專利名稱：一種數(shù)字電參數(shù)測量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電力系統(tǒng)智能型儀表技術(shù)領(lǐng)域，具體說是一種數(shù)字電參數(shù)測量儀。
背景技術(shù)：
目前市面上常見的數(shù)字電參數(shù)測量儀要么體積較大，不適合攜帶野外作業(yè)，要么功能較為簡單，可測量的電流范圍較小，不具備數(shù)據(jù)通訊，輸出控制等功能，或類似功能不夠完善，不能滿足現(xiàn)代化電力系統(tǒng)測量管理的要求。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，而提供一種便攜式數(shù)字電參數(shù)測量儀，具有測量、顯示、數(shù)據(jù)通信、繼電器輸出、電能計量等功能，其功能完善， 結(jié)構(gòu)簡單，體積小巧，攜帶方便，同時可測量的電流范圍較大。本實用新型的目的是通過如下技術(shù)措施來實現(xiàn)的一種數(shù)字電參數(shù)測量儀，包括電源模塊、單片機(jī)中央處理單元、電參數(shù)計量模塊、通信模塊、繼電器控制單元，所述電源模塊分別與電參數(shù)計量模塊、通信模塊和單片機(jī)中央處理單元相連供電，電參數(shù)計量模塊連接到單片機(jī)中央處理單元，繼電器控制單元連接到單片機(jī)中央處理單元，通信模塊連接到單片機(jī)中央處理單元，所述單片機(jī)中央處理單元還連接有數(shù)據(jù)輸出模塊、數(shù)據(jù)輸入模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊。在上述技術(shù)方案中，所述電參數(shù)計量模塊由電流采樣電路、電壓采樣電路、外部時鐘電路、寬量程計量芯片及其外圍電路組成；所述電流采樣電路和電壓采樣電路的輸出端分別與寬量程計量芯片的輸入端相連，寬量程計量芯片與外部時鐘電路相連，寬量程計量芯片的輸出端與單片機(jī)中央處理單元相連；所述電流采樣電路由錳銅采樣通道1、錳銅采樣通道2、通道保護(hù)元件、通道選擇開關(guān)組成，其中錳銅采樣通道1和錳銅采樣通道2的兩個錳銅串聯(lián)接在火線輸入和火線輸出之間，錳銅采樣通道1和錳銅采樣通道2之間連接有通道保護(hù)器件，所述通道選擇開關(guān)的輸入端與單片機(jī)中央處理單元相連，輸出端分別與錳銅采樣通道1、錳銅采樣通道2相連。在上述技術(shù)方案中，所述錳銅采樣通道1包括錳銅采樣器MT1、電阻R1、電阻R2、 電容Cl和電容C2，所述錳銅采樣通道2包括錳銅采樣器MT2、電阻R16、電阻R17、電容Cll 和電容Cl2，所述電壓采樣電路包括電阻R3 電阻R7、電容C3和電容C4，所述外部時鐘電路包括電阻R15、晶體Y1、電容C13和電容C14，所述寬量程計量芯片及其外圍電路包括計量芯片U1、電阻R8 電阻R14、電容C5 電容C10，計量芯片Ul為ATT7053芯片；其中，火線輸出接錳銅采樣器MTl的3腳，錳銅采樣器MTl的2腳經(jīng)電阻R2連接到計量芯片Ul的9腳，錳銅采樣器MTl的3腳經(jīng)電阻Rl連接到計量芯片Ul的8腳，電容Cl連接在計量芯片Ul的 8腳和GND之間，電容C2連接在計量芯片Ul的9腳和GND之間；所述火線輸入接錳銅采樣器MT2的1腳并連接到GND，錳銅采樣器MT2的3腳與錳銅采樣器MTl的1腳之間連接有通道保護(hù)元件，錳銅采樣器MT2的2腳經(jīng)電阻R17連接到計量芯片Ul的11腳，錳銅采樣器 MT2的3腳經(jīng)電阻R16連接到計量芯片Ul的10腳，電容Cll連接在計量芯片Ul的10腳和 GND之間，電容C12連接在計量芯片Ul的11腳和GND之間；所述零線輸入經(jīng)電阻R3 電阻 R5連接到計量芯片Ul的6腳，計量芯片Ul的6腳經(jīng)電阻R6連接到GND，電容C3并聯(lián)在電阻R6的兩端，計量芯片Ul的7腳經(jīng)電阻R7連接到GND，電容C4并聯(lián)在電阻R7的兩端；所述晶體Yl連接在計量芯片Ul的22腳和23腳之間，電阻R15并聯(lián)在晶體Yl的兩端，電容 C13 一端連接到計量芯片Ul的23腳，一端連接到GND，電容C14 一端連接到計量芯片Ul的 22腳，一端連接到GND ；所述計量芯片Ul的1腳經(jīng)電容C5連接到GND，計量芯片Ul的2腳經(jīng)電阻R8連接到VDD，經(jīng)電容C7連接到GND，計量芯片Ul的3腳經(jīng)電容C6連接到GND，計量芯片Ul的4腳連接到計量芯片Ul的2腳，計量芯片Ul的5腳連接到計量芯片Ul的1 腳，并經(jīng)電容C8連接到GND，計量芯片Ul的12腳經(jīng)電容C9連接到GND，計量芯片Ul的13 腳連接到GND，計量芯片Ul的16腳經(jīng)電阻R14連接到所述單片機(jī)中央處理單元的計量脈沖口，計量芯片Ul的16腳經(jīng)電阻R14和電容ClO連接到GND，計量芯片Ul的18腳經(jīng)電阻 R13連接到所述單片機(jī)中央處理單元的片選信號口，計量芯片Ul的19腳經(jīng)電阻R12連接到所述單片機(jī)中央處理單元的數(shù)據(jù)輸入口，經(jīng)電阻R9連接到VDD，計量芯片Ul的20腳經(jīng)電阻Rll連接到所述單片機(jī)中央處理單元的數(shù)據(jù)輸出口，計量芯片Ul的21腳經(jīng)電阻RlO連接到所述單片機(jī)中央處理單元的時鐘信號口。上述VDD為計量芯片Ul的供電電壓，一般為3. 6V。本實用新型的有益之處在于數(shù)字電參數(shù)測量儀的電參數(shù)計量部分在硬件上采用兩個錳銅和一個通道選擇開關(guān)相結(jié)合的方案，計量火線電流，配合寬量程計量芯片，通過單片機(jī)控制通道選擇來改變量程，使電參數(shù)測量儀的計量范圍達(dá)到超寬量程，實現(xiàn)2miT60A 的高精度測量，是一款具有測量、顯示、數(shù)據(jù)通信、繼電器輸出、電能計量等功能的智能型電力儀表，功能完善，體積小巧，攜帶方便。

圖1為本實用新型中數(shù)字電參數(shù)測量儀的電路原理圖。圖2為本實用新型中電參數(shù)計量模塊的電路原理圖。圖3為本實用新型中電流采樣電路的電路原理圖。圖4為本實用新型中電參數(shù)計量模塊的電路連接圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進(jìn)一步的描述。如圖1所示，本實施例提供一種數(shù)字電參數(shù)測量儀，包括電源模塊、單片機(jī)中央處理單元、電參數(shù)計量模塊、通信模塊、繼電器控制單元，所述電源模塊分別與電參數(shù)計量模塊、通信模塊和單片機(jī)中央處理單元相連供電，電參數(shù)計量模塊連接到單片機(jī)中央處理單元，繼電器控制單元連接到單片機(jī)中央處理單元，通信模塊連接到單片機(jī)中央處理單元，所述單片機(jī)中央處理單元還連接有數(shù)據(jù)輸出模塊、數(shù)據(jù)輸入模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊。上述實施例中，如圖2所示，電參數(shù)計量模塊由電流采樣電路、電壓采樣電路、外部時鐘電路、寬量程計量芯片及其外圍電路組成；所述電流采樣電路和電壓采樣電路的輸出端分別與寬量程計量芯片的輸入端相連，寬量程計量芯片與外部時鐘電路相連，寬量程計量芯片的輸出端與單片機(jī)中央處理單元相連。如圖3所示，上述實施例中，所述電流采樣電路由錳銅采樣通道1、錳銅采樣通道 2、通道保護(hù)元件、通道選擇開關(guān)組成，其中錳銅采樣通道1和錳銅采樣通道2的兩個錳銅串聯(lián)接在火線輸入和火線輸出之間，錳銅采樣通道1和錳銅采樣通道2之間連接有通道保護(hù)器件，所述通道選擇開關(guān)與單片機(jī)中央處理單元相連，輸出端分別與錳銅采樣通道1、錳銅采樣通道2相連。所選用通道選擇開關(guān)為常閉型器件，在默認(rèn)狀態(tài)下所述計量單元以錳銅采樣通道1的電流為準(zhǔn)計量，當(dāng)采樣電流小于設(shè)定值時，單片機(jī)中央處理單元將通道選擇開關(guān)斷開，電流流過錳銅采樣通道2，所述計量單元以通道2的電流為準(zhǔn)計量，從而達(dá)到量程切換的目的。在所述錳銅采樣通道1和錳銅采樣通道2之間連接有通道保護(hù)器件，防止因電流變化進(jìn)行通道切換時對通道2錳銅器件的損壞。如圖4所示，上述實施例中，所述錳銅采樣通道1包括錳銅采樣器MTl、電阻Rl、電阻R2、電容Cl和電容C2，所述錳銅采樣通道2包括錳銅采樣器MT2、電阻R16、電阻R17、電容Cll和電容C12，所述電壓采樣單元包括電阻R3 電阻R7、電容C3和電容C4，所述外部時鐘單元包括電阻R15、晶體Yl、電容C13和電容C14，所述寬量程計量芯片及其外圍電路包括計量芯片U1、電阻R8 電阻R14、電容C5 電容C10，計量芯片Ul為ATT7053芯片；其中，火線輸出接錳銅采樣器MTl的3腳，錳銅采樣器MTl的2腳經(jīng)電阻R2連接到計量芯片 Ul的9腳，錳銅采樣器MTl的3腳經(jīng)電阻Rl連接到計量芯片Ul的8腳，電容Cl連接在計量芯片Ul的8腳和GND之間，電容C2連接在計量芯片Ul的9腳和GND之間；所述火線輸入接錳銅采樣器MT2的1腳并連接到GND，錳銅采樣器MT2的3腳與錳銅采樣器MTl的1腳之間連接有通道保護(hù)元件，錳銅采樣器MT2的2腳經(jīng)電阻R17連接到計量芯片Ul的11腳， 錳銅采樣器MT2的3腳經(jīng)電阻R16連接到計量芯片Ul的10腳，電容Cll連接在計量芯片 Ul的10腳和GND之間，電容C12連接在計量芯片Ul的11腳和GND之間；所述零線輸入經(jīng)電阻R3 電阻R5連接到計量芯片Ul的6腳，計量芯片Ul的6腳經(jīng)電阻R6連接到GND，電容C3并聯(lián)在電阻R6的兩端，計量芯片Ul的7腳經(jīng)電阻R7連接到GND，電容C4并聯(lián)在電阻 R7的兩端；所述晶體Yl連接在計量芯片Ul的22腳和23腳之間，電阻R15并聯(lián)在晶體Yl 的兩端，電容C13 —端連接到計量芯片Ul的23腳，一端連接到GND，電容C14 一端連接到計量芯片Ul的22腳，一端連接到GND ；所述計量芯片Ul的1腳經(jīng)電容C5連接到GND，計量芯片Ul的2腳經(jīng)電阻R8連接到VDD，經(jīng)電容C7連接到GND，計量芯片Ul的3腳經(jīng)電容C6連接到GND，計量芯片Ul的4腳連接到計量芯片Ul的2腳，計量芯片Ul的5腳連接到計量芯片Ul的1腳，并經(jīng)電容C8連接到GND，計量芯片Ul的12腳經(jīng)電容C9連接到GND，計量芯片Ul的13腳連接到GND，計量芯片Ul的16腳經(jīng)電阻R14連接到所述單片機(jī)中央處理單元的計量脈沖口，計量芯片Ul的16腳經(jīng)電阻R14和電容ClO連接到GND，計量芯片Ul的18 腳經(jīng)電阻R13連接到所述單片機(jī)中央處理單元的片選信號口，計量芯片Ul的19腳經(jīng)電阻 R12連接到所述單片機(jī)中央處理單元的數(shù)據(jù)輸入口，經(jīng)電阻R9連接到VDD，計量芯片Ul的 20腳經(jīng)電阻Rll連接到所述單片機(jī)中央處理單元的數(shù)據(jù)輸出口，計量芯片Ul的21腳經(jīng)電阻RlO連接到所述單片機(jī)中央處理單元的時鐘信號口。上述VDD是計量芯片供電電壓，實例中選用3. 6V。本說明書未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
權(quán)利要求1.一種數(shù)字電參數(shù)測量儀，包括電源模塊、單片機(jī)中央處理單元、電參數(shù)計量模塊、通信模塊、繼電器控制單元，其特征是所述電源模塊分別與電參數(shù)計量模塊、通信模塊和單片機(jī)中央處理單元相連供電，電參數(shù)計量模塊連接到單片機(jī)中央處理單元，繼電器控制單元連接到單片機(jī)中央處理單元，通信模塊連接到單片機(jī)中央處理單元，所述單片機(jī)中央處理單元還連接有數(shù)據(jù)輸出模塊、數(shù)據(jù)輸入模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字電參數(shù)測量儀，其特征是所述電參數(shù)計量模塊由電流采樣電路、電壓采樣電路、外部時鐘電路、寬量程計量芯片及其外圍電路組成；所述電流采樣電路和電壓采樣電路的輸出端分別與寬量程計量芯片的輸入端相連，寬量程計量芯片與外部時鐘電路相連，寬量程計量芯片的輸出端與單片機(jī)中央處理單元相連；所述電流采樣電路由錳銅采樣通道1、錳銅采樣通道2、通道保護(hù)元件、通道選擇開關(guān)組成，其中錳銅采樣通道1和錳銅采樣通道2的兩個錳銅串聯(lián)接在火線輸入和火線輸出之間，錳銅采樣通道1 和錳銅采樣通道2之間連接有通道保護(hù)器件，所述通道選擇開關(guān)的輸入端與單片機(jī)中央處理單元相連，輸出端分別與錳銅采樣通道1、錳銅采樣通道2相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字電參數(shù)測量儀，其特征是所述錳銅采樣通道1包括錳銅采樣器MT1、電阻R1、電阻R2、電容Cl和電容C2，所述錳銅采樣通道2包括錳銅采樣器 MT2、電阻R16、電阻R17、電容Cll和電容C12，所述電壓采樣電路包括電阻R3 電阻R7、電容C3和電容C4，所述外部時鐘電路包括電阻R15、晶體Y1、電容C13和電容C14，所述寬量程計量芯片及其外圍電路包括計量芯片Ul、電阻R8 電阻R14、電容C5 電容C10，計量芯片 Ul為ATT7053芯片；其中，火線輸出接錳銅采樣器MTl的3腳，錳銅采樣器MTl的2腳經(jīng)電阻R2連接到計量芯片Ul的9腳，錳銅采樣器MTl的3腳經(jīng)電阻Rl連接到計量芯片Ul的 8腳，電容Cl連接在計量芯片Ul的8腳和GND之間，電容C2連接在計量芯片Ul的9腳和 GND之間；所述火線輸入接錳銅采樣器MT2的1腳并連接到GND，錳銅采樣器MT2的3腳與錳銅采樣器MTl的1腳之間連接有通道保護(hù)元件，錳銅采樣器MT2的2腳經(jīng)電阻R17連接到計量芯片Ul的11腳，錳銅采樣器MT2的3腳經(jīng)電阻R16連接到計量芯片Ul的10腳，電容 Cll連接在計量芯片Ul的10腳和GND之間，電容C12連接在計量芯片Ul的11腳和GND之間；所述零線輸入經(jīng)電阻R3 電阻R5連接到計量芯片Ul的6腳，計量芯片Ul的6腳經(jīng)電阻R6連接到GND，電容C3并聯(lián)在電阻R6的兩端，計量芯片Ul的7腳經(jīng)電阻R7連接到GND， 電容C4并聯(lián)在電阻R7的兩端；所述晶體Yl連接在計量芯片Ul的22腳和23腳之間，電阻 R15并聯(lián)在晶體Yl的兩端，電容C13 —端連接到計量芯片Ul的23腳，一端連接到GND，電容C14 一端連接到計量芯片Ul的22腳，一端連接到GND;所述計量芯片Ul的1腳經(jīng)電容 C5連接到GND，計量芯片Ul的2腳經(jīng)電阻R8連接到VDD，經(jīng)電容C7連接到GND，計量芯片 Ul的3腳經(jīng)電容C6連接到GND，計量芯片Ul的4腳連接到計量芯片Ul的2腳，計量芯片 Ul的5腳連接到計量芯片Ul的1腳，并經(jīng)電容C8連接到GND，計量芯片Ul的12腳經(jīng)電容 C9連接到GND，計量芯片Ul的13腳連接到GND，計量芯片Ul的16腳經(jīng)電阻R14連接到所述單片機(jī)中央處理單元的計量脈沖口，計量芯片Ul的16腳經(jīng)電阻R14和電容ClO連接到 GND，計量芯片Ul的18腳經(jīng)電阻R13連接到所述單片機(jī)中央處理單元的片選信號口，計量芯片Ul的19腳經(jīng)電阻R12連接到所述單片機(jī)中央處理單元的數(shù)據(jù)輸入口，經(jīng)電阻R9連接到VDD，計量芯片Ul的20腳經(jīng)電阻Rll連接到所述單片機(jī)中央處理單元的數(shù)據(jù)輸出口，計量芯片Ul的21腳經(jīng)電阻RlO連接到所述單片機(jī)中央處理單元的時鐘信號口。
專利摘要本實用新型涉及電力系統(tǒng)智能型儀表技術(shù)領(lǐng)域，提供一種數(shù)字電參數(shù)測量儀，包括電源模塊、單片機(jī)中央處理單元、電參數(shù)計量模塊、通信模塊、繼電器控制單元，所述電源模塊分別與電參數(shù)計量模塊、通信模塊和單片機(jī)中央處理單元相連供電，電參數(shù)計量模塊連接到單片機(jī)中央處理單元，繼電器控制單元連接到單片機(jī)中央處理單元，通信模塊連接到單片機(jī)中央處理單元，所述單片機(jī)中央處理單元還連接有數(shù)據(jù)輸出模塊、數(shù)據(jù)輸入模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊。本實用新型具有測量、顯示、數(shù)據(jù)通信、繼電器輸出、電能計量等功能，其功能完善，結(jié)構(gòu)簡單，體積小巧，攜帶方便，同時可測量的電流范圍較大。
文檔編號G01R1/20GK202177657SQ201120281670
公開日2012年3月28日 申請日期2011年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月4日
發(fā)明者李中澤 申請人:武漢盛帆電子股份有限公司