CN108872685B - 电压测量笔 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电压测量笔。电压测量笔包括电压测量头和笔体；笔体内设置有电源模块、控制模块和电压采集模块，笔体外壁设置有显示模块，控制模块用于对显示模块和电压采集模块进行控制，电源模块用于为电压测量笔提供电源；电压采集模块包括保护电阻、第一电容和第二电容；保护电阻与电压测量头连接，保护电阻、第一电容、第二电容和人体能够形成闭合回路。解决了电压测量时需要两个触头进行检测，操作不便的问题。电源模块对电压测试笔提供电能，电压测量头与待测部电压接触，电压采集模块通过形成闭合回路的保护电阻、第一电容、第二电容和人体将获取电压数据传递至显示模块，显示模块对采集电压进行显示，采集过程操作简单快捷。

Description

电压测量笔

技术领域

本发明涉及电力检测设备的技术领域，尤其是涉及一种电压测量笔。

背景技术

在当前日常运用中，我们很多时候都需要检测当前线路是否存在电压，并需要得知线路上当前电压大小，检测时只能使用数字式或指针式电压表进行检测，该电压表必须两个触头都接才能对线路进行相应的电压检测，而很多地方触头是无法两个同时接入的。因此，设计一款手持式电压检测表笔，只需一个触头就能够对新路电压类型以及电压大小进行检测并显示。

现有的电压表在检测时必须两个表笔或触头都与检测相应点接触才能够对电压进行检测，而现场很多地方无法同时接头两个表笔或触头，使用不方便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电压测量笔，以解决现有技术中的电压表测量电压需要两个表笔，操作麻烦的问题。

本发明提供的一种电压测量笔，包括电压测量头和笔体；

所述笔体内设置有电源模块、控制模块和电压采集模块，所述笔体外壁设置有显示模块，所述控制模块用于对显示模块和电压采集模块进行控制，所述电源模块用于为所述电压测量笔提供电源；

所述电压采集模块包括保护电阻、第一电容和第二电容；

所述保护电阻与电压测量头连接，所述保护电阻、第一电容、第二电容和人体能够形成闭合回路。

进一步的，所述电压采集模块还包括放大电路和滤波电路；

所述放大电路连接所述第一电容和第二电容之间，用于将第一电容和第二电容产生的电压放大；

所述滤波电路一端与所述放大电路连接，另一端与控制模块连接。

进一步的，还包括第一开关，所述第一开关与所述第二电容并联，所述第一开关能够与所述第一电容形成闭合回路。

进一步的，还包括第二开关，所述第二开关包括多个连接端脚，多个连接端脚均能与所述电压采集模块构成回路，第二开关用于选择电压检测类型。

进一步的，第二开关包括滑动钮，所述滑动钮位于所述笔体外侧壁上，用于控制不同的所述连接端脚与电压采集模块构成回路。

进一步的，所述电源模块包括依次连接的电源、电源控制部和稳压部，所述电源、电源控制部和稳压部能够构成回路，以使所述电源的电压通过电源控制部接通进入稳压部。

进一步的，所述电源包括纽扣电池，所述稳压部包括稳压芯片，所述电源控制部包括触发器、按键、三极管和阻容件；

所述按键位于所述笔体外侧壁上，用于控制所述电源模块的工作状态。

进一步的，所述显示模块包括显示屏，所述显示屏与所述控制模块连接，用于显示控制模块对采集的电压进行处理后进行显示。

进一步的，所述电压测量头连接在所述笔体一端，且能够沿所述笔体一端伸缩移动。

进一步的，所述笔体的材料为绝缘材料。

本发明提供的电压测量笔，笔体内设置有电源模块、控制模块和电压采集模块，笔体外壁设置有显示模块，控制模块用于对显示模块和电压采集模块进行控制，电源模块用于为电压测量笔提供电源；保护电阻与电压测量头连接，保护电阻、第一电容、第二电容和人体能够形成闭合回路；控制模块对显示模块和电压采集模块进行控制，将获取的电压采集模块获取的电压数据，传递至显示模块进行显示，控制模块也能够读取电压采集模块采集的信息，电源模块提供电压测量笔提供电源，测量时，电压测量头接触到待测部分线路时，电压采集模块的保护电阻、第一电容、第二电容和人体能够形成闭合回路，对电压进行采集，电压采集模块对电压进行转化，转化的数据经控制模块，控制模块将处理后的数据以数字形式在显示模块进行显示，实现电压测量操作简单，快捷方便，增加使用效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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的附图。

图1为本发明实施例提供的电压测量笔的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的电压测量笔的框图；

图3为本发明实施例提供的电压采集模块的电路图；

图4为本发明实施例提供的第二开关的电路图；

图5为本发明实施例提供的电源模块的电路图；

图6为本发明实施例提供的电源控制部的电路图。

图标：11-电压测量头；12-笔体；13-电源模块；14-控制模块；15-电压采集模块；16-显示模块；17-第一开关；18-第二开关；131-电源；132-电源控制部；133-稳压部；134-触发器；135-按键；136-三极管；137-阻容件；151-保护电阻；152-第一电容；153-第二电容；154-放大电路；155-滤波电路；161-显示屏；181-滑动钮。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“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，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，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“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。

图1为本发明实施例提供的电压测量笔的结构示意图；图2为本发明实施例提供的电压测量笔的框图；图3为本发明实施例提供的电压采集模块的电路图。

如图1-3所示，本发明提供的电压测量笔，包括电压测量头11和笔体12；所述笔体12内设置有电源模块13、控制模块14和电压采集模块15，所述笔体12外壁设置有显示模块16，所述控制模块14用于对显示模块16和电压采集模块15进行控制，所述电源模块13用于为所述电压测量笔提供电源131；所述电压采集模块15包括保护电阻151、第一电容152和第二电容153；所述保护电阻151与电压测量头11连接，所述保护电阻151、第一电容152、第二电容153和人体能够形成闭合回路。

笔体12内设置有电源模块13、控制模块14和电压采集模块15，笔体12外壁设置有显示模块16，控制模块14用于对显示模块16和电压采集模块15进行控制，电源模块13用于为电压测量笔提供电源131；保护电阻151与电压测量头11连接，保护电阻151、第一电容152、第二电容153和人体能够形成闭合回路；控制模块14对显示模块16和电压采集模块15进行控制，将获取的电压采集模块15获取的电压数据，传递至显示模块16进行显示，控制模块14也能够读取电压采集模块15采集的信息，电源模块13提供电压测量笔提供电源131，测量时，电压测量头11接触到待测部分线路时，电压采集模块15的保护电阻151、第一电容152、第二电容153和人体能够形成闭合回路，对电压进行采集，电压采集模块15对电压进行转化，转化的数据经控制模块14，控制模块14将处理后的数据以数字形式在显示模块16进行显示，实现电压测量操作简单，快捷方便，增加使用效果。

其中，电压测量头11接触到测试点后，测试点的电压进入笔体12内，首先经过电压采集模块15的2000MΩ的电阻，用于在检测电压过程中对人体进行保护，防止人体在检测电压过程中触电，然后通过第一电容152和第二电容153接地，传递至控制模块14，通过控制模块14对数据进行处理后到显示模块16进行显示。

其中，电压测量笔体12积小，重量轻，携带方便，内置电池供电，使用简单方便。

进一步的，所述电压采集模块15还包括放大电路154和滤波电路155；所述放大电路154连接所述第一电容152和第二电容153之间，用于将第一电容152和第二电容153产生的电压放大；所述滤波电路155一端与所述放大电路154连接，另一端与控制模块14连接。

通过在第一电容152和第二电容153之间设置的放大电路154，实现将第一电容152和第二电容153之间产生的电压进行方法，在通过滤波电路155进行处理，滤除干扰部分，接入到电压数据处理处，在控制模块14对数据进行处理后进行显示。

其中，检测的电压为交流电压时，电压通过保护电阻151、第一电容152、第二电容153与人体对地形成回路，第一电容152和第二电容153之间产生电压，电压通过放大电路154进行放大，然后到达滤波电路155，对电压进行滤波处理，滤除干扰部分，然后接入电压数据处理处，即控制模块14，最后再控制模块14中对数据进行处理后进行显示。

其中，U2为运算放大器芯片7621，该运算放大器芯片集成了两个运放，+INA、-INA和OUTA为一个运放，+INB、-INB和OUTB为第二个运放。第二运放为图中U2芯片中的+INB、-INB和OUTB，通过第二运放与电容C5，电阻R6以及电阻R7组成滤波电路155。

进一步的，还包括第一开关17，所述第一开关17与所述第二电容153并联，所述第一开关17能够与所述第一电容152形成闭合回路。

通过设置第一开关17与第二电容153并联，实现第一开关17能够与第一电容152形成闭合回路；当测量的是直流电压时，电压测量头11接触被测电压的一极后，需要通过第一开关17进行放电处理，将第一开关17闭合，被测点通过第一电容152与人体对地形成回路，此时便会给第一电容152和第二电容153进行充电操作，此时控制模块14通过电压采集模块15记录当前状态为电压零点，然后电压测量头11离开被测点后，第一电容152和第二电容153因为无法形成回路，电压保持在刚才放电后的稳定值，当电压测量头11接触到被测点的另一极后，通过人体在此形成回路，此时第一电容152和第二电容153之间的电压就会发生变化。

如果此时检测的是正电压，第一电容152和第二电容153之间的电压值会越来越大，改电压经过放大电路154和滤波电路155的方法和滤波后，传输至控制模块14进行数据处理，处理完毕的数据进行显示；如果此时检测的是负电压，再重新形成后回路后，第一电容152和第二电容153会进行放电操作，第一电容152和第二电容153之间的电压就会降低，该电压通过放大电路154和滤波电路155处理后由控制模块14进行数据处理，最后有显示模块16进行显示。

图4为本发明实施例提供的第二开关的电路图。

如图4所示，还包括第二开关18，所述第二开关18包括多个连接端脚，多个连接端脚均能与所述电压采集模块15构成回路，第二开关18用于选择电压检测类型。

第二开关18的多个连接端脚均能与所述电压采集模块15构成回路，第二开关18用于选择电压检测类型；通过设置的第二开关18可以选择测量电压类型和量程，通过将第二开关18的连接端连接在不同位置，实现调整测量电压类型和量程。

其中，当将第二开关18的第二个连接端脚处于连通状态时，第二开关18中的2脚和1脚相连通，7脚和8脚相连通，第二开关18连通向该处的作用是选择当前电压检测类型为交流电压。

当第二开关18的第三连接端脚处于连通状态时，表示检测的电压类型是直流电压，量程为0-200V。

当第二开关18的第四连接端脚处于连通状态时，标识当前检测的是直流电压，量程为0-44V。

该量程是通过第二开关18所接的电阻值不同，从而改变在电压信号放大过程中放大倍数实现的。通过第二开关18接不同的电阻阻值，在此处电位器VR3和VR4是不同阻值大小的，通过开关切换接入不同的阻值，从打实现不同量程的检测。

进一步的，第二开关18包括滑动钮181，所述滑动钮181位于所述笔体12外侧壁上，用于控制不同的所述连接端脚与电压采集模块15构成回路。

滑动钮181位于笔体12外侧壁上，用于控制不同的连接端脚与电压采集模块15构成回路；通过在笔体12外侧壁设置的滑动钮181，实现控制第二开关18的不同连接端脚与电压采集模块15构成回路，选择检测电压类型和量程的，操作简单，增加使用效果。

图5为本发明实施例提供的电源模块的电路图；图6为本发明实施例提供的电源控制部的电路图。

如图5-6所示，所述电源模块13包括依次连接的电源131、电源控制部132和稳压部133，所述电源131、电源控制部132和稳压部133能够构成回路，以使所述电源131的电压通过电源控制部132接通进入稳压部133。

电源模块13包括电源131、稳压部133以及电源控制部132分，稳压部133作用是保证电路的工作电源131能够保持在芯片正常工作的电压，对电压测量笔的供应的电压更加稳定，增加使用效果，电源控制部132分的作用是控制电源131的通断，即电压测量笔的开关机控制，节省电量，增加使用效果。

进一步的，所述电源131包括纽扣电池，所述稳压部133包括稳压芯片，所述电源控制部132包括触发器134、按键135、三极管136和阻容件137；所述按键135位于所述笔体12外侧壁上，用于控制所述电源模块13的工作状态。

稳压部133包括稳压芯片ZC5，电源131由纽扣电池的电压通过电源控制部132分接通后，进入到稳压芯片的4脚，然后通过稳压芯片的工作特性，电压由引脚3脚输出，输出后的电压稳定在1.5V，即图中的AC便是经过芯片处理过后输出的电压值大小。

电源控制部132分由双D型触发器134、按键135、三极管136以及一些阻容器件组成，由于电容C21的作用，使得三极管Q1处于导通状态，此时三极管Q1的基极处于高电平，三极管Q2截止，此时触发器134的9引脚处于高电平；当按键135按下时，三极管136Q1截止，三极管Q1的基极处于低电平，三极管Q2导通，此时触发器134的9引脚处于低电平状态，由于电容导致电平变化的延迟，当按键135断开时，触发器134的9引脚将保持当前的电平状态，三极管Q2的导通，将电池的电压通过三极管Q2的射极输送到电源131的稳压芯片处，即给电路板进行供电；当按键135在连通按下后，由于电容C21的作用，导致触发器1349引脚的电平状态发生变化，这里使用了触发器134的触发输出特性，当CD4013的触发器134的9引脚电平发生变化才触发作用，因此，触发器134输出端输出低电平，导致三极管Q2截止，电源131断开，停止对整个电路进行供电。

进一步的，所述显示模块16包括显示屏161，所述显示屏161与所述控制模块14连接，用于显示控制模块14对采集的电压进行处理后进行显示。

显示屏161与所述控制模块14连接，用于显示控制模块14对采集的电压进行处理后进行显示；通过将显示屏161设置在笔体12的外侧，将电压采集模块15采集的电压信息进行显示，提高使用效果。

其中，显示屏161可以是高分辨率的OLED显示屏161，功耗低，在需要的显示的地方点亮相应的点即可，显示屏161直接与控制模块14连接，由控制模块14直接进行控制，显示的内容由控制模块14对采集到的电压经过相应的算法处理后传送到显示屏161进行相应的显示。

进一步的，所述电压测量头11连接在所述笔体12一端，且能够沿所述笔体12一端伸缩移动。

电压测量头11连接在所述笔体12前端，且能够沿所述笔体12前端伸缩移动；通过将电压测量头11设计的能够沿笔体12前端伸缩移动，以使电压测量头11在使用时，可以伸出笔体12，进行测量，在不使用时，可以缩入笔体12内，避免电压测量头11损坏，增加使用寿命。

进一步的，所述笔体12的材料为绝缘材料。

通过将笔体12的材料设置为绝缘材料，避免在测量强电压时，对人体造成伤害的问题，增加安全系数。

综上所述，本发明提供的电压测量笔，笔体12内设置有电源模块13、控制模块14和电压采集模块15，笔体12外壁设置有显示模块16，控制模块14用于对显示模块16和电压采集模块15进行控制，电源模块13用于为电压测量笔提供电源131；保护电阻151与电压测量头11连接，保护电阻151、第一电容152、第二电容153和人体能够形成闭合回路；控制模块14对显示模块16和电压采集模块15进行控制，将获取的电压采集模块15获取的电压数据，传递至显示模块16进行显示，控制模块14也能够读取电压采集模块15采集的信息，电源模块13提供电压测量笔提供电源131，测量时，电压测量头11接触到待测部分线路时，电压采集模块15的保护电阻151、第一电容152、第二电容153和人体能够形成闭合回路，对电压进行采集，电压采集模块15对电压进行转化，转化的数据经控制模块14，控制模块14将处理后的数据以数字形式在显示模块16进行显示，实现电压测量操作简单，快捷方便，增加使用效果。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种电压测量笔，其特征在于，包括电压测量头和笔体；

所述笔体内设置有电源模块、控制模块和电压采集模块，所述笔体外壁设置有显示模块，所述控制模块用于对显示模块和电压采集模块进行控制，将获取的所述电压采集模块获取的电压数据传递至所述显示模块进行显示，所述电源模块用于为所述电压测量笔提供电源；

所述电压采集模块包括依次串联的保护电阻、第一电容和第二电容；

所述保护电阻与电压测量头连接，在检测交流电压时，所述保护电阻、第一电容、第二电容和人体对地形成回路，所述第一电容和所述第二电容之间产生电压，接入所述控制模块；

还包括第一开关，所述第一开关与所述第二电容并联，在检测直流电压时，所述电压测量头接触被测电压的一极后，通过所述第一开关放电处理，将所述第一开关闭合，所述保护电阻、所述第一电容、所述第一开关和人体对地形成回路，此时被测电压的一极便会给所述第一电容和所述第二电容充电，此时所述控制模块记录所述第一电容和所述第二电容之间的当前电压状态为电压零点，然后电压测量头离开被测电压的一极后，所述第一电容和所述第二电容无法形成回路，电压保持在放电后的稳定值，当所述电压测量头接触被测电压的另一极后，对地重新形成回路，此时所述第一电容和所述第二电容之间的电压发生变化；

如果此时检测的另一极是正电压，所述第一电容和所述第二电容之间的电压越来越大，如果此时检测的另一极是负电压，所述第一电容和所述第二电容之间的电压会降低。

2.根据权利要求1所述的电压测量笔，其特征在于，所述电压采集模块还包括放大电路和滤波电路；

所述放大电路连接所述第一电容和第二电容之间，用于将第一电容和第二电容产生的电压放大；

所述滤波电路一端与所述放大电路连接，另一端与控制模块连接。

3.根据权利要求1所述的电压测量笔，其特征在于，还包括第二开关，所述第二开关包括多个连接端脚，多个连接端脚均能与所述电压采集模块构成回路，第二开关用于选择电压检测类型。

4.根据权利要求3所述的电压测量笔，其特征在于，第二开关包括滑动钮，所述滑动钮位于所述笔体外侧壁上，用于控制不同的所述连接端脚与电压采集模块构成回路。

5.根据权利要求1所述的电压测量笔，其特征在于，所述电源模块包括依次连接的电源、电源控制部和稳压部，所述电源、电源控制部和稳压部能够构成回路，以使所述电源的电压通过电源控制部接通进入稳压部。

6.根据权利要求5所述的电压测量笔，其特征在于，所述电源包括纽扣电池，所述稳压部包括稳压芯片，所述电源控制部包括触发器、按键、三极管和阻容件；

所述按键位于所述笔体外侧壁上，用于控制所述电源模块的工作状态。

7.根据权利要求1所述的电压测量笔，其特征在于，所述显示模块包括显示屏，所述显示屏与所述控制模块连接，用于控制模块对采集的电压进行处理后进行显示。

8.根据权利要求1所述的电压测量笔，其特征在于，所述电压测量头连接在所述笔体一端，且能够沿所述笔体一端伸缩移动。

9.根据权利要求1所述的电压测量笔，其特征在于，所述笔体的材料为绝缘材料。