CN107918044A - 一种万用表电流测量过热侦测预警装置及预警方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种万用表电流测量过热侦测预警装置，其包括设于万用表中的器件温度传感器模块、控制模块、蜂鸣报警模块与保护回路模块，器件温度传感器模块靠近万用表中的元器件设置并与控制模块连接，控制模块与蜂鸣报警模块、保护回路模块连接，保护回路模块包括相互连接的测试电路与保护电路，测试电路用于测量电流值，保护电路用于在万用表电流测量过热时断开该测试电路。本发明还公开了一种预警方法，能避免万用表内部因温度过热造成损坏，提高万用表的安全性，延长万用表的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及万用表电流测量技术领域，特别涉及一种万用表电流测量过热侦测预警装置及由该万用表电流测量过热侦测预警装置实施的预警方法。
背景技术
随着科学技术的不断发展，人们的安全意识越来越高，而对于手持式测量万用表来说，产品在安规方面需要满足防止万用表内部过热、防火等基本要求。现阶段的手持式万用表均采用加粗PCB布局走线和防燃材料等方式满足安规的防火要求，但却没有满足防止万用表内部过热的安规要求。当产品使用的材料存在差异或者万用表长时间测量时，往往容易引起产品本身的安全隐患，而这种情况容易被使用者忽略，导致设备产生不可恢复性损坏后才被发现，万用表寿命大大降低。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述问题，提供一种万用表电流测量过热侦测预警装置。
本发明的目的还在于，针对上述问题，提供一种通过上述万用表电流测量过热侦测预警装置实施的预警方法。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案为：
依据安全标准IEC61010-2-030:2010要求，塑胶受热温度最大限值75℃，PCB受热温度最大限值130℃，在控制模块上设置的预警值为70℃；在大电流测量模式下，因操作员忽略或忘记使万用表长时间在大电流状态下工作，导致万用表内部元器件温度过高，因塑胶料ABS的耐热性一般，当温度到达85℃时会发生热变形，当万用表在高温的条件下工作，塑胶容易变黄，且受热能力变差，影响万用表的寿命。
万用表电流测量过热侦测预警装置包括器件温度传感器模块、环境温度参考模块、控制模块、蜂鸣报警模块与保护回路模块。该万用表电流测量过热侦测预警装置仅对万用表内部元器件处于温升达70℃的环境起警示保护作用，不对万用表内部元器件的其他功能及精度造成影响。
在大电流输入回路中，例如10A大电流，器件温度传感器模块侦测温度变化，然后将电压信号传给控制模块，控制模块对器件温度传感器模块的传输信号进行识别、运算、分析与处理，将分析得到的数值与控制模块内部设置的预警值进行比较，当其数值超过设置的预警值时，输出预警信号进行预警。
一种万用表电流测量过热侦测预警装置，其包括设于万用表中的器件温度传感器模块、控制模块、蜂鸣报警模块与保护回路模块，所述器件温度传感器模块靠近万用表中的元器件设置并与所述控制模块连接，该控制模块与所述蜂鸣报警模块、保护回路模块连接，该保护回路模块包括相互连接的测试电路与保护电路，所述测试电路用于测量电流值，该保护电路用于在万用表电流测量过热时断开该测试电路。
作为优选，所述温度传感器模块包括器件温度传感器侦测电路，该器件温度传感器侦测电路包括热敏电阻PTC3、电阻R57、电容C52，所述热敏电阻PTC3靠近万用表中的元器件设置，所述电容C52并联于该热敏电阻PTC3两端，该热敏电阻PTC3的一端与电源负极连接，该热敏电阻PTC3的另一端与所述电阻R57一端连接，该电阻R57的另一端与该控制模块的MCU_3V端口连接。
作为优选，所述蜂鸣报警模块包括蜂鸣报警电路，所述蜂鸣报警电路包括电阻R34、电阻R35、三极管Q15、蜂鸣器BZ，所述电阻R35的一端与所述控制模块的91端口连接，该电阻R35的另一端与所述三极管Q15的基极连接，该三极管Q15的发射极与电源负极连接，该三极管Q15的集电极与所述蜂鸣器BZ的负极连接，该蜂鸣器BZ的正极与所述电阻R35的一端连接，该电阻R35的另一端与电源正极连接。
作为优选，所述保护电路包括运算放大器U5、二极管D1、继电器K1、电阻R58、R59、三极管Q18，所述运算放大器U5的同相输入端与所述控制模块的CONT端口连接，该运算放大器U5的反相输入端与输出端连接，该运算放大器U5的输出端与所述电阻R58一端连接，该电阻R58的另一端与所述三极管Q18的基极连接，该三极管Q18的发射极与电源负极连接，该三极管Q18的集电极与所述继电器K1的1端连接，该继电器K1的2端与所述电阻R59的一端连接，该电阻R59的另一端与电源正极连接，该继电器K1的3端与所述测试电路连接，该继电器K1的5端与万用表测试负极连接。
作为优选，所述控制模块上连接有显示驱动电路，该显示驱动电路上连接有显示屏。
作为优选，所述控制模块上设置有环境温度参考模块。
一种预警方法，其包括以下步骤：
步骤一：在控制模块上设置预警时间、预警值与最大预警值；
步骤二：使用万用表长时间测量大电流时，万用表中的元器件发热，到达步骤一所述预警值，蜂鸣报警模块开始进行蜂鸣预警；
步骤三：蜂鸣报警模块进行蜂鸣预警超过步骤一所述预警时间或万用表中的元器件发热超过最大预警值，保护电路则会断开测试电路。
作为优选，所述温度传感器模块包括器件温度传感器侦测电路，该器件温度传感器侦测电路包括热敏电阻PTC3、电阻R57、电容C52，所述热敏电阻PTC3靠近万用表中的元器件设置，所述电容C52并联于该热敏电阻PTC3两端，该热敏电阻PTC3的一端与电源负极连接，该热敏电阻PTC3的另一端与所述电阻R57一端连接，该电阻R57的另一端与该控制模块的MCU_3V端口连接；
所述步骤二中，当万用表在长时间测试大电流时，万用表中的元器件温度上升，热敏电阻PTC3的阻值随着温度的升高而变大，该热敏电阻PTC3两端电压升高并传输给控制模块，控制模块将读取到的模拟信号转化为数字信号，并与预警值进行比较。
作为优选，所述控制模块上连接有显示驱动电路，该显示驱动电路上连接有显示屏；
所述步骤二中，当蜂鸣报警模块开始进行蜂鸣预警，显示屏上同时闪烁显示当前万用表中的元器件的温度值。
作为优选，所述步骤一中，预警时间为10秒，预警值为70℃，最大预警值为75℃；当万用表内部元器件温度达到70℃时，控制模块驱动蜂鸣报警模块进行蜂鸣预警；预警后，控制模块开始计数，当计数到10秒或万用表内部元器件温度大于或等于75℃，操作员还未采取保护措施，则控制模块触发保护电路断开测试电路。
本发明的有益效果为：本发明通过设置温度传感器模块、控制模块、蜂鸣报警模块与保护回路模块，能时刻侦测万用表在测量电流时，万用表中的元器件的温度；当万用表中的元器件温度超过预警值时，蜂鸣报警模块能及时进行蜂鸣预警通知操作员暂停测量；当万用表中的元器件温度超过最大预警值，保护回路模块中的保护电路能迅速断开测试电路，避免万用表内部因温度过热造成损坏，提高万用表的安全性，延长万用表的使用寿命。
下面结合附图与实施例，对本发明进一步说明。
附图说明
图1是本发明的原理框架图；
图2是本发明中器件温度传感器模块的电路图；
图3是本发明中保护回路模块的电路图。
具体实施方式
实施例：如图1至图3所示，本发明为一种万用表电流测量过热侦测预警装置，其包括设于万用表中的器件温度传感器模块、控制模块、蜂鸣报警模块与保护回路模块，所述器件温度传感器模块靠近万用表中容易产生大量热量的发热元器件设置并与所述控制模块连接，该控制模块与所述蜂鸣报警模块、保护回路模块连接，蜂鸣报警模块能在万用表中的元器件过热时发出预警提示，该保护回路模块包括相互连接的测试电路与保护电路，所述测试电路用于测量电流值，该保护电路1用于在万用表电流测量过热时断开该测试电路。
本实施例中，如图2所示，所述温度传感器模块包括器件温度传感器侦测电路，该器件温度传感器侦测电路包括热敏电阻PTC3、电阻R57、电容C52，所述热敏电阻PTC3靠近万用表中的元器件设置，所述电容C52并联于该热敏电阻PTC3两端，该电容C52作用为滤除杂波干扰，该热敏电阻PTC3的一端与电源负极连接，该热敏电阻PTC3的另一端与所述电阻R57一端连接，该电阻R57的另一端与该控制模块的MCU_3V端口连接。
本实施例中，所述蜂鸣报警模块包括蜂鸣报警电路，所述蜂鸣报警电路包括电阻R34、电阻R35、三极管Q15、蜂鸣器BZ，所述电阻R35的一端与所述控制模块的91端口连接，该电阻R35的另一端与所述三极管Q15的基极连接，该三极管Q15的发射极与电源负极连接，该三极管Q15的集电极与所述蜂鸣器BZ的负极连接，该蜂鸣器BZ的正极与所述电阻R35的一端连接，该电阻R35的另一端与电源正极连接。
本实施例中，如图3所示，所述保护电路1包括运算放大器U5、二极管D1、继电器K1、电阻R58、R59、三极管Q18，所述运算放大器U5的同相输入端与所述控制模块的CONT端口连接，该运算放大器U5的反相输入端与输出端连接，该运算放大器U5的输出端与所述电阻R58一端连接，该电阻R58的另一端与所述三极管Q18的基极连接，该三极管Q18的发射极与电源负极连接，该三极管Q18的集电极与所述继电器K1的1端连接，该继电器K1的2端与所述电阻R59的一端连接，该电阻R59的另一端与电源正极连接，该继电器K1的3端与所述测试电路连接，该继电器K1的5端与万用表测试负极连接；
当万用表内部的元器件温度大于最大预警值时，控制模块通过CONT端口输出高电平，驱动三极管Q18，进而断开继电器K1，达到切断测试回路的目的。
本实施例中，所述控制模块上连接有显示驱动电路，该显示驱动电路上连接有显示屏；显示屏为LED屏或LCD屏。
本实施例中，所述控制模块上设置有环境温度参考模块。
一种预警方法，其包括以下步骤：
步骤一：在控制模块上设置预警时间、预警值与最大预警值；
步骤二：使用万用表长时间测量大电流时，万用表中的元器件发热，到达步骤一所述预警值，蜂鸣报警模块开始进行蜂鸣预警；
步骤三：蜂鸣报警模块进行蜂鸣预警超过步骤一所述预警时间或万用表中的元器件发热超过最大预警值，保护电路1则会断开测试电路。
本实施例中，所述温度传感器模块包括器件温度传感器侦测电路，该器件温度传感器侦测电路包括热敏电阻PTC3、电阻R57、电容C52，所述热敏电阻PTC3靠近万用表中的元器件设置，所述电容C52并联于该热敏电阻PTC3两端，该热敏电阻PTC3的一端与电源负极连接，该热敏电阻PTC3的另一端与所述电阻R57一端连接，该电阻R57的另一端与该控制模块的MCU_3V端口连接；
所述步骤二中，当万用表在长时间测试大电流时，万用表中的元器件温度上升，热敏电阻PTC3的阻值随着温度的升高而变大，该热敏电阻PTC3两端电压升高并传输给控制模块，控制模块将读取到的模拟信号转化为数字信号，并与预警值进行比较。
本实施例中，所述控制模块上连接有显示驱动电路，该显示驱动电路上连接有显示屏；
所述步骤二中，当蜂鸣报警模块开始进行蜂鸣预警，显示屏上同时闪烁显示当前万用表中的元器件的温度值。
本实施例中，所述步骤一中，预警时间为10秒，预警值为70℃，最大预警值为75℃；当万用表内部元器件温度达到70℃时，控制模块驱动蜂鸣报警模块进行蜂鸣预警；预警后，控制模块开始计数，当计数到10秒或万用表内部元器件温度大于或等于75℃，操作员还未采取保护措施，则控制模块触发保护电路断开测试电路。
依据安全标准IEC61010-2-030:2010要求，塑胶受热温度最大限值75℃，PCB受热温度最大限值130℃，在控制模块上设置的预警值为70℃；在大电流测量模式下，因操作员忽略或忘记使万用表长时间在大电流状态下工作，导致万用表内部元器件温度过高，因塑胶料ABS的耐热性一般，当温度到达85℃时会发生热变形，当万用表在高温的条件下工作，塑胶容易变黄，且受热能力变差，影响万用表的寿命。
万用表电流测量过热侦测预警装置器件温度传感器模块、环境温度参考模块、控制模块、蜂鸣报警模块与保护回路模块。该万用表电流测量过热侦测预警装置仅对万用表内部元器件处于温升达70℃的环境起警示保护作用，不对万用表内部元器件的其他功能及精度造成影响。
本发明通过设置温度传感器模块、控制模块、蜂鸣报警模块与保护回路模块，能时刻侦测万用表在测量电流时，万用表中的元器件的温度；当万用表中的元器件温度超过预警值时，蜂鸣报警模块能及时进行蜂鸣预警通知操作员暂停测量；当万用表中的元器件温度超过最大预警值，保护回路模块中的保护电路1能迅速断开测试电路，避免万用表内部因温度过热造成损坏，提高万用表的安全性，延长万用表的使用寿命。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。故凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种万用表电流测量过热侦测预警装置，其特征在于：其包括设于万用表中的器件温度传感器模块、控制模块、蜂鸣报警模块与保护回路模块，所述器件温度传感器模块靠近万用表中的元器件设置并与所述控制模块连接，该控制模块与所述蜂鸣报警模块、保护回路模块连接，该保护回路模块包括相互连接的测试电路与保护电路，所述测试电路用于测量电流值，该保护电路用于在万用表电流测量过热时断开该测试电路。
2.根据权利要求1所述万用表电流测量过热侦测预警装置，其特征在于，所述温度传感器模块包括器件温度传感器侦测电路，该器件温度传感器侦测电路包括热敏电阻PTC3、电阻R57、电容C52，所述热敏电阻PTC3靠近万用表中的元器件设置，所述电容C52并联于该热敏电阻PTC3两端，该热敏电阻PTC3的一端与电源负极连接，该热敏电阻PTC3的另一端与所述电阻R57一端连接，该电阻R57的另一端与该控制模块的MCU_3V端口连接。
3.根据权利要求1所述万用表电流测量过热侦测预警装置，其特征在于，所述蜂鸣报警模块包括蜂鸣报警电路，所述蜂鸣报警电路包括电阻R34、电阻R35、三极管Q15、蜂鸣器BZ，所述电阻R35的一端与所述控制模块的91端口连接，该电阻R35的另一端与所述三极管Q15的基极连接，该三极管Q15的发射极与电源负极连接，该三极管Q15的集电极与所述蜂鸣器BZ的负极连接，该蜂鸣器BZ的正极与所述电阻R35的一端连接，该电阻R35的另一端与电源正极连接。
4.根据权利要求1所述万用表电流测量过热侦测预警装置，其特征在于，所述保护电路包括运算放大器U5、二极管D1、继电器K1、电阻R58、R59、三极管Q18，所述运算放大器U5的同相输入端与所述控制模块的CONT端口连接，该运算放大器U5的反相输入端与输出端连接，该运算放大器U5的输出端与所述电阻R58一端连接，该电阻R58的另一端与所述三极管Q18的基极连接，该三极管Q18的发射极与电源负极连接，该三极管Q18的集电极与所述继电器K1的1端连接，该继电器K1的2端与所述电阻R59的一端连接，该电阻R59的另一端与电源正极连接，该继电器K1的3端与所述测试电路连接，该继电器K1的5端与万用表测试负极连接。
5.根据权利要求1所述万用表电流测量过热侦测预警装置，其特征在于，所述控制模块上连接有显示驱动电路，该显示驱动电路上连接有显示屏。
6.根据权利要求1所述万用表电流测量过热侦测预警装置，其特征在于，所述控制模块上设置有环境温度参考模块。
7.根据权利要求1所述万用表电流测量过热侦测预警装置实施的预警方法，其特征在于，其包括以下步骤：
步骤一：在控制模块上设置预警时间、预警值与最大预警值；
步骤二：使用万用表长时间测量大电流时，万用表中的元器件发热，到达步骤一所述预警值，蜂鸣报警模块开始进行蜂鸣预警；
步骤三：蜂鸣报警模块进行蜂鸣预警超过步骤一所述预警时间或万用表中的元器件发热超过最大预警值，保护电路则会断开测试电路。
8.根据权利要求7所述预警方法，其特征在于，所述温度传感器模块包括器件温度传感器侦测电路，该器件温度传感器侦测电路包括热敏电阻PTC3、电阻R57、电容C52，所述热敏电阻PTC3靠近万用表中的元器件设置，所述电容C52并联于该热敏电阻PTC3两端，该热敏电阻PTC3的一端与电源负极连接，该热敏电阻PTC3的另一端与所述电阻R57一端连接，该电阻R57的另一端与该控制模块的MCU_3V端口连接；
所述步骤二中，当万用表在长时间测试大电流时，万用表中的元器件温度上升，热敏电阻PTC3的阻值随着温度的升高而变大，该热敏电阻PTC3两端电压升高并传输给控制模块，控制模块将读取到的模拟信号转化为数字信号，并与预警值进行比较。
9.根据权利要求7所述预警方法，其特征在于，所述控制模块上连接有显示驱动电路，该显示驱动电路上连接有显示屏；
所述步骤二中，当蜂鸣报警模块开始进行蜂鸣预警，显示屏上同时闪烁显示当前万用表中的元器件的温度值。
10.根据权利要求7所述预警方法，其特征在于，所述步骤一中，预警时间为10秒，预警值为70℃，最大预警值为75℃；
当万用表内部元器件温度达到70℃时，控制模块驱动蜂鸣报警模块进行蜂鸣预警；预警后，控制模块开始计数，当计数到10秒或万用表内部元器件温度大于或等于75℃，操作员还未采取保护措施，则控制模块触发保护电路断开测试电路。
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