CN109444526A - 一种测量频率可变的交流电压的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种测量频率可变的交流电压的装置，包括外壳，外壳的内部设有一个中央处理模块，中央处理模块电连接有一个模数转换模块和边沿检测模块，所述中央处理模块、模数转换模块和边沿检测模块均电连接有工作电源模块；所述工作电源模块包括工作电源电路，该测量频率可变的交流电压的装置中，通过工作电源电路中，集成电路对输出电压进行反馈采集，然后控制第二三极管的通断，实现了对输出电压的稳定输出，配合第三电容和第四电容组成的储能电路，对输出电压进行储能，减少了电压波动，进一步提高了电压的稳定输出，本发明设计合理，适合推广使用。
Description
技术领域
本发明涉及交流电压的测量技术领域，具体涉及一种测量频率可变的交流电压的装置。
背景技术
在我们的日常生活中，对电的需求必不可少，为了让人们更直观的了解各种电器供电电压状况，就需要对电压进行监测。图3为现有的检测交流电压的装置的系统图，该系统包括小型发电机、变压器、滤波电路、分压电路、单片机控制板和数字显示装置。小型发电机输出交流电压，该交流电压经过变压器变压、滤波电路进行滤波处理和分压电路进行分压后输出电压幅值信息到单片机控制板，单片机控制板将检测结果输出到数字显示装置进行显示。其中，单片机控制板对交流电压进行定周期的测量，即在交流电周期不变的情况下，事先设定在一个周期内需要测量的采样点个数，以此确定采样点间隔时间，并依据该采样间隔时间采集足够多的交流电压值以进行计算。实际上，发电机在启动、或者工作的时候因为负载的改变，会引起输出电压的周期和幅值有一定的波动，造成交流电压的周期不稳定，此时，若还按照现有的定周期测量方法进行测量，测得的交流电压是不准确的，会带来很大偏差。
所以，部分交流电压的测量装置，根据这种情况进行了改进，参考专利号为CN201220275659；专利名称为“一种测量频率可变的交流电压的装置和系统”可知，通过上升沿和下降沿的判断，来检测频率的改变，进而提高了测量的精确性。
但是这些测量频率可变的交流电压的装置中，装置进行工作的时候，由于是对发电机或者其他负载进行检测，此时就容易出现电压波动，进而容易对装置的工作电压造成波动，影响了装置的稳定工作。
发明内容
本发明为了克服上述的不足，提供一种测量频率可变的交流电压的装置。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种测量频率可变的交流电压的装置，包括外壳，外壳的内部设有一个中央处理模块，中央处理模块电连接有一个模数转换模块和边沿检测模块，所述中央处理模块、模数转换模块和边沿检测模块均电连接有工作电源模块；
所述工作电源模块包括工作电源电路，工作电源电路包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、可调电阻、第一三极管、第二三极管、第三三极管和集成电路，集成电路的型号为CW200C，所述集成电路的接地端接地，集成电路的输入端通过第四电阻与集成电路的输出端连接，集成电路的输入端通过第三电阻与第三三极管的基极连接，集成电路的输入端分别与第一三极管的基极和第二三极管的基极连接，集成电路的基准端与第一三极管的集电极连接，集成电路的输出端与第三三极管的发射极连接，集成电路的检测端与可调电阻的可调端连接，第二三极管的集电极通过第一电容和第二电容组成的并联电路接地，第一三极管的发射极通过第一电阻与第三三极管的基极连接，第二三极管的发射极通过第二电阻与第三三极管的基极连接，第三三极管的基极通过第五电阻与第三三极管的集电极连接，第三三极管的集电极通过第六电阻、可调电阻和第七电阻组成的串联电路接地，第三三极管的集电极通过第三电容和第四电容组成的并联电路接地。
作为优选，所述中央处理模块包括中央处理器和与中央处理器电连接的定时电路、判断电路和存储电路，所述判断电路与存储电路电连接。
作为优选，所述外壳上设有一个插头，插头包括两个接线头，其中一个接线头接地，另一接线头与第二三极管的集电极连接，该插头接直流24V。
作为优选，所述第一电容、第二电容、第三电容和第四电容的参数均为2200u/32V，第一三极管、第二三极管和第三三极管均为NPN三极管，第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻的阻值均为0.2欧姆/6W，第五电阻的阻值为0.1欧姆/6W，第六电阻和第七电阻的阻值为1k，可调电阻的阻值范围为0-1k。
所述模数转换模块用于接收交流电并对其进行模数转换；
所述边沿检测模块用于检测与所述交流电同周期的方波信号的上升沿或下降沿、并在检测到所述上升沿或下降沿时输出周期改变信号；
中央处理模块，用于接收所述周期改变信号以采样当前周期内模数转换后的所述交流电的电压值、并计算当前周期内的平均电压值；
所述判断电路用于判断当前采样数量是否超出其内存能够存储的最大采样数量；所述定时电路预设有采样时间间隔，以及接收所述周期改变信号使能。
其中，加入了工作电源模块，能够给中央处理模块、模数转换模块和边沿检测模块提供稳定的工作电压，实现了整个装置的稳定运行。
该工作电源电路中，电源电压经过第一电容和第二电容组成的并联电路的滤波电路滤波以后，进入到第二三极管，由集成电路的输入端控制第二三极管的通断，同时，由集成电路的检测端对由第六电阻、可调电阻和第七电阻组成的采集电路对输出电压进行检测反馈，能够实现电压的稳定输出；并且，经过第三电容和第四电容组成的储能电路，对输出电压进行储能，减少了电压波动，进一步提高了电压的稳定输出。
本发明的有益效果是：该测量频率可变的交流电压的装置中，通过工作电源电路中，集成电路对输出电压进行反馈采集，然后控制第二三极管的通断，实现了对输出电压的稳定输出，配合第三电容和第四电容组成的储能电路，对输出电压进行储能，减少了电压波动，进一步提高了电压的稳定输出。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的工作电源电路的电路原理图；
图3是本发明的现有的检测交流电压装置的系统图。
图中：1.模数转换模块，2.中央处理模块，3.边沿检测模块，4.工作电源模块，U1.集成电路，C1.第一电容，C2.第二电容，C3.第三电容，C4.第四电容，R1.第一电阻，R2.第二电阻，R3.第三电阻，R4.第四电阻，R5.第五电阻，R6.第六电阻，R7.第七电阻，RP1.可调电阻，VT1.第一三极管，VT2.第二三极管，VT3.第三三极管。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1和图2所示，一种测量频率可变的交流电压的装置，包括外壳，外壳的内部设有一个中央处理模块2，中央处理模块2电连接有一个模数转换模块1和边沿检测模块3，所述中央处理模块2、模数转换模块1和边沿检测模块3均电连接有工作电源模块4；所述工作电源模块4包括工作电源电路，工作电源电路包括第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、可调电阻RP1、第一三极管VT1、第二三极管VT2、第三三极管VT3和集成电路U1，集成电路U1的型号为CW200C，所述集成电路U1的接地端接地，集成电路U1的输入端通过第四电阻R4与集成电路U1的输出端连接，集成电路U1的输入端通过第三电阻R3与第三三极管VT3的基极连接，集成电路U1的输入端分别与第一三极管VT1的基极和第二三极管VT2的基极连接，集成电路U1的基准端与第一三极管VT1的集电极连接，集成电路U1的输出端与第三三极管VT3的发射极连接，集成电路U1的检测端与可调电阻RP1的可调端连接，第二三极管VT2的集电极通过第一电容C1和第二电容C2组成的并联电路接地，第一三极管VT1的发射极通过第一电阻R1与第三三极管VT3的基极连接，第二三极管VT2的发射极通过第二电阻R2与第三三极管VT3的基极连接，第三三极管VT3的基极通过第五电阻R5与第三三极管VT3的集电极连接，第三三极管VT3的集电极通过第六电阻R6、可调电阻RP1和第七电阻R7组成的串联电路接地，第三三极管VT3的集电极通过第三电容C3和第四电容C4组成的并联电路接地；所述中央处理模块2包括中央处理器和与中央处理器电连接的定时电路、判断电路和存储电路，所述判断电路与存储电路电连接；所述外壳上设有一个插头，插头包括两个接线头，其中一个接线头接地，另一接线头与第二三极管VT2的集电极连接，该插头接直流24V；所述第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4的参数均为2200u/32V，第一三极管VT1、第二三极管VT2和第三三极管VT3均为NPN三极管，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4的阻值均为0.2欧姆/6W，第五电阻R5的阻值为0.1欧姆/6W，第六电阻R6和第七电阻R7的阻值为1k，可调电阻RP1的阻值范围为0-1k。
上述依据本发明为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (7)
1.一种测量频率可变的交流电压的装置，其特征在于：包括外壳，外壳的内部设有一个中央处理模块，中央处理模块电连接有一个模数转换模块和边沿检测模块，所述中央处理模块、模数转换模块和边沿检测模块均电连接有工作电源模块；
所述工作电源模块包括工作电源电路，工作电源电路包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、可调电阻、第一三极管、第二三极管、第三三极管和集成电路，集成电路的型号为CW200C，所述集成电路的接地端接地，集成电路的输入端通过第四电阻与集成电路的输出端连接，集成电路的输入端通过第三电阻与第三三极管的基极连接，集成电路的输入端分别与第一三极管的基极和第二三极管的基极连接，集成电路的基准端与第一三极管的集电极连接，集成电路的输出端与第三三极管的发射极连接，集成电路的检测端与可调电阻的可调端连接，第二三极管的集电极通过第一电容和第二电容组成的并联电路接地，第一三极管的发射极通过第一电阻与第三三极管的基极连接，第二三极管的发射极通过第二电阻与第三三极管的基极连接，第三三极管的基极通过第五电阻与第三三极管的集电极连接，第三三极管的集电极通过第六电阻、可调电阻和第七电阻组成的串联电路接地，第三三极管的集电极通过第三电容和第四电容组成的并联电路接地。
2.根据权利要求1所述的一种测量频率可变的交流电压的装置，其特征在于：所述中央处理模块包括中央处理器和与中央处理器电连接的定时电路、判断电路和存储电路，所述判断电路与存储电路电连接。
3.根据权利要求1所述的一种测量频率可变的交流电压的装置，其特征在于：所述外壳上设有一个插头，插头包括两个接线头，其中一个接线头接地，另一接线头与第二三极管的集电极连接，该插头接直流24V。
4.根据权利要求1所述的一种测量频率可变的交流电压的装置，其特征在于：所述第一电容、第二电容、第三电容和第四电容的参数均为2200u/32V，第一三极管、第二三极管和第三三极管均为NPN三极管，第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻的阻值均为0.2欧姆/6W，第五电阻的阻值为0.1欧姆/6W，第六电阻和第七电阻的阻值为1k，可调电阻的阻值范围为0-1k。
5.根据权利要求1所述的一种测量频率可变的交流电压的装置，其特征在于：所述模数转换模块用于接收交流电并对其进行模数转换。
6.根据权利要求1所述的一种测量频率可变的交流电压的装置，其特征在于：所述边沿检测模块用于检测与所述交流电同周期的方波信号的上升沿或下降沿、并在检测到所述上升沿或下降沿时输出周期改变信号。
7.根据权利要求1所述的一种测量频率可变的交流电压的装置，其特征在于：所述中央处理模块用于接收所述周期改变信号以采样当前周期内模数转换后的所述交流电的电压值、并计算当前周期内的平均电压值。
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