專利名稱：便攜式數(shù)字功率、電能測量儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電工測量儀器，尤其是一種便攜式數(shù)字功率、電能測量儀，可廣泛用于電業(yè)部門、企事業(yè)單位、學校、家庭等。
公告號為CN2364467Y公開了一種“高精度數(shù)字功率、電度表”，該表由外殼、手提把、指示燈、功率顯示屏、電度計數(shù)器、透明片、交直流選擇開關、雙量程選擇開關、電源開關、電壓輸入正、負極端鈕、電流輸入正、負極端鈕、線路板、后蓋等組成，它主要是在殼體內上線路板上裝有一模擬乘法器，下面線路板上有一壓頻變換器。該功率電度表交直流通用，能進行功率、電度的同步測量，精度高、安全性能好、雙量程選擇。但是該實用新型還存在以下不足(一)采用模擬乘法器方式，因此線性度和精度的穩(wěn)定性比較差；(二)采用步進電機等機械部件，可靠性欠佳；(三)電路功耗大，只能采用交流供電方式，使用不夠方便。
本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術中的不足而提供一種便攜式數(shù)字功率、電能測量儀，并使之電路結構簡單先進、精度高、性能穩(wěn)定；攜帶、操作、簡單方便；生產成本低。
實現(xiàn)本實用新型之目的的技術方案是便攜式數(shù)字功率、電能測量儀含有儀器外殼、鍵盤、液晶顯示器，其特征在于它還具有數(shù)字功率轉換電路、單片計算機及液晶驅動電路和電源及低電壓檢測電路，數(shù)字功率轉換電路之集成塊U1的四個模擬輸入腳分別與四個外接測量接線端子相連接，數(shù)字功率轉換電路將電流和電壓取樣信號轉換為數(shù)字量并輸出至單片計算機及液晶驅動電路，單片計算機及液晶驅動電路的輸出接液晶顯示器，鍵盤與單片計算機及液晶驅動電路相連接，電源及低電壓檢測電路采用電池穩(wěn)壓供電方式，分別向數(shù)字功率轉換電路和單片計算機及液晶驅動電路提供直流穩(wěn)壓電壓和低電壓檢測信號。
本實用新型所述數(shù)字功率轉換電路主要包括集成塊U1，其模擬輸入腳5、6、7、8分別接四個外接測量接線端子1、2、3、4，其中輸入腳5、6為電流輸入，輸入腳7、8為電壓輸入，數(shù)字電源腳1和模擬電源腳3并接后接直流電源，高通濾波器選擇腳2接單片計算機及液晶驅動電路之集成塊U2的輸出腳22，復位腳9接直流電源，基準電壓腳10接電容C7后與模擬接地腳11并接后接地，校準頻率輸出選擇腳12和校準頻率選擇腳13、14并接后接直流電源，模擬輸入通道增益選擇腳15、16接集成塊U2的輸出腳23、24，腳17、18接晶體振蕩器X1，功率極性輸出腳20接集成塊U2的輸入腳18，數(shù)字地21接地，校準頻率邏輯輸出腳22接集成塊U2的輸入腳17。
本實用新型所述單片計算機及液晶驅動電路主要包括集成塊U2，其中顯示器公共信號輸出腳1～4和顯示段信號輸出腳53～64接液晶顯示器的輸入腳1～16，集成塊U2的顯示器電源控制腳5～8接由電阻R11、R12、R13、R14組成的分壓電路，電源輸入腳9接直流電源，腳10接地，主系統(tǒng)時鐘輸入腳11、12接電阻R9，測試信號腳13接地，子系統(tǒng)時鐘輸入腳14、15接晶體振蕩器X2，復位腳16接電阻R8和電容C9的公共點，輸入輸出腳17、18、22、23、24分別與數(shù)字功率轉換電路之集成塊U1的校準頻率邏輯輸出腳22、功率極性輸出腳20、高通濾波器選擇腳2、模擬輸入通道增益選擇腳15、16相連接，輸入腳27接電源及低電壓檢測電路中低電壓檢測電路之三極管T的發(fā)射極，輸入輸出腳29～32接鍵盤。
本實用新型所述電源及低電壓檢測電路包括由電池BAT，電源開關K，直流穩(wěn)壓集成塊U3和電容C5、C6組成電池直流穩(wěn)壓電路；由電阻R5、R6、R7和三極管T組成的電池低電壓檢測電路。
本實用新型與現(xiàn)有技術相比所具有的優(yōu)點和積極效果是采用先進的數(shù)字乘法器原理的大規(guī)模集成電路的方法來簡化設計電路，顯然數(shù)字電路比模擬電路性能穩(wěn)定，線性度好而且生產成本低；采用電池供電的穩(wěn)壓電路和低電壓檢測電路來保證電源的穩(wěn)定，從而保證更高的精度和穩(wěn)定性，且電池供電攜帶操作方便；使用單片計算機和液晶顯示使得儀器性能可靠，操作靈活，只要調整軟件就可滿足不同用戶的需要。
下面通過具體實施例并對照附圖對本實用新型進行說明

圖1是本實用新型的電路方框圖。
圖2是本實用新型實施例的電原理圖。
如圖1所示，本實用新型包括儀器外殼1、鍵盤2、液晶顯示器3、數(shù)字功率轉換電路4、單片計算機及液晶驅動電路5及電源及低電壓檢測電路6。
儀器外殼1為便攜式儀器，鍵盤2有四個按鍵K1、K2、K3、K4，LCD液晶顯示器3為測量結果的顯示終端。本例數(shù)字功率轉換電路4主要包括集成塊U1，其模擬輸入腳5、6、7、8分別接四個外接測量接線端子1、2、3、4，其中輸入腳5、6為電流輸入，輸入腳7、8為電壓輸入，R10是電流取樣電阻，R20與R3形成分壓電路對被測電路的電壓取樣，R1C1、R2C2、R3C3、R4C4組成濾波電路。數(shù)字電源腳1和模擬電源腳3并接后接5V直流，高通濾波器選擇腳2接集成塊U2的輸出腳22，腳4為空腳，復位腳9接5V直流，基準電壓腳10接電容器C7后與模擬接地腳11并接后接地，校準頻率輸出選擇腳12和校準頻率選擇腳13、14并接后接直流5V，模擬輸入通道增益選擇腳15、16接集成塊U2的輸出腳23、24，腳17、18接晶體振蕩器X1，腳19為空腳，功率極性輸出腳20接集成塊U2的輸入腳18，數(shù)字地21接地，校準頻率邏輯輸出腳22接集成塊U2的輸入腳17，腳23、24為空腳。
單片計算機及液晶驅動電路5主要包括集成塊U2，其中顯示器公共信號輸出腳1～4和顯示段顯示信號輸出腳53～64接LCD液晶顯示器3的輸入腳1～16，集成塊U2的顯示器電源控制腳5～8接由電阻R11、R12、R13、R14組成的分壓電路，電源輸入腳9接5V直流，腳10接地，主系統(tǒng)時鐘輸入腳11、12接電阻R9，測試信號腳13接地，子系統(tǒng)時鐘輸入腳14、15接晶體振蕩器X2，復位腳16接電阻R8與電容C9的公共點，輸入輸出腳17、18、22、23、24分別與集成塊U1的校準頻率邏輯輸出腳22、功率極性輸出腳20、高通濾波器選擇腳2、模擬輸入通道增益選擇腳15、16相連接，輸入腳27接電源及低電壓檢測電路6中低電壓檢測電路之三極管T的發(fā)射極，輸入輸出腳29～32接鍵盤2的四個按鍵，其余腳為空腳。
電源及低電壓檢測電路6由兩部分組成，直流電源穩(wěn)壓部分由電池BAT、電源開關K、直流穩(wěn)壓集成塊U3及電容C5、C6組成，電池低電壓檢測部分由電阻R5、R6、R7及三極管T組成。
本實用新型的工作原理是電源相線(或正極)接入儀器的電流取樣接線端子2和電壓取樣接線端子4，電源的中線(或負極)接入儀器的電壓取樣接線端子3和負載R，負載R的另一端接儀器的電流取樣接線端子1，電流、電壓取樣信號經R1C1、R2C2、R3C3、R4C4組成的信號濾波電路后，進入數(shù)字功率轉換集成電路U1，將電流和電壓取樣信號轉換為數(shù)字量，用數(shù)字乘法方式得到被測電路的瞬時功率值，并將該功率數(shù)字量輸出至單片計算機及液晶驅動電路5，單片機內含有軟件程序，它可按用戶的要求將瞬時功率信號轉換成易于觀察的平均功率和電能信號，并通過液晶顯示器顯示。用戶可通過鍵盤2來選擇所需要的功能，如量程選擇、讀數(shù)保持等，單片機接受鍵盤操作信號后輸出控制各工作狀態(tài)的控制信號。電源及低電壓檢測電路6為其它各電路提供穩(wěn)定的直流工作電源，并且將電池即將耗盡的低電壓檢測信號輸出至單片計算機。
主要元器件清單集成塊U1AD7755集成塊U2KS57P2304集成塊U378L05LCD 6N451MUF
權利要求1．一種便攜式數(shù)字功率、電能測量儀，含有儀器外殼(1)、鍵盤(2)、液晶顯示器(3)，其特征在于它還具有數(shù)字功率轉換電路(4)、單片計算機及液晶驅動電路(5)和電源及低電壓檢測電路(6)，數(shù)字功率轉換電路(4)之集成塊U1的四個模擬輸入腳分別與四個外接測量接線端子相連接，數(shù)字功率轉換電路將電流和電壓取樣信號轉換為數(shù)字量并輸出至單片計算機及液晶驅動電路(5)，單片計算機及液晶驅動電路的輸出接液晶顯示器(3)，鍵盤(2)與單片計算機及液晶驅動電路相連接，電源及低電壓檢測電路(6)采用電池穩(wěn)壓供電方式，分別向數(shù)字功率轉換電路(4)和單片計算機及液晶驅動電路(5)提供直流穩(wěn)壓電源和低電壓檢測信號。
2．如權利要求1所述的便攜式數(shù)字功率、電能測量儀，其特征在于所述數(shù)字功率轉換電路(4)主要包括集成塊U1，其模擬輸入腳5、6、7、8分別接四個外接測量接線端子1、2、3、4，其中輸入腳5、6為電流輸入，輸入腳7、8為電壓輸入，數(shù)字電源腳1和模擬電源腳3并接后接直流電源，高通濾波器選擇腳2接單片計算機及液晶驅動電路(5)之集成塊U2的輸出腳22，復位腳9接直流電源，基準電壓腳10接電容器C7后與模擬接地腳11并接后接地，校準頻率輸出選擇腳12和校準頻率選擇腳13、14并接后接直流電源，模擬輸入通道增益選擇腳15、16接集成塊U2的輸出腳23、24，腳17、18接晶體振蕩器X1，功率極性輸出腳20接集成塊U2的輸入腳18，數(shù)字地21接地，校準頻率邏輯輸出腳22接集成塊U2的輸入腳17。
3．如權利要求1所述的便攜式數(shù)字功率、電能測量儀，其特征在于所述單片計算機及液晶驅動電路(5)主要包括集成塊U2，其中顯示器公共信號輸出腳1～4和顯示段信號輸出腳53～64接液晶顯示器(3)的輸入腳1～16，集成塊U2的顯示器電源控制腳5～8接由電阻R11、R12、R13、R14組成的分壓電路，電源輸入腳9接直流電源，腳10接地，主系統(tǒng)時鐘輸入腳11、12接電阻R9，測試信號腳13接地，子系統(tǒng)時鐘輸入腳14、15接晶體振蕩器X2，復位腳16接電阻R8和電容C9的公共點，輸入輸出腳17、18、22、23、24分另與數(shù)字功率轉換電路(4)之集成塊U1的校準頻率邏輯輸出腳22、功率極性輸出腳20、高通濾波器選擇腳2、模擬輸入通道增益選擇腳15、16相連接，輸入腳27接電源及低電壓檢測電路(6)中低電壓檢測電路之三極管T的發(fā)射極，輸入輸出腳29～32接鍵盤(2)。
4．如權利要求1所述的便攜式數(shù)字功率、電能測量儀，其特征在于所述電源及低電壓檢測電路(6)包括由電池BAT，電源開關K，直流穩(wěn)壓集成塊U3和電容C5、C6組成的電池直流穩(wěn)壓電路；由電阻R5、R6、R7和三極管T組成的電池低電壓檢測電路。
專利摘要本實用新型涉及便攜式數(shù)字功率、電能測量儀,其特點是其數(shù)字功率轉換電路之集成塊的模擬輸入腳與外接測量接線端子連接,轉換電路的輸出接單片機及液晶驅動電路,該電路的輸出接液晶顯示器,鍵盤與單片機及液晶驅動電路相連接,電源及低電壓檢測電路采用電池穩(wěn)壓供電并向數(shù)字功率轉換電路和單片機及液晶驅動電路提供直流穩(wěn)壓電壓和低電壓檢測信號,該儀器結構簡單、性能穩(wěn)定、精度高、操作方便、成本低。
文檔編號G01R21/00GK2417478SQ0020831
公開日2001年1月31日 申請日期2000年4月12日 優(yōu)先權日2000年4月12日
發(fā)明者姚偉聯(lián) 申請人:姚偉聯(lián)