CN105676043A - 一种智能电参数测试仪及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能电参数测试仪及其控制方法，包括电流测量电路、电压测量电路、单片机、显示器，电流测量电路、电压测量电路都连接单片机，单片机连接显示器，电流测量电路包括电流传感器模块、电流放大模块、采样保持器A、A/D转换器B，电流传感器模块连接电流放大模块，电流放大模块连接采样保持器A，采样保持器A连接A/D转换器B，电压测量电路包括电压传感器模块、电压放大模块、采样保持器D、A/D转换器C，电压传感器模块连接电压放大模块，电压放大模块连接采样保持器D，采样保持器D连接A/D转换器C。本发明采用单片机作为处理器，保证测试速度的情况下，取代了使用电脑的繁琐处理，减小了体积，同时也降低了成本。<!-- 2 -->

Description

一种智能电参数测试仪及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种智能电参数测试仪及其控制方法。

背景技术

现有的电参数测试仪用于测试电压，电流，功率，频率，功率因素等，现有的电参数测试仪测试需要和电脑一起来处理，这样，整个仪器体积增加，结构复杂，成本提高。

发明内容

本发明的目的是克服现有产品中不足，提供一种智能电参数测试仪及其控制方法。

为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种智能电参数测试仪,包括电流测量电路、电压测量电路、单片机、显示器，所述电流测量电路、电压测量电路都连接单片机，所述单片机连接显示器，所述电流测量电路包括电流传感器模块、电流放大模块、采样保持器A、A/D转换器B，所述电流传感器模块连接电流放大模块，所述电流放大模块连接采样保持器A，所述采样保持器A连接A/D转换器B，所述电压测量电路包括电压传感器模块、电压放大模块、采样保持器D、A/D转换器C，所述电压传感器模块连接电压放大模块，所述电压放大模块连接采样保持器D，所述采样保持器D连接A/D转换器C。

电压放大模块包括电阻R3、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R17、滑动变阻器R16、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、电容C2、电容C6、电容C8、电容C9、电压比较器U2，所述电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10之间相互串联，所述电阻R10通过二极管D1连接-5V电源，所述电阻R10通过电容C9连接地信号GND，所述二极管D1负极连接电压比较器U2的反向输入端，所述电压比较器U2的反向输入端通过电容C2连接电压比较器U2的输出端，所述电容C2与电阻R3相并联，所述电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14之间相互串联，所述电阻R14通过滑动变阻器R16连接电压比较器U2的同向输入端，所述电压比较器U2的同向输入端与电压比较器U2的反向输入端之间连接电容C6，所述电压比较器U2的同向输入端通过电阻R17连接地信号GND，所述电容C8与电阻R17相并联，所述二极管D2、二极管D3都与电容C6相并联，所述电压比较器U2的同向输入端通过二极管D4连接+5V电源。

电流传感器模块包括电流互感器AT，所述电流放大模块包括HCF4052模拟开关U8、电阻R30、电阻R31、电阻R32、电阻R33、电阻R37、电阻R38、电阻R39、电阻R40、电阻R24、电阻R25、电容C12、电压比较器U6，所述HCF4052模拟开关U8的16管脚连接+5V电源，所述HCF4052模拟开关U8的1管脚通过电阻R37连接地信号GND，所述HCF4052模拟开关U8的1管脚还通过电阻R30连接电压比较器U6的输出端，所述HCF4052模拟开关U8的5管脚还通过电阻R31连接电压比较器U6的输出端，所述HCF4052模拟开关U8的5管脚通过电阻R38连接地信号GND，所述HCF4052模拟开关U8的2管脚通过电阻R32连接电压比较器U6的输出端，所述HCF4052模拟开关U8的2管脚还通过电阻R39连接地信号GND，所述HCF4052模拟开关U8的4管脚通过电阻R33连接电压比较器U6的输出端，所述HCF4052模拟开关U8的4管脚还通过电阻R40连接地信号GND，所述HCF4052模拟开关U8的8管脚连接电压比较器U6的输出端，所述HCF4052模拟开关U8的13管脚、HCF4052模拟开关U8的3管脚都连接电压比较器U6的反向输入端，所述电压比较器U6的同向输入端通过电容C12连接地信号GND，所述电压比较器U6的同向输入端连接电阻R24的一端，所述电阻R24的另一端通过电阻R25连接地信号GND，所述电阻R25的两端连接电流互感器AT。

一种智能电参数测试仪的控制方法，该方法包括以下步骤：

步骤a、单片机初始化；

步骤b、单片机自我检测，若出现故障指示，则跳转到步骤1，否则则跳转到步骤c；

步骤c、单片机通过电流测量电路、电压测量电路进行电压或电流的采样，然后进行数据的处理，所述数据的处理包括U电压计算、I电流计算、P功率计算、RMS真有效值计算、PF功率因数计算、HZ频率计算、Uthd电压谐波值计算、Ithd电流谐波值计算；

步骤d、单片机进行数字滤波；

步骤e、单片机进行电流量程切换；

步骤f、单片机进行通信处理；

步骤g、单片机进行电流量程切换；

步骤h、单片机进行UI处理；

步骤i、单片机进行U电压、I电流、P功率的精度计算后，跳转步骤c。

本发明的有益效果如下：本发明采用单片机作为处理器，保证测试速度的情况下，取代了使用电脑的繁琐处理，减小了体积，同时也降低了成本。

附图说明

图1为本发明系统框图图；

图2为本发明的电压放大模块电路原理图；

图3为本发明的电流传感器模块的电路原理图；

图4为本发明的一种智能电参数测试仪的控制方法的工作流程图。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功能，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

如图1、图2、图3所示，一种智能电参数测试仪,包括电流测量电路1、电压测量电路2、单片机3、显示器4，所述电流测量电路1、电压测量电路2都连接单片机3，所述单片机3连接显示器4，所述电流测量电路1包括电流传感器模块11、电流放大模块12、采样保持器A13、A/D转换器B14，所述电流传感器模块11连接电流放大模块12，所述电流放大模块12连接采样保持器A13，所述采样保持器A13连接A/D转换器B14，所述电压测量电路2包括电压传感器模块21、电压放大模块22、采样保持器D23、A/D转换器C24，所述电压传感器模块21连接电压放大模块22，所述电压放大模块22连接采样保持器D23，所述采样保持器D23连接A/D转换器C24。

电压放大模块22包括电阻R3、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R17、滑动变阻器R16、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、电容C2、电容C6、电容C8、电容C9、电压比较器U2，所述电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10之间相互串联，所述电阻R10通过二极管D1连接-5V电源，所述电阻R10通过电容C9连接地信号GND，所述二极管D1负极连接电压比较器U2的反向输入端，所述电压比较器U2的反向输入端通过电容C2连接电压比较器U2的输出端，所述电容C2与电阻R3相并联，所述电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14之间相互串联，所述电阻R14通过滑动变阻器R16连接电压比较器U2的同向输入端，所述电压比较器U2的同向输入端与电压比较器U2的反向输入端之间连接电容C6，所述电压比较器U2的同向输入端通过电阻R17连接地信号GND，所述电容C8与电阻R17相并联，所述二极管D2、二极管D3都与电容C6相并联，所述电压比较器U2的同向输入端通过二极管D4连接+5V电源。

电流传感器模块11包括电流互感器AT，所述电流放大模块12包括HCF4052模拟开关U8、电阻R30、电阻R31、电阻R32、电阻R33、电阻R37、电阻R38、电阻R39、电阻R40、电阻R24、电阻R25、电容C12、电压比较器U6，所述HCF4052模拟开关U8的16管脚连接+5V电源，所述HCF4052模拟开关U8的1管脚通过电阻R37连接地信号GND，所述HCF4052模拟开关U8的1管脚还通过电阻R30连接电压比较器U6的输出端，所述HCF4052模拟开关U8的5管脚还通过电阻R31连接电压比较器U6的输出端，所述HCF4052模拟开关U8的5管脚通过电阻R38连接地信号GND，所述HCF4052模拟开关U8的2管脚通过电阻R32连接电压比较器U6的输出端，所述HCF4052模拟开关U8的2管脚还通过电阻R39连接地信号GND，所述HCF4052模拟开关U8的4管脚通过电阻R33连接电压比较器U6的输出端，所述HCF4052模拟开关U8的4管脚还通过电阻R40连接地信号GND，所述HCF4052模拟开关U8的8管脚连接电压比较器U6的输出端，所述HCF4052模拟开关U8的13管脚、HCF4052模拟开关U8的3管脚都连接电压比较器U6的反向输入端，所述电压比较器U6的同向输入端通过电容C12连接地信号GND，所述电压比较器U6的同向输入端连接电阻R24的一端，所述电阻R24的另一端通过电阻R25连接地信号GND，所述电阻R25的两端连接电流互感器AT。

如图4所示，一种智能电参数测试仪的控制方法，该方法包括以下步骤：

步骤a、单片机初始化；

步骤b、单片机自我检测，若出现故障指示，则跳转到步骤1，否则则跳转到步骤c；

步骤c、单片机通过电流测量电路、电压测量电路进行电压或电流的采样，然后进行数据的处理，所述数据的处理包括U电压计算、I电流计算、P功率计算、RMS真有效值计算、PF功率因数计算、HZ频率计算、Uthd电压谐波值计算、Ithd电流谐波值计算；

步骤d、单片机进行数字滤波；

步骤e、单片机进行电流量程切换；

步骤f、单片机进行通信处理；

步骤g、单片机进行电流量程切换；

步骤h、单片机进行UI处理；

步骤i、单片机进行U电压、I电流、P功率的精度计算后，跳转步骤c。

本发明采用单片机作为处理器，保证测试速度的情况下，取代了使用电脑的繁琐处理，减小了体积，同时也降低了成本。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启发下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出许多形式，这些均属于本发明保护范围之内。

Claims (4)

1.一种智能电参数测试仪,其特征在于：包括电流测量电路(1)、电压测量电路(2)、单片机(3)、显示器(4)，所述电流测量电路(1)、电压测量电路(2)都连接单片机(3)，所述单片机(3)连接显示器(4)，所述电流测量电路(1)包括电流传感器模块(11)、电流放大模块(12)、采样保持器A(13)、A/D转换器B(14)，所述电流传感器模块(11)连接电流放大模块(12)，所述电流放大模块(12)连接采样保持器A(13)，所述采样保持器A(13)连接A/D转换器B(14)，所述电压测量电路(2)包括电压传感器模块(21)、电压放大模块(22)、采样保持器D(23)、A/D转换器C(24)，所述电压传感器模块(21)连接电压放大模块(22)，所述电压放大模块(22)连接采样保持器D(23)，所述采样保持器D(23)连接A/D转换器C(24)。

2.根据权利要求1所述一种智能电参数测试仪，其特征在于：所述电压放大模块(22)包括电阻R3、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R17、滑动变阻器R16、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、电容C2、电容C6、电容C8、电容C9、电压比较器U2，所述电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10之间相互串联，所述电阻R10通过二极管D1连接-5V电源，所述电阻R10通过电容C9连接地信号GND，所述二极管D1负极连接电压比较器U2的反向输入端，所述电压比较器U2的反向输入端通过电容C2连接电压比较器U2的输出端，所述电容C2与电阻R3相并联，所述电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14之间相互串联，所述电阻R14通过滑动变阻器R16连接电压比较器U2的同向输入端，所述电压比较器U2的同向输入端与电压比较器U2的反向输入端之间连接电容C6，所述电压比较器U2的同向输入端通过电阻R17连接地信号GND，所述电容C8与电阻R17相并联，所述二极管D2、二极管D3都与电容C6相并联，所述电压比较器U2的同向输入端通过二极管D4连接+5V电源。

3.根据权利要求1所述一种智能电参数测试仪，其特征在于：所述电流传感器模块(11)包括电流互感器AT，所述电流放大模块(12)包括HCF4052模拟开关U8、电阻R30、电阻R31、电阻R32、电阻R33、电阻R37、电阻R38、电阻R39、电阻R40、电阻R24、电阻R25、电容C12、电压比较器U6，所述HCF4052模拟开关U8的16管脚连接+5V电源，所述HCF4052模拟开关U8的1管脚通过电阻R37连接地信号GND，所述HCF4052模拟开关U8的1管脚还通过电阻R30连接电压比较器U6的输出端，所述HCF4052模拟开关U8的5管脚还通过电阻R31连接电压比较器U6的输出端，所述HCF4052模拟开关U8的5管脚通过电阻R38连接地信号GND，所述HCF4052模拟开关U8的2管脚通过电阻R32连接电压比较器U6的输出端，所述HCF4052模拟开关U8的2管脚还通过电阻R39连接地信号GND，所述HCF4052模拟开关U8的4管脚通过电阻R33连接电压比较器U6的输出端，所述HCF4052模拟开关U8的4管脚还通过电阻R40连接地信号GND，所述HCF4052模拟开关U8的8管脚连接电压比较器U6的输出端，所述HCF4052模拟开关U8的13管脚、HCF4052模拟开关U8的3管脚都连接电压比较器U6的反向输入端，所述电压比较器U6的同向输入端通过电容C12连接地信号GND，所述电压比较器U6的同向输入端连接电阻R24的一端，所述电阻R24的另一端通过电阻R25连接地信号GND，所述电阻R25的两端连接电流互感器AT。

4.一种智能电参数测试仪的控制方法，基于权利要求1所述一种智能电参数测试仪，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤a、单片机初始化；

步骤b、单片机自我检测，若出现故障指示，则跳转到步骤(1)，否则则跳转到步骤c；

步骤c、单片机通过电流测量电路、电压测量电路进行电压或电流的采样，然后进行数据的处理，所述数据的处理包括U电压计算、I电流计算、P功率计算、RMS真有效值计算、PF功率因数计算、HZ频率计算、Uthd电压谐波值计算、Ithd电流谐波值计算；

步骤d、单片机进行数字滤波；

步骤e、单片机进行电流量程切换；

步骤f、单片机进行通信处理；

步骤g、单片机进行电流量程切换；

步骤h、单片机进行UI处理；

步骤i、单片机进行U电压、I电流、P功率的精度计算后，跳转步骤c。