專利名稱：一種單相多功能電量?jī)x表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力測(cè)量?jī)x表，具體地說(shuō)涉及一種單相多功能電量?jī)x表。
背景技術(shù)：
隨著電力系統(tǒng)智能化、多功能化的不斷發(fā)展，多功能電量?jī)x表的使用也起到了至關(guān)重要的作用。傳統(tǒng)的單相電量?jī)x表在人機(jī)界面以及功能上存在著不足。在一些需要測(cè)量單相電壓或電流同時(shí)需要通訊、變送、DI/D0等功能的場(chǎng)所，傳統(tǒng)的單相電量?jī)x表，已經(jīng)不能滿足實(shí)際的需要。而使用三相多功能電量?jī)x表又會(huì)造成資源的浪費(fèi)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種單相多功能電量?jī)x表，以滿足單相顯示，同時(shí)需要通訊、變送、DI/D0等功能。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是1、一種單相多功能電量?jī)x表，所述的單相多功能電量?jī)x表，包括微處理器、顯示電路、信號(hào)采集電路、開關(guān)量采集電路、按鍵信號(hào)采集電路、繼電器輸出電路和通訊接口電路、變送輸出電路所組成，所述的信號(hào)采集電路、開關(guān)量采集電路和按鍵信號(hào)采集電路通過(guò)微處理器分別與顯示電路、繼電器輸出電路、 通訊接口電路相連接，所述的微處理器還與變送輸出電路相連接；所述的微處理器，用于讀取到信號(hào)采集電路采集到的電量數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)處理后，電壓 /電流值通過(guò)顯示電路進(jìn)行顯示，并通過(guò)通訊接口電路與上位機(jī)相連。所述的信號(hào)采集電路由電流/電壓互感器和計(jì)量芯片所組成，電流或電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)互感器后，變換為計(jì)量芯片可采集的信號(hào)，微處理器經(jīng)過(guò)SPI輸入輸出口讀取到計(jì)量芯片的電流、電壓值。所述的變送輸出電路由濾波電路、運(yùn)算放大電路所組成，微處理器將要采集的信號(hào)經(jīng)過(guò)PWM后從輸出的引腳輸出電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)濾波電路后得到直流電壓信號(hào)，信號(hào)輸入到運(yùn)算放大電路，通過(guò)運(yùn)算放大電路進(jìn)行處理后，在輸出端子上輸出直流4-20mA電流信號(hào)。所述的微處理器為單片機(jī)，型號(hào)為STC12C5624AD。一種單相多功能電量?jī)x表，由于采用上述結(jié)構(gòu)，由微處理器STC12C5624AD和計(jì)量芯片CSM63構(gòu)成了儀表的電量測(cè)量系統(tǒng)。微處理器讀取到計(jì)量芯片采集到的電量數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)處理后，電量值由數(shù)碼管進(jìn)行顯示。電量?jī)x表可通過(guò)4個(gè)按鍵對(duì)數(shù)碼管進(jìn)行翻屏、參數(shù)設(shè)置、控制繼電器動(dòng)作等操作。微處理器通過(guò)通訊接口模塊RSM485CT與上位機(jī)相連，采用 RS485接口，MODBUS通訊協(xié)議。此外電量?jī)x表還可以根據(jù)測(cè)量的電壓、電流的大小對(duì)應(yīng)輸出 4-20mA電流。該儀表采用ISP在線可編程方式，方便軟件修改與傳統(tǒng)多功能儀表相比，有較高的性價(jià)比。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明；

圖1為本實(shí)用新型一種單相多功能電量?jī)x表電路結(jié)構(gòu)框圖；圖2為圖1所示的信號(hào)采集電路結(jié)構(gòu)框圖；圖3為圖1所示的按鍵信號(hào)采集電路和繼電器輸出電路結(jié)構(gòu)框圖；圖4為圖1所示的顯示電路結(jié)構(gòu)框圖；圖5為圖1所示的通訊接口電路結(jié)構(gòu)框圖；圖6為圖1所示的變送輸出電路結(jié)構(gòu)框圖；在圖1-圖6中，1、信號(hào)采集電路；2、計(jì)量芯片；3、顯示電路；4、變送輸出電路；5、 微處理器；6、通訊接口電路；7、開關(guān)量采集電路；8、按鍵信號(hào)采集電路；9、繼電器輸出電路。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，圖1為本實(shí)用新型電量?jī)x表的硬件電路結(jié)構(gòu)框圖；主要是由微處理器STC12C5624AD、電量的采集及處理、按鍵以及開關(guān)量信號(hào)的采集、顯示系統(tǒng)、RS485通訊、 變送輸出以及繼電器輸出等部分組成。單相多功能電量?jī)x表，所述的單相多功能電量?jī)x表，包括與各電路電源輸入端相連接的電源、微處理器5、顯示電路3、信號(hào)采集電路1、開關(guān)量采集電路7、按鍵信號(hào)采集電路8、繼電器輸出電路9和通訊接口電路6、變送輸出電路4所組成，所述的信號(hào)采集電路1、 開關(guān)量采集電路7和按鍵信號(hào)采集電路8通過(guò)微處理器5分別與顯示電路3、繼電器輸出電路9、通訊接口電路3相連接，所述的微處理器5還與變送輸出電路4相連接。如圖2所示，圖2為信號(hào)采集電路結(jié)構(gòu)框圖；電流或電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)互感器后，變換為計(jì)量芯片2可采集的信號(hào)。即可實(shí)現(xiàn)計(jì)量芯片的計(jì)量功能。微處理器5經(jīng)過(guò)SPI輸入輸出口，可對(duì)計(jì)量芯片進(jìn)行控制。可讀取到計(jì)量芯片的電流、電壓等值，也可執(zhí)行校準(zhǔn)等一些命令。參見圖3，圖3為按鍵信號(hào)采集電路和輸出電路結(jié)構(gòu)框圖；儀表開關(guān)量采集電路7 中共有4路開關(guān)量輸入，繼電器輸出電路9中設(shè)有2路繼電器輸出。輸入的開關(guān)量信號(hào)先經(jīng)過(guò)光電耦合電路的處理，此時(shí)微處理器5經(jīng)過(guò)掃描其I/O 口，即可獲得其開關(guān)量的信號(hào)。 開關(guān)量的狀態(tài)可通過(guò)數(shù)碼管進(jìn)行直觀顯示。采用光電耦合電路可增強(qiáng)抗干擾能力，消除外界可能引入的強(qiáng)電信號(hào)的干擾。參見圖4，圖4顯示電路結(jié)構(gòu)框圖；人機(jī)界面的設(shè)計(jì)包含鍵盤和顯示設(shè)計(jì)兩個(gè)方面。按鍵信號(hào)采集電路8中鍵盤可以對(duì)顯示的數(shù)碼管進(jìn)行翻屏，對(duì)儀表進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、校驗(yàn)、遙控等操作，是人機(jī)交互的橋梁。LED顯示電路也是人機(jī)界面的重要組成部分，LED需要HD7279驅(qū)動(dòng)芯片來(lái)驅(qū)動(dòng)。參見圖5，圖5為通訊接口電路結(jié)構(gòu)框圖；通信電路設(shè)計(jì)是完成多功能表與主機(jī)以及與操作者之間的信息傳遞的部分，微處理器5通過(guò)通訊接口模塊RSM485CHT與上位機(jī)相連，網(wǎng)絡(luò)通訊采用RS485電平，MODBUS協(xié)議。參見圖6，圖6為變送輸出電路結(jié)構(gòu)框圖；系統(tǒng)可以根據(jù)測(cè)量電壓、電流的大小相對(duì)應(yīng)的輸出4-20mA電流。微處理器5經(jīng)過(guò)PWM后從輸出引腳輸出電壓。經(jīng)過(guò)濾波電路后可得到直流電壓，信號(hào)輸入到運(yùn)放LM224，經(jīng)過(guò)運(yùn)放的放大等處理，在運(yùn)放的輸出端可以得
4到穩(wěn)定輸出的4-20mA電流。 上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了示例性描述，顯然本實(shí)用新型具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本實(shí)用新型的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種單相多功能電量?jī)x表，其特征在于，所述的單相多功能電量?jī)x表，包括微處理器 (5)、顯示電路(3)、信號(hào)采集電路⑴、開關(guān)量采集電路(7)、按鍵信號(hào)采集電路⑶、繼電器輸出電路⑶)和通訊接口電路(6)、變送輸出電路(4)所組成，所述的信號(hào)采集電路(1)、開關(guān)量采集電路(7)和按鍵信號(hào)采集電路(8)通過(guò)微處理器( 分別與顯示電路C3)、繼電器輸出電路(9)、通訊接口電路C3)相連接，所述的微處理器( 還與變送輸出電路(4)相連接；所述的微處理器(5)，用于讀取到信號(hào)采集電路(1)采集到的電量數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)處理后， 電壓/電流值通過(guò)顯示電路C3)進(jìn)行顯示，并通過(guò)通訊接口電路與上位機(jī)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相多功能電量?jī)x表，其特征在于，所述的信號(hào)采集電路(1) 由電流/電壓互感器和計(jì)量芯片所組成，電流或電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)互感器后，變換為計(jì)量芯片 (2)可采集的信號(hào)，微處理器經(jīng)過(guò)SPI輸入輸出口讀取到計(jì)量芯片的電流、電壓值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相多功能電量?jī)x表，其特征在于，所述的變送輸出電路由濾波電路、運(yùn)算放大電路所組成，微處理器( 將要采集的信號(hào)經(jīng)過(guò)PWM后從輸出的引腳輸出電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)濾波電路后得到直流電壓信號(hào)，信號(hào)輸入到運(yùn)算放大電路，通過(guò)運(yùn)算放大電路輸出端輸出直流4-20mA電流信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的單相多功能電量?jī)x表，其特征在于，所述的微處理器 (5)為單片機(jī)，型號(hào)為STC12C5624AD。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種單相多功能電量?jī)x表，所述的單相多功能電量?jī)x表，包括微處理器、顯示電路、信號(hào)采集電路、開關(guān)量采集電路、按鍵信號(hào)采集電路、輸出電路和通訊接口電路、變送輸出電路所組成，所述的信號(hào)采集電路、開關(guān)量采集電路和按鍵信號(hào)采集電路通過(guò)微處理器分別與顯示電路、繼電器輸出電路、通訊接口電路相連接，所述的微處理器還與變送輸出電路相連接；微處理器通過(guò)通訊接口電路與上位機(jī)相連，采用RS485接口，MODBUS通訊協(xié)議。此外電量?jī)x表還可以根據(jù)測(cè)量的電壓、電流的大小對(duì)應(yīng)輸出4-20mA電流。該儀表采用ISP在線可編程方式，方便軟件修改，性價(jià)比高，與傳統(tǒng)多功能儀表相比，有較高的性價(jià)比。
文檔編號(hào)G01R22/06GK202256493SQ201120378258
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月29日
發(fā)明者劉建, 孫傳峰, 束龍勝, 汪桂林, 洪晨義, 秦小州, 蔣麗麗, 錢田義, 陳堅(jiān)偉 申請(qǐng)人:安徽鑫龍電器股份有限公司