專利名稱：量程自適應(yīng)型數(shù)字電壓表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于儀器儀表測量領(lǐng)域，具體涉及一種量程自適應(yīng)型數(shù)字電壓表。
背景技術(shù)：
目前數(shù)字電壓表，已被廣泛應(yīng)用于電子及電工測量、工業(yè)自動化儀表、自動測試系統(tǒng)等測量領(lǐng)域，表現(xiàn)出強(qiáng)大的生命力。傳統(tǒng)的數(shù)字電壓表雖然顯示清晰直觀、測量范圍寬，但是有些沒有自動切換檔位功能，在測量不同電壓等級的電壓時(shí)必須通過人工手動切換檔位，否則無法測量電壓信號或者測量精度將大大降低；少數(shù)數(shù)字電壓表雖然能夠自動切換量程，但這種量程轉(zhuǎn)換多采用模擬開關(guān)或者繼電器進(jìn)行檔位切換，此種方法具有體積大切換速度相對較慢的缺點(diǎn)，不適應(yīng)現(xiàn)代便攜式設(shè)備發(fā)展的需要。在這種形勢下，開發(fā)新型、高效、便捷的自適應(yīng)型數(shù)字電壓表就顯得非常有必要了。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種量程自適應(yīng)型數(shù)字電壓表，其目的是實(shí)現(xiàn)電壓測量時(shí)檔位的快速自動切換并減小整個(gè)設(shè)備的重量和體積，從而滿足現(xiàn)代社會對便攜式設(shè)備發(fā)展的需要。本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:量程自適應(yīng)型數(shù)字電壓表，其特征在于:包括有依次相連的輸入信號(I)、分壓電路(2)、信號調(diào)理電路(3)、多路開關(guān)檔位切換電路(4)、A/D轉(zhuǎn)換電路(5)、主控芯片電路、IXD顯示電路(7)，經(jīng)過分壓、調(diào)理后的輸入信號再經(jīng)多路開關(guān)檔位切換電路(4)與A/D轉(zhuǎn)換電路(5)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后接入主控芯片電路(6)，主控芯片電路(6)對接收的信號進(jìn)行判斷，判斷是否為過壓或者欠壓信號，同時(shí)控制改變多路開關(guān)檔位切換電路(4)的多路開關(guān)的導(dǎo)通通道，完成量程選擇功能。所述的量程自適應(yīng)型數(shù)字電壓表，其特征在于:所述的主控芯片電路(6 )與A/D轉(zhuǎn)換電路(5)、IXD顯示電路(7)進(jìn)行雙向通信連接，A/D轉(zhuǎn)換電路(5)與主控芯片電路(6)也進(jìn)行雙向通信連接。主控芯片判斷所測量程選擇是否正確。如果所選量程偏小則主控芯片接收到的是過壓信號，如果所選量程偏大則主控芯片接收到的是欠壓信號，再由主控芯片對多路開關(guān)進(jìn)行切換，從而實(shí)現(xiàn)檔位的正確選擇。本實(shí)用新型的有益效果:本實(shí)用新型電路簡單可靠，檔位切換速度快，減小了數(shù)字電壓表的損壞率，提高了其使用性能和效率。

圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。[0012]圖2是本實(shí)用新型的分壓電路的電路圖。圖3是本實(shí)用新型的信號調(diào)理電路的電路圖。圖4是本實(shí)用新型的多路開關(guān)檔位切換電路的電路圖。圖5是本實(shí)用新型A/D轉(zhuǎn)換電路的電路圖。圖6是本實(shí)用新型主控芯片電路的電路圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。如圖1所示，量程自適應(yīng)型數(shù)字電壓表，包括有依次相連的輸入信號1、分壓電路
2、信號調(diào)理電路3、多路開關(guān)檔位切換電路4、A/D轉(zhuǎn)換電路5、主控芯片電路6、IXD顯示電路7，經(jīng)過分壓、調(diào)理后的輸入信號再經(jīng)多路開關(guān)檔位切換電路4與A/D轉(zhuǎn)換電路5轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后接入主控芯片電路6，主控芯片電路6對接收的信號進(jìn)行判斷，判斷是否為過壓或者欠壓信號，同時(shí)控制改變多路開關(guān)檔位切換電路4的多路開關(guān)的導(dǎo)通通道，完成量程選擇功能。主控芯片電路(6)與A/D轉(zhuǎn)換電路5、IXD顯示電路7進(jìn)行雙向通信連接，A/D轉(zhuǎn)換電路5與主控芯片電路6也進(jìn)行雙向通信連接。如圖2所示在測量時(shí)，輸入信號首先經(jīng)由分壓電路的分壓電阻將輸入的電壓信號分成三個(gè)電壓等級，分別是0-20V，20-200V, 200-2000V。分壓后的電壓根據(jù)不同的電壓等級，分別經(jīng)過不同的多路開關(guān)接口接入A/D轉(zhuǎn)換芯片。
`[0021]如圖3，4所示，0-20￥接入多路開關(guān)74!^4051的13腳YO ;20_200V接入多路開關(guān)74HC4051的14腳Yl ;200_2000V接入多路開關(guān)74HC4051的15腳Y2。多路開關(guān)接入的電壓信號經(jīng)調(diào)理電路的二階濾波和信號放大處理后接入A/D轉(zhuǎn)換芯片。本實(shí)用新型采用的A/D轉(zhuǎn)換芯片是TLC7135，輸入電壓范圍在0.18-2V。調(diào)理后輸入信號若低于0.18V則芯片28腳輸出欠壓信號，調(diào)理后輸入信號若高于2V則芯片27腳輸出過壓信號。如圖5所不,調(diào)理電路輸出的電壓信號與A/D轉(zhuǎn)換芯片的10腳相連接。如圖6所示，過壓和欠壓信號的輸出端口分別與主控制芯片的40腳和39腳連接。為了保護(hù)儀器，開機(jī)默認(rèn)的檔位是200-2000V。當(dāng)主控制芯片接收到A/D轉(zhuǎn)換芯片發(fā)出的欠壓信號后，控制芯片對其與多路開關(guān)連接的P0.3，P0.4，P0.5腳發(fā)出控制信號，選擇20-200V檔位；如果接收到A/D轉(zhuǎn)換芯片發(fā)出的欠壓信號則繼續(xù)發(fā)出控制信號選擇0-20V檔位。直至未接收到過壓或者欠壓信號，則檔位選擇正確。反之在測量時(shí)，控制芯片若檢測到過壓信號則當(dāng)前選擇檔位偏小，控制芯片對P0.3，P0.4，P0.5腳發(fā)出控制信號調(diào)高檔位，直至未接收到過壓或者欠壓信號。量程選擇正確后將采樣得到的電壓值由LCD顯
/Jn ο上面結(jié)合附圖對本實(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)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本實(shí)用新型的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.量程自適應(yīng)型數(shù)字電壓表，其特征在于:包括有依次相連的輸入信號(I)、分壓電路(2)、信號調(diào)理電路(3)、多路開關(guān)檔位切換電路(4)、A/D轉(zhuǎn)換電路(5)、主控芯片電路(6)、IXD顯示電路(7)，經(jīng)過分壓、調(diào)理后的輸入信號再經(jīng)多路開關(guān)檔位切換電路(4)與A/D轉(zhuǎn)換電路(5 )轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后接入主控芯片電路(6 )，主控芯片電路(6 )對接收的信號進(jìn)行判斷，判斷是否為過壓或者欠壓信號，同時(shí)控制改變多路開關(guān)檔位切換電路(4)的多路開關(guān)的導(dǎo)通通道，完成量程選擇功能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的量程自適應(yīng)型數(shù)字電壓表，其特征在于:所述的主控芯片電路(6 )與A/D轉(zhuǎn)換電路(5 )、IXD顯示電路(7 )進(jìn)行雙向通信連接，A/D轉(zhuǎn)換電路(5 )與主控芯片電路(6)也進(jìn)行雙向通信連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種量程自適應(yīng)型數(shù)字電壓表，包括有依次相連的輸入信號、分壓電路、信號調(diào)理電路、多路開關(guān)檔位切換電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、主控芯片電路、LCD顯示電路，經(jīng)過分壓、調(diào)理后的輸入信號再經(jīng)多路開關(guān)檔位切換電路與A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后接入主控芯片電路，主控芯片電路對接收的信號進(jìn)行判斷，判斷是否為過壓或者欠壓信號，同時(shí)控制改變多路開關(guān)檔位切換電路的多路開關(guān)的導(dǎo)通通道，完成量程選擇功能。本實(shí)用新型電路簡單可靠，檔位切換速度快，減小了數(shù)字電壓表的損壞率，提高了其使用性能和效率。
文檔編號G01R19/00GK203037712SQ20122062807
公開日2013年7月3日 申請日期2012年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月23日
發(fā)明者袁嘯林, 陳躍, 胡建生, 周躍 申請人:中國科學(xué)院等離子體物理研究所