今天為大家介紹一項國家發明授權專利——一種電壓變送器。該專利由寧波中車時代傳感技術有限公司申請，并于2016年8月24日獲得授權公告。

內容說明

本發明涉及電壓變送器，尤其涉及單電源供電、帶有整流濾波電路的交流電壓變送器。

發明背景

電壓變送器是一種將被測交流電壓、直流電壓、脈沖電壓轉換成按線性比例輸出直流電壓或直流電流并隔離輸出模擬信號或數字信號的裝置。

現有的電壓變送器可實現對高壓（500-1000V）電壓的精確測量，輸出標準的0-20mA直流電流信號，但存在的缺陷是：其中的電源供電電路為了后續器件、芯片選型方面比較通用，往往使用 15V電源產生-15V電源進行供電；在電流電壓（I/V）轉換方面使用小型電流傳感器進行隔離測量，存在需提供電源供電，且成本比較高；為了把I/V轉換來的交流電壓轉換為理想的直流電壓信號，大部分變送器都是用真有效值轉換芯片，成本較高；電壓電流（V/I）轉換部分通過分離元件搭接電路輸出0-20mA直流電流信號，在精度、溫度特性方面不可控。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的上述不足而提供一種電壓變送器，可輸出精度高、可靠性強的直流電流信號，成本低。

本發明解決上述問題所采用的技術方案為：所述電壓變送器包括單電源供電電路、交流電流電壓轉換電路、整流電路、濾波電路、直流電壓電流轉換電路：單電源供電電路為整流電路、濾波電路、直流電壓電流轉換電路提供電源；交流電流電壓轉換電路將被測回路中的交流電流信號轉換為交流電壓信號并輸出給整流電路；整流電路將交流電壓信號轉換為直流電壓信號；濾波電路的輸入端接整流電路的輸出端，濾波電路的輸入端依次接第一個電阻、第二個電阻、運算放大器的同相輸入端，其中第二個電阻的一端接電容、0V電源，第二個電阻的另一端接另一電容、0V電源；運算放大器的反相輸入端接第三個電阻、0V電源，運算放大器的輸出端為濾波電路的輸出端，在運算放大器的反相輸入端和輸出端之間接電壓增益電路，電壓增益電路為第四個電阻、電位器串聯后與第三個電容并聯；直流電壓電流轉換電路將直流電壓信號轉換為直流電流信號并輸出。

本發明電壓變送器的電路部件包括交流電流電壓轉換（I/V轉換）電路、整流濾波電路、直流電壓電流轉換（V/I轉換）電路、單電源供電電路。

本發明I/V轉換電路接入被測電壓的回路中，并串聯電阻R分壓限流，I/V轉換電路可將被測回路中的交流電流信號轉換為交流電壓信號并輸出給整流、濾波電路，整流、濾波電路將交流電壓轉換為直流電壓信號，直流電壓信號經V/I轉換電路轉換后，輸出標準的直流電流信號。I/V轉換電路采用電壓互感器，只需在后端增加一個電阻就可以轉換為電壓信號，電壓互感器為無源器件，且成本低廉、輸出精度高。

在本發明中，整流電路的輸入端與0V之間串聯電阻R3、R4，整流電路輸入端與輸出端之間并聯反相比例運算電路和電壓跟隨電路。在整流、濾波電路中，電路設計簡單，便于電路印制板小型化，降低成本，并可輸出理想的直流信號。