CN202471797U - 万用相位伏安表 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种万用相位伏安表，它包括两只钳型电流互感器和一台主机，所述主机包括外壳和主机电路，所述外壳上设置有接线面板和液晶显示器，所述接线面板包括输入接口U1、U2、I1和I2；所述主机电路包括有微处理器MCU、与所述微处理器MCU连接的三相电能计量单元ADE、键盘输入电路、恒流源发生电路、多路模拟开关和电源管理单元；本实用新型不仅能很方便地测量交流电压、交流电流、及其相位角，还能用于测量直流电压、电阻、阻抗、功率、频率、通断、以及判别三相三线制或三相四线制的相序，不仅集众多仪表功能于一体，而且测量的精度高，给现场使用带来了极大的方便，大大降低了使用成本。

Description

万用相位伏安表

技术领域

本实用新型涉及一种电工测量仪表，具体的说，涉及了一种万用相位伏安表。

背景技术

目前，公知的数字双钳相位伏安表，仅能够测量交流电压、交流电流、及其相位角，在大多数场合下，满足不了用户的使用要求，尤其是在继电保护和反窃电等应用领域。为了满足现场使用的要求，用户往往要携带相位伏安表、万用表、相序表、频率表、功率表等众多仪表，给现场工作带来了极大的不便。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种精度高、实用性强、功能多样、操作简单、使用成本低的万用相位伏安表。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种万用相位伏安表，它包括两只钳型电流互感器和一台主机，所述主机包括外壳和主机电路，所述外壳上设置有接线面板和液晶显示器，所述接线面板包括输入接口U1、U2、I1和I2，所述主机电路包括有微处理器MCU、与所述微处理器MCU连接的三相电能计量单元ADE、键盘输入电路、恒流源发生电路、多路模拟开关和电源管理单元；所述输入接口U2通过电压隔离采样电路连接所述三相电能计量单元ADE，所述输入接口I1通过第一电流采样电路连接所述三相电能计量单元ADE，所述输入接口I2通过第二电流采样电路连接所述三相电能计量单元ADE；所述输入接口U1连接有电压采样电路，所述电压采样电路的输出端连接所述多路模拟开关的第一模拟开关的公共端，所述第一模拟开关的常开点通过放大电路连接所述三相电能计量单元ADE，所述第一模拟开关的常闭点连接所述三相电能计量单元ADE；所述输入接口U1连接所述多路模拟开关的第二模拟开关的公共端，所述第二模拟开关的常开点连接所述恒流源发生电路的输出端，所述微处理器MCU分别连接所述恒流源发生电路的控制端和所述多路模拟开关的控制端；所述键盘输入电路连接所述微处理器MCU以进行测量功能的选择；所述液晶显示器连接所述微处理器MCU用来显示测量结果；所述电源管理单元连接所述微处理器MCU以便控制所述电源管理单元为所述主机电路提供电源电压。

基于上述，所述键盘输入电路的输入键盘为旋钮式键盘，所述旋钮式键盘上设置有测量通断的键位、测量电阻Ω的键位、测量直流电压                                               的键位、测量交流电压U1的键位、测量交流电压U2的键位、测量交流电流I1的键位、测量交流电流I2的键位、自动AUTO键位、测量功率P的键位、测量阻抗Z的键位和测量频率f的键位。 

本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本实用新型不仅可以很方便地测量交流电压、交流电流、及其相位角，还能用于测量直流电压、电阻、阻抗、功率、频率、通断、以及判别三相三线制或三相四线制的相序，不仅集众多仪表功能于一体，而且测量的精度高，给用户的现场使用带来了极大的方便，大大降低了用户的使用成本。

附图说明

图1是本实用新型的电气原理框图。

图2是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

如图2所示，一种万用相位伏安表，它包括两只钳型电流互感器1和一台主机，所述主机包括有外壳2和主机电路，所述外壳2的面板上设置有功能旋钮开关3、接线面板4、液晶显示器5和电源开关按钮6，所述接线面板4包括有输入接口U1、U2、I1和I2，其中，所述输入接口I1和I2分别只有一个插孔，所述输入接口U1和U2分别设置有两个插孔，一个为高端插孔，一个为低端插孔。

如图1所示，所述主机电路包括有微处理器MCU、与所述微处理器MCU连接的三相电能计量单元ADE、键盘输入电路、恒流源发生电路、多路模拟开关和电源管理单元。

所述输入接口U2通过电压隔离采样电路连接所述三相电能计量单元ADE，所述输入接口I1通过第一电流采样电路连接所述三相电能计量单元ADE，所述输入接口I2通过第二电流采样电路连接所述三相电能计量单元ADE；所述输入接口U1连接有电压采样电路，所述电压采样电路的输出端连接所述多路模拟开关的第一模拟开关的公共端，所述第一模拟开关的常开点通过放大电路连接所述三相电能计量单元ADE，所述第一模拟开关的常闭点连接所述三相电能计量单元ADE；所述输入接口U1连接所述多路模拟开关的第二模拟开关的公共端，所述第二模拟开关的常开点连接所述恒流源发生电路的输出端，所述微处理器MCU分别连接所述恒流源发生电路的控制端和所述多路模拟开关的控制端；在测量通断或者电阻的时候，所述多路模拟开关的第一模拟开关和第二模拟开关才闭合在常开点。

所述键盘输入电路通过键盘数据总线连接所述微处理器MCU以控制所述微处理器MCU进行测量功能的切换，所述键盘输入电路的输入键盘为旋钮式键盘，所述旋钮式键盘上设置有测量通断的键位、测量电阻Ω的键位、测量直流电压

的键位、测量交流电压U1的键位、测量交流电压U2的键位、测量交流电流I1的键位、测量交流电流I2的键位、自动AUTO键位、测量功率P的键位、测量阻抗Z的键位和测量频率f的键位，所述旋钮式键盘即为所述功能旋钮开关3。使用的时候，只需将所述功能旋钮开关3旋至所需的功能键位，即可实现测量功能的切换。

所述液晶显示器5通过液晶数据总线连接所述微处理器MCU用来显示测量结果；所述电源管理单元通过所述微处理器MCU的控制I/O接口连接所述微处理器MCU，以便所述微处理器MCU控制所述电源管理单元为所述主机电路提供电源电压。

使用本实用新型进行各种测量时，首先由所述功能旋钮开关3通过连接到所述微处理器MCU的键盘输入电路数据总线，控制所述微处理器MCU进入相应功能的测量状态，然后，从所述输入接口U1、U2、I1、I2中采集过来的被测电压U1、U2和被测电流I1、I2输入到所述三相电能计量单元ADE；采集到的数据经过所述三相电能计量单元ADE的增益变换、A/D转换、DSP计算等处理后，处理的结果通过ADE数据总线传到所述微处理器MCU，所述微处理器MCU再对处理的结果进行相关的计算处理，得出最终的测量结果，如通断、电压、电流、相位、有功功率、工频频率等；最后，所述微处理器MCU通过液晶数据总线把最终的测量结果传送到所述液晶显示器5中进行显示。

使用本实用新型万用相位伏安表测量交流电压时，将所述功能旋钮开关3旋至测量交流电压U1对应的键位，此时将被测电压从所述输入接口U1的插孔输入即可进行测量，无需选择量程，被测电压经过所述三相电能计量单元ADE和所述微处理器MCU的相关处理后，即可在所述液晶显示器5上读出被测交流电压的幅值。当然，使用本实用新型万用相位伏安表测量交流电压，也可以将所述功能旋钮开关3旋至测量交流电压U2对应的键位，这时，只需将被测电压从所述输入接口U2的插孔输入即可进行测量。

使用本实用新型万用相位伏安表测量交流电流时，将所述功能旋钮开关3旋至测量交流电流I1对应的键位，此时将第一钳形电流互感器1的出线插头插入所述输入接口I1的插孔，钳口卡在被测线路上即可进行测量，无需选择量程，被测电流经过所述三相电能计量单元ADE和所述微处理器MCU的相关处理后，即可在所述液晶显示器5上读出被测交流电流的幅值。当然，使用本实用新型万用相位伏安表测量交流电流，也可以将所述功能旋钮开关3旋至测量交流电流I2对应的键位，这时，只需将第二钳形电流互感器1的出线插头插入所述输入接口I2的插孔，钳口卡在被测线路上即可进行测量。

使用本实用新型万用相位伏安表测量直流电压时，将所述功能旋钮开关3旋至测量直流电压

对应的键位，此时将被测直流电压从所述输入接口U1的插孔输入即可进行测量，无需选择量程，被测直流电压经过所述三相电能计量单元ADE和所述微处理器MCU的相关处理后，即可在所述液晶显示器5上读出被测直流电压的数值。

使用本实用新型万用相位伏安表测量两电压之间的相位角，先将所述功能旋钮开关3旋至自动AUTO对应的键位，然后将两被测电压分别从所述输入接口U1和U2的插孔输入。经过所述三相电能计量单元ADE和所述微处理器MCU的相关处理后，在所述液晶显示器5上显示的是U2滞后U1的相位。

使用本实用新型万用相位伏安表测量两电流之间的相位角，同样先将所述功能旋钮开关3旋至自动AUTO对应的键位，然后将两个所述钳形电流互感器1的出线插头分别插入所述输入接口I1的插孔和所述输入接口I2的插孔，两个所述钳形电流互感器1的钳口分别卡在被测线路上即可进行测量。经过所述三相电能计量单元ADE和所述微处理器MCU的相关处理后，在所述液晶显示器5上显示的是I2滞后I1的相位。

使用本实用新型万用相位伏安表测量电压与电流之间的相位角，将电压从所述输入接口U1或U2输入，将电流从所述输入接口I1或I2输入，所述功能旋钮开关3旋至自动AUTO对应的键位，即可测量电流滞后电压的相位，并在所述液晶显示器5上显示出滞后的相位值。

使用本实用新型万用相位伏安表判别三相三线制的相序，将三相三线系统的A相接入所述输入接口U1的高端插孔，B相同时接入所述输入接口U1的低端插孔和所述输入接口U2的低端插孔，C相接入所述输入接口U2的高端插孔，所述功能旋钮开关3旋至自动AUTO对应的键位。无需人工判断相序，经过所述微处理器MCU的相关处理，即可在液晶显示器5上读出判别的结果是正相序还是负相序。

使用本实用新型万用相位伏安表判别三相四线制的相序，将所述功能旋钮开关3旋至自动AUTO对应的键位，将A相接入所述输入接口U1的高端插孔，B相接所述输入接口U2的高端插孔，零线同时接入所述输入接口U1的低端插孔和所述输入接口U2的低端插孔，即可在所述液晶显示器5上读出判别的结果。

本实用新型万用相位伏安表测量通断或者电阻时，使用所述输入接口U1作为输入接口，所述功能旋钮开关3旋至测量通断或电阻对应的键位。所述微处理器MCU通过连接到恒流源发生电路和多路模拟开关的控制I/O端口，控制恒流源发生电路输出相应的恒流源并切换到所述输入接口U1，采样的数据经过放大电路的转换使适合所述三相电能计量单元ADE接收，再经过所述三相电能计量单元ADE的相关处理，把测量的数据再通过ADE数据总线传到所述微处理器MCU，所述微处理器MCU经过计算处理，即可得出测量值，最后通过液晶数据总线把测量结果传输到所述液晶显示器5进行显示。

电压输入接口即为所述输入接口U1或所述输入接口U2，电流输入接口即为所述输入接口I1或所述输入接口I2。同时使用电压输入接口U1和电流输入接口I1，当所述功能旋钮开关3旋至测量功率P对应的键位时，可以测量有功功率；当所述功能旋钮开关3旋至测量阻抗Z对应的键位时，可以在线测量负载的阻抗。

当所述功能旋钮开关3旋至测量频率F对应的键位时，使用所述输入接口U1、I1中的任意一个均可以测量工频频率。

结合以上的实施例可以看出，本实用新型可测量的量是多样的，并且无须人工选择量程，可自动在液晶显示器5中读出测量结果，实用性非常的强，真正实现了一表多用，降低了用户的现场使用成本。

最后应当说明的是: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，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (2)

1.一种万用相位伏安表，包括两只钳型电流互感器和一台主机，所述主机包括外壳和主机电路，所述外壳上设置有接线面板和液晶显示器，所述接线面板包括输入接口U1、U2、I1和I2，其特征在于：所述主机电路包括有微处理器MCU、与所述微处理器MCU连接的三相电能计量单元ADE、键盘输入电路、恒流源发生电路、多路模拟开关和电源管理单元；所述输入接口U2通过电压隔离采样电路连接所述三相电能计量单元ADE，所述输入接口I1通过第一电流采样电路连接所述三相电能计量单元ADE，所述输入接口I2通过第二电流采样电路连接所述三相电能计量单元ADE；所述输入接口U1连接有电压采样电路，所述电压采样电路的输出端连接所述多路模拟开关的第一模拟开关的公共端，所述第一模拟开关的常开点通过放大电路连接所述三相电能计量单元ADE，所述第一模拟开关的常闭点连接所述三相电能计量单元ADE；所述输入接口U1连接所述多路模拟开关的第二模拟开关的公共端，所述第二模拟开关的常开点连接所述恒流源发生电路的输出端，所述微处理器MCU分别连接所述恒流源发生电路的控制端和所述多路模拟开关的控制端；所述键盘输入电路连接所述微处理器MCU以进行测量功能的选择；所述液晶显示器连接所述微处理器MCU用来显示测量结果；所述电源管理单元连接所述微处理器MCU以便控制所述电源管理单元为所述主机电路提供电源电压。

2.根据权利要求1所述的万用相位伏安表，其特征在于：所述键盘输入电路的输入键盘为旋钮式键盘，所述旋钮式键盘上设置有测量通断的键位、测量电阻Ω的键位、测量直流电压                                               

的键位、测量交流电压U1的键位、测量交流电压U2的键位、测量交流电流I1的键位、测量交流电流I2的键位、自动AUTO键位、测量功率P的键位、测量阻抗Z的键位和测量频率f的键位。

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