信号的周期T ;同时，将待检测交流电信号输入到峰值检测电路，利用处理器测量所述待检测交流电信号的峰值U。
[0009]上述一种交流电压有效值测量装置，所述的处理器在测量得到脉冲信号的周期T和待测交流电信号的峰值U后，通过计算得到待检测交流电信号的有效值。
[0010]上述一种交流电压有效值测量装置，所述信号比较器为迟滞比较器，可以提高脉冲信号周期T测量的准确性。
[0011]本发明有益效果:本发明提供的一种交流电压有效值测量装置及方法，包括信号比较器、峰值检测电路、处理器；利用信号比较器将待检测交流电信号转换为脉冲信号，利用处理器测量所述脉冲信号的周期T ;同时，将待检测交流电信号输入到峰值检测电路，利用处理器测量所述待检测交流电信号的峰值；因此，本发明一种交流电压有效值测量装置及方法，可以直接由交流电压测量出其有效值，具有结构简单、易于操作的优点。
[0012]以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
【附图说明】
[0013]图1是本发明一种交流电压有效值测量装置的结构框图。
[0014]附图标记说明:1、信号比较器；2、峰值检测电路；3、处理器。
【具体实施方式】
[0015]图1是本发明一种交流电压有效值测量装置的结构框图，包括信号比较器1、峰值检测电路2、处理器3，其中，信号比较器I由一个运算放大器、一个稳压二极管和三个电阻构成，运算放大器的反相输入端与待测交流电信号的输入端相连接，电源经过一个电阻与稳压二极管串联，稳压二极管输出通过第二个电阻与运算放大器的同相端相连，第三电阻连接在运算放大器的同相端与输出端之间；运算放大器的输出端与处理器3的端口相连接；峰值检测电路2，由一个二极管和一个电容组成，二极管的正极与待测交流电信号的输入端相连接，负极与处理器3的ADC端口相连接，电容跨接在二极管的负极与地线之间
一种交流电压有效值测量方法，利用信号比较器I将待检测交流电信号转换为脉冲信号，利用处理器3测量所述脉冲信号的周期T ;同时，将待检测交流电信号输入到峰值检测电路2，利用处理器3测量所述待检测交流电信号的峰值U。
[0016]处理器3在测量得到脉冲信号的周期T和待测交流电信号的峰值U后，通过计算得到待检测交流电信号的有效值；信号比较器I为迟滞比较器，可以提高脉冲信号周期T测量的准确性。
[0017]这里处理器3选用TI公司的MSP430系列单片机，该系列单片一般都集成了 ADC、DAC等丰富的片内外设，而且有多种休眠模式，功耗低；信号比较器I选用LM311，这种比较器的输出设计采用集电极开路设计，可以根据处理器3承受的电压而将输出电平上拉至需要的电压；处理器3将测量的结果通过串口上传到PC终端上。
[0018]以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种交流电压有效值测量装置，包括信号比较器(I)、峰值检测电路(2)、处理器(3)，其特征在于: 所述的信号比较器(1)，由一个运算放大器、一个稳压二极管和三个电阻构成，运算放大器的反相输入端与待测交流电信号的输入端相连接，电源经过一个电阻与稳压二极管串联，稳压二极管输出通过第二个电阻与运算放大器的同相端相连，第三电阻连接在运算放大器的同相端与输出端之间；运算放大器的输出端与处理器(3)的端口相连接； 所述的峰值检测电路(2)，由一个二极管和一个电容组成，二极管的正极与待测交流电信号的输入端相连接，负极与处理器(3)的ADC端口相连接，电容跨接在二极管的负极与地线之间。
2.根据权利要求1所述的一种交流电压有效值测量装置，其特征在于:所述的处理器(3)在测量得到脉冲信号的周期T和待测交流电信号的峰值U后，通过计算得到待检测交流电信号的有效值。
3.根据权利要求1所述的一种交流电压有效值测量装置，其特征在于:所述信号比较器(I)为迟滞比较器，可以提高脉冲信号周期T测量的准确性。
4.一种交流电压有效值测量方法，其特征在于:利用信号比较器(I)将待检测交流电信号转换为脉冲信号，利用处理器(3)测量所述脉冲信号的周期T ;同时，将待检测交流电信号输入到峰值检测电路(2)，利用处理器(3)测量所述待检测交流电信号的峰值U。
【专利摘要】本发明属于电子测量技术领域，具体提供了一种交流电压有效值测量装置及方法，包括信号比较器（1）、峰值检测电路（2）、处理器（3），其特征在于：利用信号比较器（1）将待检测交流电信号转换为脉冲信号，利用处理器（3）测量所述脉冲信号的周期T；同时，将待检测交流电信号输入到峰值检测电路（2），利用处理器（3）测量所述待检测交流电信号的峰值。本发明可以直接由交流电压测量出其有效值，具有结构简单、易于操作的优点。
【IPC分类】G01R19-25
【公开号】CN104655916
【申请号】CN201310588151
【发明人】石强
【申请人】西安丁子电子信息科技有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2013年11月21日