專(zhuān)利名稱(chēng)：一種自動(dòng)轉(zhuǎn)換檔位及量程的測(cè)量電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電子測(cè)量技術(shù)，特別是涉及一種適用于各種測(cè)試儀器儀表,尤其 適用于手持式數(shù)字鉗形表和數(shù)字萬(wàn)用表的測(cè)量技術(shù)。
背景技術(shù)：
目前的儀器儀表都設(shè)置很多功能轉(zhuǎn)換按鍵或旋鈕，操作時(shí)要將開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換到一定 的功能檔位,使用起來(lái)很不方便，而且操作者有時(shí)容易忘記切換檔位開(kāi)關(guān)時(shí)將儀器儀 表?yè)p壞。
錢(qián)隨崎
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種 能自動(dòng)轉(zhuǎn)換檔位及量程的，使用時(shí)無(wú)需轉(zhuǎn)換任何開(kāi)關(guān)旋鈕即可實(shí)現(xiàn)電壓電阻電流測(cè) 量的自動(dòng)轉(zhuǎn)換檔位及量程的測(cè)量電路。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所提供的一種自動(dòng)轉(zhuǎn)換檔位及量程的測(cè)量 總電路，包括
一電壓電阻輸入電路；
一模擬開(kāi)關(guān)及耐高壓光隔離M0S開(kāi)關(guān)電路，連接電壓電阻輸入電路；
一保護(hù)電路，分別連接電壓電阻輸入電路和模擬開(kāi)關(guān)及耐高壓光隔離M0S開(kāi)關(guān) 電路；通過(guò)保護(hù)電路實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入電路、模擬開(kāi)關(guān)及耐高壓光隔離M0S開(kāi)關(guān)電路的保 護(hù)；
一參考電阻，連接模擬開(kāi)關(guān)及耐高壓光隔離MOS開(kāi)關(guān)電路；
一AD轉(zhuǎn)換電路，用于實(shí)現(xiàn)模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換，連接參考電阻； 一單片機(jī)，分別連接模擬開(kāi)關(guān)和耐高壓光隔離M0S開(kāi)關(guān)電路、AD轉(zhuǎn)換電路；用 于識(shí)別被測(cè)信號(hào)，控制模擬開(kāi)關(guān)和耐高壓光隔離M0S開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換測(cè)量檔位及測(cè)量量程 后選擇合適的參考電阻與輸入電路搭配，使之適合測(cè)量電路測(cè)量，接收用戶(hù)從鍵盤(pán)輸 入的數(shù)據(jù)保持信號(hào)及從AD讀出數(shù)據(jù)并在處理之后顯示數(shù)據(jù)；
一顯示器，連接單片機(jī)。
進(jìn)一步地，所述參考電阻與AD轉(zhuǎn)換電路之間連接有緩沖電路，用于提供前級(jí)降 壓電路與ADC之間的阻抗匹配。
進(jìn)一步地，所述單片機(jī)與緩沖電路之間連接有測(cè)頻電路，比較器將模擬交流信 號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字脈沖信號(hào)，以方便單片機(jī)處理，測(cè)得信號(hào)的頻率用來(lái)作為判斷交流與直 流信號(hào)的依據(jù)。
進(jìn)一步地，所述單片機(jī)與緩沖電路之間連接有自動(dòng)調(diào)零電路，通過(guò)虛擬地為電 壓及電流測(cè)量提供偏置電壓，自動(dòng)調(diào)零電路實(shí)現(xiàn)電路的失調(diào)電壓調(diào)零。 進(jìn)一步地，所述單片機(jī)連接按鍵，用于輸入數(shù)據(jù)保持信號(hào)。 進(jìn)一步地，所述AD轉(zhuǎn)換電路連接電流互感器。
利用本實(shí)用新型提供的自動(dòng)轉(zhuǎn)換檔位及量程的測(cè)量電路，由于采用單片機(jī)識(shí)別 被測(cè)信號(hào)，控制模擬開(kāi)關(guān)和耐高壓光隔離M0S開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換測(cè)量檔位及測(cè)量量程后選擇 合適的參考電阻與輸入電路搭配,使之適合測(cè)量電路測(cè)量，所以本實(shí)用新型為使用者 帶來(lái)便捷性，其測(cè)量電路能自動(dòng)轉(zhuǎn)換檔位及量程的，使用時(shí)無(wú)需轉(zhuǎn)換任何開(kāi)關(guān)旋鈕即 可實(shí)現(xiàn)交直流電壓、電阻、交直流電流的測(cè)量。因?yàn)榫哂凶詣?dòng)切換檔位的功能，可以 保護(hù)儀器儀表不被損壞。


圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例自動(dòng)轉(zhuǎn)換檔位及量程的測(cè)量電路的電路功能框圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例自動(dòng)轉(zhuǎn)換檔位及量程的測(cè)量電路單片機(jī)的主程序流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖說(shuō)明對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但本實(shí)施例并不 用于限制本實(shí)用新型，凡是采用本實(shí)用新型的相似結(jié)構(gòu)及其相似變化，均應(yīng)列入本 實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的一種自動(dòng)轉(zhuǎn)換檔位及量程的測(cè)量總電 路，包括
一電壓電阻輸入電路，由兩只RJ15-5MQ電阻串聯(lián)組成；
一模擬開(kāi)關(guān)(CD4052、 CD4053)及耐高壓光隔離M0S開(kāi)關(guān)電路，連接電壓電阻 輸入電路；
一保護(hù)電路，由二極管1N4148及三極管9013組成，用來(lái)箝位電壓使加在芯片 上的電壓在允許范圍內(nèi)；所述保護(hù)電路分別連接電壓電阻輸入電路和模擬開(kāi)關(guān)及耐 高壓光隔離M0S開(kāi)關(guān)電路；通過(guò)保護(hù)電路實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入電路、模擬開(kāi)關(guān)及耐高壓光隔 離M0S開(kāi)關(guān)電路的保護(hù)，
一參考電阻，由高精度，低溫度系數(shù)的金屬膜電阻組成，連接模擬開(kāi)關(guān)及耐高壓 光隔離MOS開(kāi)關(guān)電路；
一緩沖電路，由運(yùn)放LM358組成的跟隨器構(gòu)成，用于提供前級(jí)降壓電路與ADC 之間的阻抗匹配，緩沖電路連接參考電阻；
一AD轉(zhuǎn)換電路，由16位S-A型AD轉(zhuǎn)換器組成，用于實(shí)現(xiàn)模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換， 連接緩沖電路；
一測(cè)頻電路，由運(yùn)放LM358組成的比較器構(gòu)成，比較器將模擬交流信號(hào)轉(zhuǎn)換成 數(shù)字脈沖信號(hào)，以方便單片機(jī)處理，測(cè)得信號(hào)的頻率用來(lái)作為判斷交流與直流信號(hào)的
依據(jù)；測(cè)頻電路連接緩沖電路；
一自動(dòng)調(diào)零電路，由模擬開(kāi)關(guān)結(jié)合軟件組成，自動(dòng)調(diào)零電路實(shí)現(xiàn)電路的失調(diào)電 壓調(diào)零，調(diào)零時(shí)模擬開(kāi)關(guān)CD4053將輸入端短路，然后從AD中轉(zhuǎn)換得到的電壓即為失 調(diào)電壓Vos,正常工作時(shí)每次從AD中取得的數(shù)據(jù)減去Vos即可實(shí)現(xiàn)調(diào)零；自動(dòng)調(diào)零 電路連接緩沖電路；
一單片機(jī)，分別連接模擬開(kāi)關(guān)和耐高壓光隔離M0S開(kāi)關(guān)電路、測(cè)頻電路、自動(dòng) 調(diào)零電路、AD轉(zhuǎn)換電路；用于識(shí)別被測(cè)信號(hào)，控制模擬開(kāi)關(guān)和耐高壓光隔離MOS開(kāi) 關(guān)轉(zhuǎn)換測(cè)量檔位及測(cè)量量程后選擇合適的參考電阻與輸入電路搭配，使之適合測(cè)量 電路測(cè)量，接收用戶(hù)從鍵盤(pán)輸入的數(shù)據(jù)保持信號(hào)及從AD讀出數(shù)據(jù)并在處理之后顯示 數(shù)據(jù)；
一顯示器，連接單片機(jī)；
一按鍵，為普通的觸發(fā)式按鍵，連接單片機(jī)，用于輸入數(shù)據(jù)保持信號(hào)；
一電流互感器，可以將1000A的電流量轉(zhuǎn)換成100m V的電壓量，連接AD轉(zhuǎn)換電路。
實(shí)際測(cè)量時(shí)，信號(hào)從輸入電路輸入,先測(cè)輸入信號(hào)的電壓，如果測(cè)得電壓絕對(duì)值 大于一個(gè)閥門(mén)電壓Vf，則儀器儀表工作在測(cè)電壓模式，交流電壓由單片機(jī)控制自動(dòng)整 流，如果測(cè)得的電壓絕對(duì)值小于一個(gè)閥門(mén)電壓Vf，則單片機(jī)自動(dòng)控制模擬開(kāi)關(guān)及耐高 壓光隔離M0S管切換到電阻檔進(jìn)行測(cè)量，則儀器儀表工作在測(cè)電阻模式，若測(cè)得的電 阻為高阻且超過(guò)儀器儀表的電阻測(cè)量范圍，則進(jìn)行電壓測(cè)量……如此周而復(fù)始，如果 在此循環(huán)中測(cè)得鉗頭互感器輸出電壓大于某一閥值電壓Vf2，則優(yōu)先測(cè)量并顯示此電 壓值,若此電壓小于Vf2,則跳入電壓電阻f^測(cè)量循環(huán)。
如圖2所示，本實(shí)用新型實(shí)施例自動(dòng)轉(zhuǎn)換檔位及量程的測(cè)量總電路單片機(jī)的主 程序流程
1) 系統(tǒng)初始化；
2) 測(cè)量電阻；
3) 是否大于20MQ 是則轉(zhuǎn)至4),否則轉(zhuǎn)至2);
4) 顯示待機(jī)界面；
5) 檢測(cè)電池電壓；
6) 測(cè)量電流；
7) 是否低于閥值電壓Vf2 是則轉(zhuǎn)至8)，否則轉(zhuǎn)至6);
8) 測(cè)電壓；
9) 是否低于閥值電壓Vf 是則轉(zhuǎn)至IO)，否則轉(zhuǎn)至8);
10) 顯示待機(jī)界面，轉(zhuǎn)至2)。
電壓自動(dòng)量程的原理是顯示值除了最低量程和最高量程外,其余量程一般介于
19 1900之間,如果顯示值要小于19則跳入低一檔位，大于1900則跳進(jìn)高一檔位。
電阻檔共分為20M、 2M、 200k、 20k、 2k、 200Q共6個(gè)檔位，其中20M是最 髙一級(jí)檔位，200Q為最低一級(jí)檔位。
權(quán)利要求1、一種自動(dòng)轉(zhuǎn)換檔位及量程的測(cè)量總電路，其特征是，包括一電壓電阻輸入電路；一模擬開(kāi)關(guān)及耐高壓光隔離MOS開(kāi)關(guān)電路，連接電壓電阻輸入電路；一保護(hù)電路，分別連接電壓電阻輸入電路和模擬開(kāi)關(guān)及耐高壓光隔離MOS開(kāi)關(guān)電路；一參考電阻，連接模擬開(kāi)關(guān)及耐高壓光隔離MOS開(kāi)關(guān)電路；一AD轉(zhuǎn)換電路，用于實(shí)現(xiàn)模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換，連接參考電阻；一單片機(jī)，分別連接模擬開(kāi)關(guān)和耐高壓光隔離MOS開(kāi)關(guān)電路、AD轉(zhuǎn)換電路；用于識(shí)別被測(cè)信號(hào)，控制模擬開(kāi)關(guān)和耐高壓光隔離MOS開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換測(cè)量檔位及測(cè)量量程后選擇合適的參考電阻與輸入電路搭配，使之適合測(cè)量電路測(cè)量；接收用戶(hù)從鍵盤(pán)輸入的數(shù)據(jù)保持信號(hào)及從AD讀出數(shù)據(jù)并在處理之后顯示數(shù)據(jù)；一顯示器，連接單片機(jī)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的自動(dòng)轉(zhuǎn)換檔位及量程的測(cè)量總電路，其特征在于，所 述參考電阻與AD轉(zhuǎn)換電路之間連接有緩沖電路，用于提供前級(jí)降壓電路與ADC之間 的阻抗匹配。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動(dòng)轉(zhuǎn)換檔位及量程的測(cè)量總電路，其特征在于，所 述單片機(jī)與緩沖電路之間連接有測(cè)頻電路，比較器將模擬交流信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字脈沖 信號(hào)，以方便單片機(jī)處理，測(cè)得信號(hào)的頻率用來(lái)作為判斷交流與直流信號(hào)的依據(jù)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動(dòng)轉(zhuǎn)換檔位及量程的測(cè)量總電路，其特征在于，所述單片機(jī)與緩沖電路之間連接有自動(dòng)調(diào)零電路，通過(guò)虛擬地為電壓及電流測(cè)量提供 偏置電壓，自動(dòng)調(diào)零電路實(shí)現(xiàn)電路的失調(diào)電壓調(diào)零。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的自動(dòng)轉(zhuǎn)換檔位及量程的測(cè)量總電路，其特征在于，所 述單片機(jī)連接按鍵。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的自動(dòng)轉(zhuǎn)換檔位及量程的測(cè)量總電路，其特征在于，所 述AD轉(zhuǎn)換電路連接電流互感器。
專(zhuān)利摘要一種自動(dòng)轉(zhuǎn)換檔位及量程的測(cè)量電路，涉及電子測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域；所要解決的是測(cè)量電路能自動(dòng)轉(zhuǎn)換檔位及量程的技術(shù)問(wèn)題；該測(cè)量總電路包括電壓電阻輸入電路，模擬開(kāi)關(guān)及耐高壓光隔離MOS開(kāi)關(guān)電路，分別連接電壓電阻輸入電路和模擬開(kāi)關(guān)及耐高壓光隔離MOS開(kāi)關(guān)電路的保護(hù)電路，參考電阻，AD轉(zhuǎn)換電路，用于識(shí)別被測(cè)信號(hào)、控制模擬開(kāi)關(guān)和耐高壓光隔離MOS開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換測(cè)量檔位及測(cè)量量程后選擇合適的參考電阻與輸入電路搭配，使之適合測(cè)量電路測(cè)量的單片機(jī)，該單片機(jī)分別連接模擬開(kāi)關(guān)和耐高壓光隔離MOS開(kāi)關(guān)電路、AD轉(zhuǎn)換電路；本實(shí)用新型具有能自動(dòng)轉(zhuǎn)換檔位及量程，使用時(shí)無(wú)需轉(zhuǎn)換任何開(kāi)關(guān)旋鈕即可實(shí)現(xiàn)電壓電阻電流測(cè)量的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01R13/02GK201004072SQ20072006722
公開(kāi)日2008年1月9日 申請(qǐng)日期2007年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月12日
發(fā)明者玨 葉, 張書(shū)亮, 王樂(lè)梅 申請(qǐng)人:上海四達(dá)電子儀表有限公司