CN201886059U - 正负电压测量装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种正负电压测量装置，包括选通控制器、前置电压跟随电路、信号电压偏移衰减电路、后级电压跟随电路、基准信号输入电路和MCU处理器，所述前置电压跟随电路包括由C1和R1组成的滤波回路和电压跟随器U1，所述信号电压偏移衰减电路包括电阻R2、R3、R4及电容C3，所述前置电压跟随电路与所述信号电压偏移衰减电路之间设有由电容C2和电容EC1组成的稳压回路，所述后级电压跟随电路通过由电容C3和电容EC3组成的滤波回路与所述MCU处理器连接，所述MCU处理器的输出端与所述显示装置相连接。本实用新型使用上述结构的正负电压测量装置，能够无需将负电平转换为正电平就能同时测试正负电压，并且降低环境因素造成的误差，提高测量精度。

Description

正负电压测量装置
技术领域
本实用新型涉及一种正负电压测量装置。
背景技术
目前，公知的电压测量装置一般为嵌入式AD转换器，其所能承受的电压范围为0-5V，如果信号过大则利用电位器、电阻等器件将信号进行衰减，如果输入的是双极性信号，还需要进行绝对值转换或电压提升等把信号全部转换为正电平。而在这些转换电路中，因为器件的分散性，需要调整电位器来保证传递参数为一个定值。由于采集设备内阻影响，传递参数一般并不能准确测量，导致实际测试的电压值有一定的误差，同时调节电位器等器件相当繁琐且工作量大。并且由于温度等外界环境的影响导致测量的电压值误差进一步变大。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种正负电压测量装置，能够无需将负电平转换为正电平就能同时测试正负电压，并且降低环境因素造成的误差，提高测量精度。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种正负电压测量装置，包括选通控制器、前置电压跟随电路、信号电压偏移衰减电路、后级电压跟随电路、基准信号输入电路和MCU处理器，所述前置电压跟随电路包括由C1和R1组成的滤波回路和电压跟随器U1，所述信号电压偏移衰减电路包括电阻R2、R3、R4及电容C3，所述前置电压跟随电路与所述信号电压偏移衰减电路之间设有由电容C2和电容EC1组成的稳压回路，所述后级电压跟随电路通过由电容C5和电容EC3组成的滤波回路与所述MCU处理器连接，所述MCU处理器的输出端与所述显示装置相连接。
优选的，所述MCU处理器包括控制模块、采集模块和计算模块，所述控制模块与所述选通控制器的控制1接口、控制2接口相连，所述采集模块与所述后级电压跟随电路的输出端相连。
优选的，所述后级电压跟随电路还包括由电容C4与电容EC2组成的滤波回路及由电容C6与电容EC4组成的滤波回路。
因此，本实用新型使用上述结构的正负电压测量装置，能够无需将负电平转换为正电平就能同时测试正负电压，并且降低环境因素造成的误差，提高测量精度。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型正负电压测量装置实施例的电路结构示意图。
具体实施方式
实施例
图1为本实用新型正负电压测量装置实施例的电路结构示意图，如图1所示，包括选通控制器、前置电压跟随电路、信号电压偏移衰减电路、后级电压跟随电路、基准信号输入电路和MCU处理器，所述前置电压跟随电路包括由C1和R1组成的滤波回路和电压跟随器U2，利用电压跟随器输入阻抗高输出阻抗低的特点来消除外部设备对测量电路的影响，所述信号电压偏移衰减电路包括电阻R2、R3、R4及电容C3，通过3个电阻对电压信号进行偏移和衰减，将正负电压信号按比例缩小到嵌入式AD转换设备能够承受的电压范围之内，所述前置电压跟随电路与所述信号电压偏移衰减电路之间设有由电容C2和电容EC1组成的稳压回路，所述后级电压跟随电路通过由电容C5和电容EC3组成的滤波回路与所述MCU处理器连接，所述后级电压跟随电路用于减小对AD转换器的影响，使得输入阻抗和输出阻抗不影响测试电路的传输参数，所述MCU处理器的输出端与所述显示装置相连接。
所述MCU处理器包括控制模块、采集模块和计算模块，所述控制模块与所述选通控制器的控制1接口、控制2接口相连，用来控制进入本实施例所述测量电路的是0电平，还是基准电压，所述采集模块与所述后级电压跟随电路的输出端相连，通过AD转换，对本实施例所述测量电路的输出电压进行采集，采集之后进行通过所述计算模块计算本实施例所述测量电路的输入电压，然后在输出到所述显示装置进行显示，本实施例中所述MCU处理器可选用STM32处理器。
本实施例中所述后级电压跟随电路还包括由电容C4与电容EC2组成的滤波回路及由电容C6与电容EC4组成的滤波回路，用于对电压跟随器U3的电源滤波，降低外部设备对测量电路的影响。
本实施例所述测量电路有稳定的传输参数，通过所述MCU处理器控制所述选通控制器，将精密基准电压和零电平即对地电压分别输入本实施例所述测量电路，通过这两个已知值求出电压传输公式yout＝k*xin+b中的参数k和b，每次测量输入信号时先测量这两个已知值，得到当前环境下的传输参数k，b，然后再将待测信号输入电路进行采集后，利用当前的电压传输参数即可准确求出待测信号电压。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种正负电压测量装置，其特征在于：包括选通控制器、前置电压跟随电路、信号电压偏移衰减电路、后级电压跟随电路、基准信号输入电路、MCU处理器和显示装置，所述前置电压跟随电路包括由C1和R1组成的滤波回路和电压跟随器U1，所述信号电压偏移衰减电路包括电阻R2、R3、R4及电容C3，所述前置电压跟随电路与所述信号电压偏移衰减电路之间设有由电容C2和电容EC1组成的稳压回路，所述后级电压跟随电路通过由电容C3和电容EC3组成的滤波回路与所述MCU处理器连接，所述MCU处理器的输出端与所述显示装置相连接。
2.根据权利要求1所述的正负电压测量装置，其特征在于：所述MCU处理器包括控制模块、采集模块和计算模块，所述控制模块与所述选通控制器的控制1接口、控制2接口相连，所述采集模块与所述后级电压跟随电路的输出端相连。
3.根据权利要求2所述的正负电压测量装置，其特征在于：所述后级电压跟随电路还包括由电容C4与电容EC2组成的滤波回路及由电容C6与电容EC4组成的滤波回路。
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