CN108490266A - 一种相对介损及电容量测试仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种相对介损及电容量测试仪，包括便携式盒体和安装在便携式盒体内的电路装置；电路装置包括操作面板、电池电源管理单元、无线通信单元、测量单元和显示控制单元；显示控制单元分别与无线通信单元和测量单元双向信号电连接；电池电源管理单元使用时提供电源；工作时测量单元在显示控制单元的控制下负责PT二次侧电压、末屏泄漏电流数据的采集及数字信号处理；显示控制单元通过键盘完成人机交互，控制测量单元启动测量并实时读取测量单元的测量数据进行实时显示、存储、打印输出；需要时显示控制单元将数据通过无线通信单元实时上传给配套的上位机实施同步监控。本发明结构紧凑、便于携带、使用时功能全面、测试精度高且操作方便。

Description

一种相对介损及电容量测试仪

本发明专利申请是申请号为201510442774.4，申请日为2015年7月24日，发明创造名称为“相对介损及电容量测试仪”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及电力系统测试工具技术领域，具体涉及一种用于对供电系统中的容性设备的相对介质损耗因数及电容量比值进行测量的相对介损及电容量测试仪。

背景技术

电容型电流互感器、电容式电压互感器、耦合电容器、电容性套管等容性设备以及金属氧化物避雷器的绝缘状态事关供电设备的安全运行和供电安全，由于容性设备容易因绝缘受潮、油质劣化等原因使得绝缘受损，因而需要定期对运行中的容性设备绝缘状态进行带电测试；当前常用的检测方法是采用相应的装置检测容性设备的相对介质损耗因数等状态参量并加以分析，进而判断和评价被测试的容性设备的绝缘状态。所谓相对介质损耗因数，是指两个电容型设备在并联情况下或异相相同电压下在电容末端测得两个电流矢量差，对该差值进行正切换算所得的数值。

目前常见的用于相对介损及电容量测试的装置，存在功能不全面、测试精度不高、携带和操作不便等问题，因此，研发一种功能全面、测试精度高、携带和使用方便的相对介损及电容量测试，对提高供电部门检测容性设备的速度和质量、保障供电安全，显得十分必要。

发明内容

本发明的目的是：针对现有技术中存在的问题，提供一种结构紧凑、便于携带、使用时功能全面、测试精度高且操作方便的相对介损及电容量测试仪。

本发明的技术方案是：本发明的相对介损及电容量测试仪，其结构特点是：包括便携式盒体和安装在便携式盒体内的电路装置；上述电路装置包括操作面板、电池电源管理单元、无线通信单元、测量单元和显示控制单元；

显示控制单元分别与无线通信单元和测量单元双向信号电连接；电池电源管理单元使用时用于提供工作电源；

上述测量单元包括参考电压接口、参考电流接口、被检设备电流接口、参考电压/电流调理模块、被测电流调理模块、二阶抗混叠低通滤波器、AD转换模块、FFT数字信号处理模块和第二串行接口；

参考电压接口、参考电流接口和被检设备电流接口均分别设置在操作面板上；参考电压/电流调理模块分别与参考电压接口和参考电流接口电连接；被测电流调理模块与被检设备电流接口电连接；二阶抗混叠低通滤波器分别与参考电压/电流调理模块和被测电流调理模块电连接；AD转换模块与二阶抗混叠低通滤波器电连接；AD转换模块与FFT数字信号处理模块双向信号电连接；FFT数字信号处理模块与第二串行接口双向信号电连接；

显示控制单元包括主控模块、键盘模块、液晶显示模块、存储模块、打印机模块、无线通信接口、测量通信接口、上位机通信接口和U盘接口；

键盘模块、液晶显示模块、上位机通信接口以及U盘接口均分别设置在操作面板上；打印机模块设置在便携式盒体上；

主控模块与键盘模块信号电连接；液晶显示模块和打印机模块分别与主控模块信号电连接；主控模块分别与存储模块和U盘接口双向信号电连接；主控模块通过无线通信接口与无线通信单元通信；主控模块的测量通信接口与测量单元的第二串行接口双向信号电连接；

上述电池电源管理单元包括第一控制模块、开关机检测模块、充电管理模块、锂电池、开关机控制模块、DC-DC降压模块、充电接口和电源开关；充电接口和电源开关设置在操作面板上；

第一控制模块设有开关机检测信号输入端、充电管理信号通信端、开关机控制信号输出端和电源输出控制端；开关机检测模块设有信号输入端和信号输出端；充电管理模块设有充电电源输入端、充电控制信号通信端和电源输出端；锂电池设有充电电源输入端和电源输出端；开关机控制模设有控制信号输入端、电源输入端和电源输出端；DC-DC降压模块设有控制信号输入端、电源输入端和电源输出端；

第一控制模块的开关机检测信号输入端与开关机检测模块的信号输出端信号电连接；第一控制模块的充电管理信号通信端与充电管理模块的充电控制信号通信端双向信号电连接；开关机检测模块的信号输入端与电源开关电连接；充电管理模块的充电电源输入端与充电接口电连接；锂电池的充电电源输入端与充电管理模块的电源输出端电连接；开关机控制模的控制信号输入端与第一控制模块的开关机控制信号输出端信号电连接；开关机控制模的电源输入端与锂电池的电源输出端电连接；DC-DC降压模块的控制信号输入端与第一控制模块的电源输出控制端信号电连接；DC-DC降压模块的电源输入端与开关机控制模的电源输出端电连接；DC-DC降压模块的电源输出端使用时输出工作电源；

上述测量单元的参考电压/电流调理模块包括多档取样电阻和可变增益放大器；二阶抗混叠低通滤波器包括1个二阶巴特沃斯有源低通滤波器和1个一阶无源RC低通滤波器；

上述电池电源管理单元的充电管理模块包括外接电源检测电路、PWM充电电路、电池电压检测电路和充电电流检测电路；第一控制模块的核心器件为MSP430F2012单片机；DC-DC降压模块的核心器件为LM2675型号的高效率开关电源芯片；

上述无线通信单元包括第二控制模块、第一串行接口、射频通信模块、射频功放模块和天线；

第二控制模块分别与第一串行接口和射频通信模块双向信号电连接；射频功放模块分别与射频通信模块和天线双向信号电连接；

上述测量单元的AD转换模块的核心器件为MSP430AFE253型号的超低功耗 16 位微控制器；FFT数字信号处理模块的核心器件为带浮点运算单元的STM32F405型号的CPU；

上述显示控制单元的主控模块的核心器件为基于ARM7TDMI核的S3C44B0型号的高性能微处理器；打印机模块的核心器件为8位并口通讯的微型热敏打印机；

上述无线通信单元的射频通信模块的核心器件为基于433MHz频段的SI4463型号的无线射频芯片。

本发明具有积极的效果：（1）本发明的相对介损及电容量测试仪，采用便携式盒体，电路装置安装在便携式盒体内，结构紧凑、便于携带，适用于供电部门户外作业之用。（2）本发明的相对介损及电容量测试仪，使用时接线和操作均在操作面板上进行，操作界面直观明了；工作时大屏幕点阵液晶显示器能够实时显示各测量数据；测量数据自动保存；微型热敏打印机可打印输出测量结果；可利用外接U盘辅助存储；操作方便十分方便，易于操作人员使用。通过的组成。（3）本发明的相对介损及电容量测试仪，具有绝对法和相对法测量功能，可根据现场情况灵活选用；具备多种检测功能，可带电检测电容型设备的介质损耗、电容量和氧化锌避雷器的阻性电流、容性电流参数，并可作为常规介损测试仪器使用和校验；功能全面。（4）本发明的相对介损及电容量测试仪，其使用时可自动跟踪试验信号的频率，能适应45Hz～65Hz工频范围内介损的测量；采样信号经有效滤波后由高精度模数转换器对参考信号和被试信号进行同步高速采样，再对信号进行FFT变换，经过数字滤波算法，得到被试品与参考试品之间电容比和介损值；试验数据不受谐波影响，抗干扰能力强；测试精度高。（5）本发明的相对介损及电容量测试仪，内置大容量锂离子电池，可连续工作8小时，不受现场供电电源限制；且具有自动关机功能，若十分钟内无任何操作则自动关机。

附图说明

图1为本发明的电路结构示意框图；

图2为图1中的电池电源管理单元的电路结构示意框图；

图3为图1中的无线通信单元的电路结构示意框图；

图4为图1中的测量单元的电路结构示意框图；

图5为图1中的显示控制单元的电路结构示意框图。

上述附图中的附图标记如下：

电池电源管理单元1，第一控制模块11，开关机检测模块12，充电管理模块13，锂电池14，开关机控制模块15，DC-DC降压模块16，充电接口17，电源开关18；

无线通信单元2，第二控制模块21，第一串行接口22，射频通信模块23，射频功放模块24，天线25；

测量单元3，参考电压接口31，参考电流接口32，被检设备电流接口33，参考电压/电流调理模块34，被测电流调理模块35，二阶抗混叠低通滤波器36，AD转换模块37，FFT数字信号处理模块38，第二串行接口39；

显示控制单元4，主控模块41，键盘模块42，液晶显示模块43，存储模块44，打印机模块45，无线通信接口46，测量通信接口47，上位机通信接口48，U盘接口49。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

（实施例1）

见图1，本实施例的相对介损及电容量测试仪，主要由便携式盒体和安装在便携式盒体内的电路装置组成。电路装置主要包括操作面板、电池电源管理单元1、无线通信单元2、测量单元3和显示控制单元4。

显示控制单元4分别与无线通信单元2和测量单元3双向信号电连接，电池电源管理单元1使用时用于对其他各单元提供工作电源；本实施例中，显示控制模块4与测量模块3及无线通讯模块2的通信方式优选采用RS232总线通信。

见图2，电池电源管理单元1主要由第一控制模块11、开关机检测模块12、充电管理模块13、锂电池14、开关机控制模块15、DC-DC降压模块16、充电接口17和电源开关18组成。

第一控制模块11设有开关机检测信号输入端、充电管理信号通信端、开关机控制信号输出端和电源输出控制端；开关机检测模块12设有信号输入端和信号输出端；充电管理模块13设有充电电源输入端、充电控制信号通信端和电源输出端；锂电池14设有充电电源输入端和电源输出端；开关机控制模15设有控制信号输入端、电源输入端和电源输出端；DC-DC降压模块16设有控制信号输入端、电源输入端和电源输出端；充电接口17和电源开关18设置在操作面板上；

第一控制模块11的开关机检测信号输入端与开关机检测模块12的信号输出端信号电连接；第一控制模块11的充电管理信号通信端与充电管理模块13的充电控制信号通信端双向信号电连接；开关机检测模块12的信号输入端与电源开关18电连接；充电管理模块13的充电电源输入端与充电接口17电连接；锂电池14的充电电源输入端与充电管理模块13的电源输出端电连接；开关机控制模15的控制信号输入端与第一控制模块11的开关机控制信号输出端信号电连接；开关机控制模15的电源输入端与锂电池14的电源输出端电连接；DC-DC降压模块16的控制信号输入端与第一控制模块11的电源输出控制端信号电连接；DC-DC降压模块16的电源输入端与开关机控制模15的电源输出端电连接；DC-DC降压模块16的电源输出端使用时用于对其他各单元提供工作电源。

第一控制模块11的核心器件本实施例中优选采用MSP430F2012单片机，其主频为16MHz，具有PWM定时器，可以产生频率为62.5KHZ 8位分辨率为的PWM信号，多通道10位AD模数转换器可采集电池电压及电流。

开关机检测模块12用于检测电源开关18是否按下并将检测的信号传输给第一控制模块11判断是开机或是关机。

充电管理模块13包括是否外接电源的检测电路、PWM充电电路、电池电压检测电路和充电电流检测电路；充电管理模块13在第一控制模块11的控制下对锂电池14进行充电和管理。

开关机控制模块15可在第一控制模块11的控制下切断向DC-DC降压模块16供电电源，实现自动关机；DC-DC降压模块16的核心器件本实施例中优选采用LM2675高效率开关电源芯片，其输出为5V。

见图3，无线通信单元2主要由第二控制模块21、第一串行接口22、射频通信模块23、射频功放模块24和天线25组成。

第二控制模块21分别与第一串行接口22和射频通信模块23双向信号电连接；射频功放模块24分别与射频通信模块23和天线25双向信号电连接。

射频通信模块23的核心器件本实施例中优选采用基于433MHz频段的无线射频芯片SI4463；第一串行接口22采用UART串行接口，用于和显示控制单元4通信；设置射频功放模块24的目的在于使用时与配套的上位机实现远距离可靠通信以实现数据交互。本实施例中，其在空旷条件下无线通讯直视距离可达2公里。

见图4，测量单元3主要由参考电压接口31、参考电流接口32、被检设备电流接口33、参考电压/电流调理模块34、被测电流调理模块35、二阶抗混叠低通滤波器36、AD转换模块37、FFT数字信号处理模块38和第二串行接口39组成。

参考电压接口31、参考电流接口32和被检设备电流接口33均分别设置在操作面板上；参考电压/电流调理模块34分别与参考电压接口31和参考电流接口32电连接；被测电流调理模块35与被检设备电流接口33电连接；二阶抗混叠低通滤波器36分别与参考电压/电流调理模块34和被测电流调理模块35电连接；AD转换模块37与二阶抗混叠低通滤波器36电连接；AD转换模块37与FFT数字信号处理模块38双向信号电连接；FFT数字信号处理模块38与第二串行接口39双向信号电连接；第二串行接口39和显示控制单元4通信。

参考电压/电流调理模块34包括多档取样电阻和可变增益放大器，可实现输入信号的超宽范围测量。

二阶抗混叠低通滤波器36包括1个典型的二阶巴特沃斯有源低通滤波器和1个一阶无源RC低通滤波器，以实现有效的数字滤波。

AD转换模块37的核心器件本实施例中优选采用美国德州仪器TI针对计量与智能电网应用推出的MSP430AFE2xx系列计量模拟前端 (AFE) 超低功耗 16 位微控制器。

FFT数字信号处理模块38的核心器件本实施例中优选采用意法半导体ST生产的Cortex-M4 带浮点运算单元的STM32F405型号的CPU。

见图5，显示控制单元4主要由主控模块41、键盘模块42、液晶显示模块43、存储模块44、打印机模块45、无线通信接口46、测量通信接口47、上位机通信接口48和U盘接口49组成。

键盘模块42、液晶显示模块43、上位机通信接口48以及U盘接口49均分别设置在操作面板上；打印机模块45设置在便携式盒体上。

主控模块41与键盘模块42信号电连接；液晶显示模块43和打印机模块45分别与主控模块41信号电连接；主控模块41分别与存储模块44和U盘接口49双向信号电连接；主控模块41通过无线通信接口46与无线通信单元2的第一串行接口22双向信号电连接；主控模块41通过测量通信接口47与测量单元3的第二串行接口39双向信号电连接；主控模块41可选择性地通过上位机通信接口48与配套的上位机有线信号电连接。

主控模块41的核心器件本实施例中优选采用三星公司基于ARM7TDMI核的S3C44B0型号的高性能微处理器。打印机模块45核心器件本实施例中优选采用8位并口通讯的微型热敏打印机。

（应用例）

前述实施例的相对介损及电容量测试仪，其在使用时的工作原理和工作过程简述如下：

电池电源管理单元1负责对仪器内置的锂电池14进行充放电管理以及产生各模块工作电源以及控制电源开关机；显示控制单元4负责人机交互，负责监视用户通过键盘模块42操作并做出相应显示，以及控制测量单元3进行测量并读取测量数据以及执行显示、储存、打印等操作，负责将测量数据发送给无线通讯单元2；无线通讯单元2负责与配套设置的上位机联机通讯，实时将测量数据上传到上位机。显示控制单元4与测量单元3以及无线通讯单元2采用RS232形式通讯，整个仪器统一由显示控制单元4为主负责协调控制各模块按流程工作。

前述实施例的相对介损及电容量测试仪，支持从PT二次侧取电压作为参考的绝对测量法或者取同相试品作为参考的相对测量法；其在使用时，根据所需测量的对象正确接线后，按下电源开关18开机，仪器即可自动进行工作：

测量单元3主要负责PT二次侧电压、末屏泄漏电流数据的采集及数字信号处理；测量单元3 的参考电压/电流调理模块34或被测电流调理模块35从相应的接口取得信号经二阶抗混叠低通滤波器36有效的数字滤波后将信号发送给AD转换模块37；AD转换模块37在FFT数字信号处理模块38的控制下将模拟信号转换为数字信号并自动将数字量发送给FFT数字信号处理模块38计算处理，FFT数字信号处理模块38将数据经快速傅里叶变换（FFT）及频谱泄漏校正算法计算出电压、电流有效值、频率、相位差等参数。

显示控制单元4通过键盘模块42接收键盘命令、完成人机交互；显示控制单元4与测量单元3通信，控制测量单元3启动测量并实时读取测量单元3的测量数据，一方面通过液晶显示模块43进行实时显示；存储模块44进行存储，必要时还可通过U盘接口49利用U盘存储数据；打印机模块45执行打印输出；另一方面显示控制单元4将数据通过无线通信单元2实时上传给配套的上位机实施同步监控。

前述实施例的相对介损及电容量测试仪，其在使用时的功能特点有：

①同时具备绝对法和相对法测量功能，可根据现场情况灵活选用；

②具备多种检测功能，可带电检测电容型设备的介质损耗、电容量和氧化锌避雷器的阻性电流、容性电流参数，并可作为常规介损测试仪器（外施电源）使用和校验；

③可测量显示被试设备与参考设备的电容比和相对介损值，也先置入参考设备的试验数据，直读被试设备的电容量和介损值，便于和停电试验数据做比对；

④内部采用高精度模数转换器对参考信号和被试信号进行同步高速采样，再对信号进行FFT变换，经过数字滤波算法，得到被试品与参考试品之间电容比和介损值；试验数据不受谐波影响，抗干扰能力强；

⑤可以自动跟踪试验信号的频率，能适应45Hz～65Hz工频范围内介损的测量；

⑥实时显示各测量数据，并可连续测量保存为数据报表；机内可保存多达4000组测量数据，还可将测量结果存到外接U盘；微型热敏打印机可打印输出测量结果；

⑦内置大容量锂离子电池，可连续工作8小时，方便随身携带测量，不受现场供电电源限制；具有自动关机功能，十分钟内无任何操作自动关机；

⑧大屏幕点阵液晶显示器，阳光下能清晰显示；操作界面直观明了，用户只需按提示操作即可；

⑨具有RS232和USB接口，可用U盘进行软件升级。

前述实施例的相对介损及电容量测试仪，其在使用时的主要技术指标如下：

供电电源： 内附大容量12芯锂离子电池；

充电电源： AC100V ～ 220V 50Hz/60Hz；

工作环境温度： -10°C～50°C；

工作环境湿度： 30%～85%；

电流测量范围： 100uA～1A；

电流测量范围： 1mA～1A；

电流测量精度： ±（0.5%读数+10uA）；

参考电压输入范围： 1～300V；

介质损耗测量范围： -200%～+200% ，最小分辨率 0.001%；

介质损耗测量精度： ±（1%读数+0.0005）；

电容比值测量范围： 1.000E-4～1.000E+4 ；

电容比值测量精度： ±（0.5%读数+5个字）；

电容量测量范围： 10pF～0.5uF；

电容量测量精度： ±（0.5%读数+1pF）；

全电流测量范围： 100uA～1A；

阻性电流测量范围： 10μA～100mA；

阻性电流测量精度： ±（读数×5%+5uA）；

容性电流测量范围： 100μA～500mA；

容性电流测量精度： ±（读数×5%+5uA）；

相位测量范围： 0°～360°；

相位测量精度： ±0.1°；

接地电流测量范围： 5mA～30A；

接地电流测量精度： ±（1%读数+1mA）；

频率测量范围： f=45Hz～65Hz；

频率测量精度： ±0.5Hz。

以上实施例是对本发明的具体实施方式的说明，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变换和变化而得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应该归入本发明的专利保护范围。

Claims (1)

1.一种相对介损及电容量测试仪，其特征在于：包括便携式盒体和安装在便携式盒体内的电路装置；所述电路装置包括操作面板、电池电源管理单元（1）、无线通信单元（2）、测量单元（3）和显示控制单元（4）；

显示控制单元（4）分别与无线通信单元（2）和测量单元（3）双向信号电连接；电池电源管理单元（1）使用时用于提供工作电源；

所述测量单元（3）包括参考电压接口（31）、参考电流接口（32）、被检设备电流接口（33）、参考电压/电流调理模块（34）、被测电流调理模块（35）、二阶抗混叠低通滤波器（36）、AD转换模块（37）、FFT数字信号处理模块（38）和第二串行接口（39）；

参考电压接口（31）、参考电流接口（32）和被检设备电流接口（33）均分别设置在操作面板上；参考电压/电流调理模块（34）分别与参考电压接口（31）和参考电流接口（32）电连接；被测电流调理模块（35）与被检设备电流接口（33）电连接；二阶抗混叠低通滤波器（36）分别与参考电压/电流调理模块（34）和被测电流调理模块（35）电连接；AD转换模块（37）与二阶抗混叠低通滤波器（36）电连接；AD转换模块（37）与FFT数字信号处理模块（38）双向信号电连接；FFT数字信号处理模块（38）与第二串行接口（39）双向信号电连接；

显示控制单元（4）包括主控模块（41）、键盘模块（42）、液晶显示模块（43）、存储模块（44）、打印机模块（45）、无线通信接口（46）、测量通信接口（47）、上位机通信接口（48）和U盘接口（49）；

键盘模块（42）、液晶显示模块（43）、上位机通信接口（48）以及U盘接口（49）均分别设置在操作面板上；打印机模块（45）设置在便携式盒体上；

主控模块（41）与键盘模块（42）信号电连接；液晶显示模块（43）和打印机模块（45）分别与主控模块（41）信号电连接；主控模块（41）分别与存储模块（44）和U盘接口（49）双向信号电连接；主控模块（41）通过无线通信接口（46）与无线通信单元（2）通信；主控模块（41）的测量通信接口（47）与测量单元（3）的第二串行接口（39）双向信号电连接；

所述电池电源管理单元（1）包括第一控制模块（11）、开关机检测模块（12）、充电管理模块（13）、锂电池（14）、开关机控制模块（15）、DC-DC降压模块（16）、充电接口（17）和电源开关（18）；充电接口（17）和电源开关（18）设置在操作面板上；

第一控制模块（11）设有开关机检测信号输入端、充电管理信号通信端、开关机控制信号输出端和电源输出控制端；开关机检测模块（12）设有信号输入端和信号输出端；充电管理模块（13）设有充电电源输入端、充电控制信号通信端和电源输出端；锂电池（14）设有充电电源输入端和电源输出端；开关机控制模（15）设有控制信号输入端、电源输入端和电源输出端；DC-DC降压模块（16）设有控制信号输入端、电源输入端和电源输出端；

第一控制模块（11）的开关机检测信号输入端与开关机检测模块（12）的信号输出端信号电连接；第一控制模块（11）的充电管理信号通信端与充电管理模块（13）的充电控制信号通信端双向信号电连接；开关机检测模块（12）的信号输入端与电源开关（18）电连接；充电管理模块（13）的充电电源输入端与充电接口（17）电连接；锂电池（14）的充电电源输入端与充电管理模块（13）的电源输出端电连接；开关机控制模（15）的控制信号输入端与第一控制模块（11）的开关机控制信号输出端信号电连接；开关机控制模（15）的电源输入端与锂电池（14）的电源输出端电连接；DC-DC降压模块（16）的控制信号输入端与第一控制模块（11）的电源输出控制端信号电连接；DC-DC降压模块（16）的电源输入端与开关机控制模（15）的电源输出端电连接；DC-DC降压模块（16）的电源输出端使用时输出工作电源；

所述测量单元（3）的参考电压/电流调理模块（34）包括多档取样电阻和可变增益放大器；二阶抗混叠低通滤波器（36）包括1个二阶巴特沃斯有源低通滤波器和1个一阶无源RC低通滤波器；

所述电池电源管理单元（1）的充电管理模块（13）包括外接电源检测电路、PWM充电电路、电池电压检测电路和充电电流检测电路；第一控制模块（11）的核心器件为MSP430F2012单片机；DC-DC降压模块（16）的核心器件为LM2675型号的高效率开关电源芯片；

所述无线通信单元（2）包括第二控制模块（21）、第一串行接口（22）、射频通信模块（23）、射频功放模块（24）和天线（25）；

第二控制模块（21）分别与第一串行接口（22）和射频通信模块（23）双向信号电连接；射频功放模块（24）分别与射频通信模块（23）和天线（25）双向信号电连接；

所述测量单元（3）的AD转换模块（37）的核心器件为MSP430AFE253型号的超低功耗 16位微控制器；FFT数字信号处理模块（38）的核心器件为带浮点运算单元的STM32F405型号的CPU；

所述显示控制单元（4）的主控模块（41）的核心器件为基于ARM7TDMI核的S3C44B0型号的高性能微处理器；打印机模块（45）的核心器件为8位并口通讯的微型热敏打印机；

所述无线通信单元（2）的射频通信模块（23）的核心器件为基于433MHz频段的SI4463型号的无线射频芯片。