CN105974186A - 一种电压测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电压测量装置，包括电压表本体和测量组件；测量组件包括黑表笔、第一红表笔和第二红表笔；电压表本体的外表面设置有第一显示屏、第二显示屏、开关按钮、黑表笔插孔、第一红表笔插孔和第二红表笔插孔；电压表本体的内部包括第一数据采集模块、第二数据采集模块以及与第一数据采集模块和第二数据采集模块电连接的单片机；单片机分别与第一显示屏、第二显示屏和开关按钮电连接；第一红表笔插孔与第一数据采集模块电连接，第二红表笔插孔与第二数据采集模块电连接，黑表笔插孔与第一数据采集模块和第二数据采集模块电连接。本发明通过在电压表本体形成两套独立的测量回路，使用者能同时测量被测物体的上、下两端电压，提高测量效率。

Description

一种电压测量装置

技术领域

本发明涉及电力测量设备领域，具体而言，涉及一种电压测量装置。

背景技术

传统的指针式电压表都是根据电流的磁效应原理制成，电流越大，所产生的磁力越大，表现出的现象就是电压表上指针的摆幅越大。市面上也有一种数字电压表，能把电压表测量到的电压值以数字的形式显示出来。但是以上两种电压表在使用过程中，如测量一块保护压板两个不同区域的对地电压时，都需要分别测量保护压板的每个区域的对地电压，给使用者造成不便，使用效率也较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电压测量装置，其能够同时测量同一被测物体两个区域的电压，提高使用者的测量效率。

本发明实施例提供了一种电压测量装置，其包括电压表本体和测量组件。测量组件包括黑表笔、第一红表笔和第二红表笔；上述电压表本体的外表面设置有第一显示屏、第二显示屏、开关按钮、黑表笔插孔、第一红表笔插孔和第二红表笔插孔；上述电压表本体的内部包括第一数据采集模块、第二数据采集模块以及单片机，单片机与第一数据采集模块和第二数据采集模块电连接；此外，单片机的输出端分别与第一显示屏和第二显示屏电连接，第一红表笔插孔与第一数据采集模块电连接，第二红表笔插孔与第二数据采集模块电连接，黑表笔插孔与第一数据采集模块和第二数据采集模块电连接。当把第一红表笔插在第一红表笔插孔内，第二红表笔插 在第二红表笔插孔内，黑表笔插在黑表笔插孔内时，第一红表笔、黑表笔、第一数据采集模块、单片机以及第一显示屏形成了第一测量回路，第二红表笔、黑表笔、第二数据采集模块、单片机以及第二显示屏形成了第二测量回路，第一测量回路和第二测量回路相互独立。通过上述两套独立的测量回路，使得使用者能够同时测量同一设备上的不同区域的电压，提高了使用者的测量效率。

在本发明较佳的实施例中，所述黑表笔包括手持部和测量部，所述测量部的形状为鳄鱼夹式，所述鳄鱼夹式的测量部用于与测量物体接触面设有锯齿。

在本发明较佳的实施例中，所述第一红表笔和所述第二红表笔分别包括手持部和测量部，所述测量部的形状为月牙形。

在本发明较佳的实施例中，所述第一红表笔和所述第二红表笔的手持部分别设置有位置对应的螺纹孔，所述第一红表笔和所述第二红表笔通过所述螺纹孔匹配连接。

在本发明较佳的实施例中，所述第一红表笔和所述第二红表笔分别包括手持部和测量部，所述测量部的形状为鳄鱼夹式，所述鳄鱼夹式的测量部用于与测量物体接触面设有锯齿。

在本发明较佳的实施例中，所述电压表本体外表面设有声音播放装置，所述声音播放装置与所述单片机的输出端电连接。

在本发明较佳的实施例中，所述第一红表笔和所述黑表笔采集到的电压值为第一电压值，所述第二红表笔和所述黑表笔采集到的电压值为第二电压值，所述单片机，用于把所述第一电压值和所述第二电压值相减，得到电压差值；对所述电压差值取绝对值，把所述绝对值与预设在所述单片机内的电压差范围值进行比较；当所述绝对值不在所述电压差范围值内，驱动所述声音播放装置发出警报。

在本发明较佳的实施例中，所述电压表本体外表面设有按下可产生电 平变化的自检按钮，所述自检按钮与所述单片机电连接，以使当所述单片机检测到所述电平变化后，使所述第一显示屏和所述第二显示屏使能，同时驱动所述声音播放装置发出声音。

在本发明较佳的实施例中，所述电压表本体外表面设有开关指示灯，所述开关指示灯与所述单片机电连接。

在本发明较佳的实施例中，单片机是STM8系列。

本发明实施例的有益效果是：在所述电压测量装置的电压表本体外表面设置有第一显示屏、第二显示屏、开关按钮、黑表笔插孔、第一红表笔插孔和第二红表笔插孔；上述电压表本体的内部设有第一数据采集模块、第二数据采集模块以及单片机，单片机与第一数据采集模块和第二数据采集模块电连接；此外，单片机的输出端分别与第一显示屏和第二显示屏电连接，第一红表笔插孔与第一数据采集模块电连接，第二红表笔插孔与第二数据采集模块电连接，黑表笔插孔与第一数据采集模块和第二数据采集模块电连接。当把第一红表笔插在第一红表笔插孔内，第二红表笔插在第二红表笔插孔内，黑表笔插在黑表笔插孔内时，第一红表笔、黑表笔、第一数据采集模块、单片机以及第一显示屏形成了第一测量回路，第二红表笔、黑表笔、第二数据采集模块、单片机以及第二显示屏形成了第二测量回路，第一测量回路和第二测量回路相互独立。通过上述的两套独立测量回路，使得使用者能够同时测量同一设备上的不同区域的电压，提高了使用者的测量效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例电压测量装置的电压表本体的结构示意图；

图2为本发明实施例电压测量装置的电压表本体的电路的结构框图；

图3为本发明实施例电压测量装置的第一数据采集模块的电路图；

图4为本发明实施例电压测量装置的测量组件的黑表笔结构示意图；

图5为本发明实施例电压测量装置的测量组件的黑表笔的锯齿结构图

图6为本发明实施例电压测量装置的测量组件的第一红表笔结构示意图；

图7为本发明实施例电压测量装置的测量组件的第一红表笔和第二红表笔另一种实施方式的结构示意图；

图8为本发明实施例电压测量装置的电压表本体另一种实施方式的结构示意图；

图9为本发明实施例电压测量装置的电压表本体另一种实施方式的电路的结构框图。

图中：

电压表本体200；

第一显示屏201；第二显示屏202；开关按钮203；黑表笔插孔204；第一红表笔插孔205；第二红表笔插孔206；第一数据采集模块207；电压跟随单元2071；分压单元2072；等比放大单元2073；第二数据采集模块208；单片机209；声音播放装置210；自检按钮211；开关指示灯212；

黑表笔310；手持部311；测量部312；锯齿313；第一红表笔320；第一红表笔手持部321；第一红表笔测量部322；第二红表笔330；二合一红表笔340；二合一红表笔绞合点341。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描 述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本发明实施例提供一种电压测量装置，其包括电压表本体200和测量组件。其中，测量组件主要用于采集电压信号，电压表本体200主要用于处理测量组件采集的两个电信号后再进行数据显示。

电压表本体200包括设置在电压表本体200外表面的第一显示屏201、第二显示屏202、开关按钮203、黑表笔插孔204、第一红表笔插孔205和第二红表笔插孔206。如图2所示，电压表本体200内部设置有第一数据采集模块207、第二数据采集模块208以及单片机209。其中，第一数据采集模块207分别与黑表笔插孔204、第一红表笔插孔205以及单片机209电连接，第二数据采集模块208分别与黑表笔插孔204、第二红表笔插孔206以及单片机209电连接；此外，单片机209还分别与第一显示屏201和第二显示屏202电连接。

其中，第一数据采集模块207和第二数据采集模块208的结构相似，下面以第一数据采集模块207为例对这两个模块进行介绍。请参看图3，第一数据采集模块207包括电压跟随单元2071、分压单元2072、以及等比放大单元2073。电压跟随单元2071能产生1.65V固定电压；分压单元2072由电阻R3与R4串联形成，且R3/R4的阻值比为1/152。当第一红表笔320和黑表笔310把采集到的电压(范围是-250V～+250V)经V-和V+两端输入第一数据采集模块207后，采集到的电压经过分压单元2072被分压至-1.65V～+1.65V，分压后的电压叠加上1.65V输入放大倍数为1的等比放大单元2073，经OUT端口输出。即由V-和V+两端输入的-250V～+250V电压被等比缩小至0～3.3V由OUT端口输出。

单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器(CPU)、随机存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，广泛应用于工业控制领域。

在本实施例中，第一数据采集模块207与单片机209电连接。作为一种方式，可以直接通过导线将第一数据采集模块207的OUT端口和单片机209的A/D采样口连接。通过上述电连接，第一数据采集模块207可以将采集到的模拟电压信号传输到单片机209进行A/D转换，最终转换成数字电压信号。

作为一种实施方式，本发明实施例单片机209优选为STM8系列的单片机。STM8系列单片机具有12位A/D转换接口，因此，单片机209通过A/D采样可以将采集到的0-3.3V的模拟电压信号转换为0-4096个采样点，即1个采样点代表0.8mV电压。根据得到的采样点数，单片机209可计算得到第一数据采集模块207采集到的数字电压值，即采集电压＝(采样点数*(3.3/4096)-1.65)*152V。

在单片机209分别与第一显示屏201和第二显示屏202电连接后，单片机209在对模拟电压信号进行采样并转换为对应的数字电压值，再把得到的数字电压值分别输出给第一显示屏201和第二显示屏202，使第一显示屏201和第二显示屏202显示出相应的数字电压值。

在本实施例中测量组件包括黑表笔310、第一红表笔320以及第二红表笔330。当在测量电压的过程中，黑表笔310通过图1中的黑表笔插孔204与电压表本体200电连接，第一红表笔320通过图1中的第一红表笔插孔205与电压表本体200电连接，第二红表笔330通过图1中的第二红表笔插孔206与电压表本体200电连接。

请参看图4，黑表笔310包括手持部311和测量部312。作为一种实施方式，测量部312的形状可以为鳄鱼夹式，鳄鱼夹式的测量部312用于与测量物体接触面设有锯齿313。请参照图5，图5示出了从图4的A看向锯齿313的视角图。当使用者操控黑表笔310、第一红表笔320以及第二红表笔330测量物体电压时，锯齿313用于与被测量物体接触，以使黑表笔310的测量部312可以固定在被测量物体上，避免了使用者需要通过手持的方 式将黑表笔固定在被测量物体上，从而使得使用者能把注意力集中在操作第一红表笔320和第二红表笔330上，简化了操作过程。

请参看图6，第一红表笔320包括第一红表笔手持部321和第一红表笔测量部322，作为一种实施方式，第一红表笔测量部322的形状可以为月牙形。作为另一种实施方式，第一红表笔测量部322的形状也设计成如图4所示的鳄鱼夹式，当第一红表笔测量部322的形状也可以设计成如图4所示的鳄鱼夹式时，鳄鱼夹式的第一红表笔测量部322用于与测量物体接触面也可以设有锯齿。

由于第一红表笔320和第二红表笔330的结构与形状相似，此处对第二红表笔330的结构就不再做出过多赘述。

请参看图7，作为一种实施方式，第一红表笔320和第二红表笔330还可以做成一种二合一红表笔340，作为一种实施方式，第一红表笔320和第二红表笔330的手持部分别设置有位置对应的螺纹孔，第一红表笔320和第二红表笔330通过所述螺纹孔匹配连接形成一个二合一红表笔340，二合一红表笔340上有绞合点341，即二合一表笔为类似圆规结构，可通过绞合点341来调节二合一表笔的开口程度，以满足不同形式被测量物体的电压测量。值得说明的是，二合一红表笔340的外形虽然可以合一，但是包括在其中的第一红表笔320和第二红表笔330的内部线路都是彼此相互隔离且屏蔽良好。

当在测量过程中，可以把第一红表笔320插在第一红表笔插孔205内，第二红表笔330插在第二红表笔插孔206内，黑表笔310插在黑表笔插孔204内。第一红表笔320、黑表笔310、第一数据采集模块207、单片机209以及第一显示屏201形成了第一测量回路。第二红表笔330、黑表笔310、第二数据采集模块208、单片机209以及第二显示屏202形成了第二测量回路，第一测量回路和第二测量回路相互独立。

请参看图8，作为一种实施方式，电压表本体200外表面还可以设置有 声音播放装置210，请参看图9，声音播放装置210与单片机209的输出端电连接，单片机209可以驱动声音播放装置210播报语音。声音播放装置210的设置使得电压测量装置具有语音播报功能，用于语音播报第一显示屏201和第二显示屏202上的数字电压值，测量人员可根据声音播放装置210的语音播报，从听觉上感知电压测量装置所测到的电压值数值，减小读错概率。

当在设置声音播放装置210后，作为一种实施方式，所述单片机209，还可以用于对比第一红表笔320和黑表笔310采集到的第一电压值以及第二红表笔330和黑表笔310采集到的第二电压值，得到电压差值；当判断所述电压差值不在预设电压差范围值内，驱动所述声音播放装置210发出警报。

请参看图8，作为一种实施方式，电压表本体200外表面还设有按下产生电平变化的自检按钮211。自检按钮211与设置在电压表本体200内部的单片机209电连接，以使当单片机209检测到与所述自检按钮211电连接的端口的电平变化后，使第一显示屏201和第二显示屏202使能，同时驱动声音播放装置210发出声音。第一显示屏201和第二显示屏202使能表现为，按下自检按钮211后，第一显示屏201和第二显示屏202的每一位均开始轮显数字“8”，同时，单片机的输出端控制声音播放装置210输出如“自检完成”等语音。由此，可以检测第一显示屏201、第二显示屏202以及声音播放装置210的功能是否正常。

请参看图8，作为一种实施方式，电压表本体200外表面还设有开关指示灯212。请参看图9，开关指示灯212与设置在电压表本体200内部的单片机209电连接。当打开开关按钮203后，单片机209处于上电状态，并点亮开关指示灯212，方便使用者知晓电压测量装置是否处于工作状态。

综上所述，本发明实施例提供的测量组件包括电压表本体200和测量组件，测量组件包括黑表笔310、第一红表笔320和第二红表笔330；电压 表本体200包括设置在电压表本体200外表面的第一显示屏201、第二显示屏202、开关按钮203、黑表笔插孔204、第一红表笔插孔205和第二红表笔插孔206以及设置在电压表本体200内部的第一数据采集模块207、第二数据采集模块208以及单片机209。其中，第一数据采集模块207一端连接黑表笔插孔204和第一红表笔插孔205，另一端和单片机209电连接，第二数据采集模块208一端连接黑表笔插孔204和第二红表笔插孔206，另一端和单片机209电连接；此外，单片机209还分别与第一显示屏201和第二显示屏202电连接。当把第一红表笔320插在第一红表笔插孔205内，第二红表笔330插在第二红表笔插孔206内，黑表笔310插在黑表笔插孔204内时，第一红表笔320、黑表笔310、第一数据采集模块207、单片机209以及第一显示屏201形成了第一测量回路，第二红表笔330、黑表笔310、第二数据采集模块208、单片机209以及第二显示屏202形成了第二测量回路，第一测量回路和第二测量回路相互独立。通过上述的两套独立的测量回路，使得使用者能够同时测量同一设备上的不同区域的电压，提高了使用者的测量效率。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电压测量装置，其特征在于，包括电压表本体和测量组件；所述测量组件包括黑表笔、第一红表笔和第二红表笔；所述电压表本体的外表面设置有第一显示屏、第二显示屏、开关按钮、黑表笔插孔、第一红表笔插孔和第二红表笔插孔；所述电压表本体的内部包括第一数据采集模块、第二数据采集模块以及与所述第一数据采集模块和所述第二数据采集模块电连接的单片机；所述单片机分别与所述第一显示屏、所述第二显示屏以及所述开关按钮电连接，所述第一红表笔插孔与所述第一数据采集模块电连接，所述第二红表笔插孔与所述第二数据采集模块电连接，所述黑表笔插孔与所述第一数据采集模块和所述第二数据采集模块电连接。

2.根据权利要求1所述的电压测量装置，其特征在于，所述黑表笔包括手持部和测量部，所述测量部的形状为鳄鱼夹式，所述鳄鱼夹式的测量部用于与测量物体接触面设有锯齿。

3.根据权利要求1所述的电压测量装置，其特征在于，所述第一红表笔和所述第二红表笔分别包括手持部和测量部，所述测量部的形状为月牙形。

4.根据权利要求3所述的电压测量装置，其特征在于，所述第一红表笔和所述第二红表笔的手持部分别设置有位置对应的螺纹孔，所述第一红表笔和所述第二红表笔通过所述螺纹孔匹配连接。

5.根据权利要求1所述的电压测量装置，其特征在于，所述第一红表笔和所述第二红表笔分别包括手持部和测量部，所述测量部的形状为鳄鱼夹式，所述鳄鱼夹式的测量部用于与测量物体接触面设有锯齿。

6.根据权利要求1所述的电压测量装置，其特征在于，所述电压表本体外表面设有声音播放装置，所述声音播放装置与所述单片机的输出端电连接。

7.根据权利要求1所述的电压测量装置，其特征在于，所述第一红表笔和黑表笔采集到的电压值为第一电压值，所述第二红表笔和所述黑表笔采集到的电压值为第二电压值，

所述单片机，用于对比所述第一电压值和所述第二电压值得到电压差值；当判断所述电压差值不在预设电压差范围值内，驱动所述声音播放装置发出警报。

8.根据权利要求1所述的电压测量装置，其特征在于，所述电压表本体外表面设有按下可产生电平变化的自检按钮，所述自检按钮与所述单片机电连接，以使当所述单片机检测到所述电平变化后，使所述第一显示屏和所述第二显示屏使能，同时驱动所述声音播放装置发出声音。

9.根据权利要求8所述的电压测量装置，其特征在于，所述电压表本体外表面设有开关指示灯，所述开关指示灯与所述单片机电连接。

10.根据权利要求1所述的电压测量装置，其特征在于，所述单片机是STM8系列。