CN203178334U

CN203178334U - 在线式交流电流及低阻测量的万用表

Info

Publication number: CN203178334U
Application number: CN 201320102525
Authority: CN
Inventors: 尤宣来
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-03-06
Filing date: 2013-03-06
Publication date: 2013-09-04
Anticipated expiration: 2023-03-06

Abstract

本实用新型公开了一种在线式交流电流及低阻测量的万用表。其特征在于：在万用表的原有工能外，它还包括一个交流电压放大器，该电压放大器包括两个检测端和将该检测端电压高倍放大的一个电压输出端，来使导线上直接测量交流大电流；同时也是用该放大器，并通过交流稳流源，在良导体材料上，来测量稳流源通过良导体的低阻值。这样，实现了低阻值的检测，扩大了量程，省略了体积、省去了庞大的磁芯结构，结构简单，功耗低。

Description

在线式交流电流及低阻测量的万用表

技术领域

本实用新型涉及一种用在线式方式实现交流电流及低阻测量的万用表。

背景技术

用电器的电气参数测试常常涉及到电阻值、电流值的测量。在家用、工业领域中，这些测量往往处于交流电的环境，多使用万用表进行测量，其电流量程的上限为10A左右，阻值量程的下限为1Ω。很明显地，这类万用表的量程受到很大限制，难以运用于大功率设备、小阻值器件的测量。

另一方面，能够测量交流电流的仪表，往往有两类较常见的做法，其一是切断原有的交流通路，将测量装置串联接入电流回路；这种方法直接、功耗小，耗材也不多，但其电流量程不大；另一类采用非接触的感应式，比如互感线圈，但这类方法需要耗用额外的互感器，需要消耗线圈、磁芯等材料，带来成本、体积、功耗的大量提升。

基于此，在线式交流电流，低阻测量的万用表：使其可以避免传统万用表量程的缺陷，而具有较大的低阻、电流量程，同时又可以较互感式测量装置具备更小体积、低功耗的要求，是这类检测装置设计的一个必然需求。

实用新型内容

针对上述电阻、电流测量装置量程、体积功耗受限的问题，本实用新型提出一种在线式交流电流及低阻测量的万用表，其技术方案如下：

在线式交流电流及低阻测量的万用表，包括：

一个交流的电压放大器，该电压放大器包括两个检测端和将该检测端电压高倍放大的一个电压输出端；

采样电阻，良导体材料，接入被测的电流回路中，其两端可切断地连接于该放大器的两个检测端；以及

恒流回路，可切断地接入所述检测端；

其中，所述电压输出端驳接于万用表的交流电压档。

作为本技术方案的优选者，可以有如下方面的改进：

较佳实施例中，所述电压放大器包括两级放大电路：

第一级放大电路包括一运放U1，该运放U1的一输入端为一所述检测端；另一输入端通过一R2接地，同时通过一反馈电阻R3接该运放U1的输出端；

第二级放大电路包括一运放U2，该运放U2的一输入端通过一电阻R8连接运放U1的输出端；该运放U2的另一输入端通过一电阻R5接地，同时通过一反馈电阻R9连接该运放U2的输出端。

较佳实施例中，所述检测端之间具有一个箝位电路，该箝位电路包括：

二极管D7和D8，二者反向并联接入所述检测端；

电阻R4，并联接入所述检测端。

较佳实施例中，该测量装置通过一插头直接接入市电，包括：

使该电压放大器稳定工作的一稳压器，该稳压器一端直接接入市电的一端，

输出插座，该输出插座一端与所述插头一端连通，另一端通过所述采样电阻与插头另一端连通；该输出插座的地线与所述插头的地线连通。

较佳实施例中，所述稳压器和该电压放大器为双电压型，该稳压器包括：

交连电容C1和泄放电阻R1，二者并联后，其一端连接所述插头一端；

正整流支路，包括二极管D1正端与交连电容C1另一端相接、D1的负端与稳压管D3负端、以及电解电容C2正端相联；D3正端与C2负端同接地;

负整流支路，包括二极管D2正端与交连电容C1另一端相接、D2正端与稳压管D4的正端和电解电容C3负端相联；D4负端和C3正端同接地;

其中，电解电容C2的正极作为该电压放大器的正极；电解电容C3的负极作为该电压放大器的负极。

较佳实施例中，所述恒流回路包括多个，通过切换插孔可切换地连通该检测端。

较佳实施例中，该电压放大器的所述电压输出端通过一电位器RP的抽头连接到万用表的的交流电压最低档。

本实用新型带来的有益效果有：

1.使用良导体采样电阻和检测端的在线形式，利用高倍电压放大器，实现了大电流、低阻值的检测，量程大，省略了体积、重量庞大的磁芯结构，结构简单，功耗低。

2.使用双运放实现了检测端PP’电压信号的深度放大，特别容易使用整合的双运放芯片实现，具有体积小巧、精度高、抗干扰能力强的特点。

3.可直接利用现有数字万用表的交流档直接予以改造或利用，精度高，便于驳接，兼容性好。

附图说明

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步说明：

图1是本实用新型实施例一的示意图；

图2是图1所示实用新型的组成框图；

图3是本实用新型实施例二的电路图。

具体实施方式

实施例一：

如图1和图2所示，本实用新型实施例一的电路示意图。

本实施例为一个用于市电的在线式交流电流，低阻测量的万用表：

电压放大器10，该电压放大器10，包括两个检测端PP’和一个电压输出端Q，该电压输出端Q可以将检测端PP’的交流电压放大1000倍。一个采样电阻R416用于接入被测的电流回路中，其两端可切断地连接于检测端PP’，此采样电阻R16为良导体材料紫铜线；另外，本装置还设置有恒流回路20，此恒流回路20可切断地接入检测端。

此结构用在线式的方法，提供了一个可测量交流电流的装置。当电压放大器10工作时，将采样电阻R16（紫铜导线）接入被测导体，将检测端PP’接入电流回路NN’，从而电压放大器10可以从其电压输出端Q，用万用表的交流最低档读出所测值，该输出电压即反应了当前流过采样电阻R16的电流；由于采样电阻R16是良导体，所以，该电流检测的量程很大，可以达上万A。

若要使用此装置测量低阻：则可使检测端PP’接入需要检测的低阻两端，比如某一段良导体金属，使被测的低阻通过此恒流回路20的电流，此时，即可从电压输出端Q得到当前检测PP’端的电压情况，因为恒流回路20的电流已知，所以，可以通过测得的电压除以电流，就得到当前PP’端的低阻值。若将恒流回路20的恒流源设置为单位电流，则电压输出端Q得到的电压值可直读为其阻值，按照图2所示的方式连接到万用表交流电流档即可直接输出，利用了现有数字万用表交流电流的高精度显示。

如此，可见，本装置使用良导体采样电阻和检测端的在线形式，利用高倍电压放大器10，实现了大电流、低阻值的检测，量程大，结构简单，功耗低。

本实施例还具有其他一些特点：

该电压放大器10为多级式的，包括两级放大电路：

第一级放大电路包括一运放U1，该运放U1的一输入端为一检测端P’；另一输入端通过一R2接地，同时通过一反馈电阻R3接该运放U1的输出端；第二级放大电路包括一运放U2，该运放U2的一输入端通过一电阻R8连接运放U1的输出端；该运放U2的另一输入端通过一电阻R5接地，同时通过一反馈电阻R9连接该运放U2的输出端；检测端P接地。该形式，使用双运放实现了检测端PP’电压信号的深度放大，特别容易使用整合的双运放芯片实现，具有体积小巧、精度高、抗干扰能力强的特点。

在检测端PP’之间具有一个箝位电路，该箝位电路包括二极管D7和D8，二者反向并联接入检测端PP’；以及电阻R4，并联接入检测端PP’为该电压放大器10提供输入保护。

本实施例的方案可见，本装置对交流回路的检测，不会耗用更多的金属、磁性材料，而且对原有的电流回路无污染。

实施例二：

如图3所示，本实用新型实施例二的电路图。

本实施例的电压放大器10与实施例一相同，均为使用了运放U1和U2的两级放大式。并且其箝位电路相同。

本实施例的特点有：

本实施例设置于一个带插头P3和插座T1的设备中，可以直接测量插接于T1 的用电器其工作电流；同时，所有的部件包括电压放大器10的电源均整合于同一设备。使该电压放大器10稳定工作的电源为一稳压器30，该稳压器30一端通过插座P3直接接入市电的一端；而输出插座T1其一端与插头P3一端连通，另一端通过采样电阻R16与插头T1另一端连通；该输出插座T1的地线与插头P3的地线连通。并且，该稳压器30包括：

交连电容C1和泄放电阻R1，二者并联后，其一端连接插头P3的一端；

正整流支路，包括二极管D1正与交连电容C1相接、D1的负端与稳压管D3负、以及电解电容C2正相联；D3正与C2负同接地。

负整流支路，包括二极管D2正与交连电容C1负相接、D2正端与稳压管D4的正和电解电容C3负相联；D4负和C3正同接地。

由于考虑到低阻测量的范围和精度，本实施例的恒流回路20包括可切换连通的多个，即多个恒流源来切换地连通该检测端P。如此可以便利地通过切换恒流回路20来实现测量各种阻值的快速转换。如图3，本实施例用R11，R12和R13分别与电位器RP1至RP3连接为恒定的电流回路作为被测元件RX的恒流供应通路。

本实施例电压放大器10的电压输出端Q通过串联电位器RP另一头连接到地；该电位器RP4的抽头为连接万用表最低交流电压测量端，由电压表显示其值。

可见，本实施例体积小巧，可整合于插座板设备的长期使用，功耗低、节能，无电网污染。

以上所述，仅为本实用新型较佳实施例而已，故不能依此限定本实用新型实施的范围，即依本实用新型专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖的范围内。

Claims

1.在线式交流电流及低阻测量的万用表,其特征在于：包括：

恒流回路，可切断地接入所述检测端；

其中，所述电压输出端驳接于万用表的交流电压档。

2.根据权利要求1所述在线式交流电流及低阻测量的万用表，其特征在于：所述电压放大器包括两级放大电路：

3.根据权利要求1所述在线式交流电流及低阻测量的万用表，其特征在于：所述检测端之间具有一个箝位电路，该箝位电路包括：

二极管D7和D8，二者反向并联接入所述检测端；

电阻R4，并联接入所述检测端。

4.根据权利要求1所述在线式交流电流及低阻测量的万用表，其特征在于：该测量装置通过一插头直接接入市电，包括：

5.根据权利要求4所述在线式交流电流及低阻测量的万用表，其特征在于：所述稳压器和该电压放大器为双电压型，该稳压器包括：

6.根据权利要求1所述在线式交流电流及低阻测量的万用表，其特征在于：所述恒流回路包括多个，通过切换插孔可切换地连通该检测端。

7.根据权利要求1至6中任一项所述在线式交流电流及低阻测量的万用表，其特征在于：该电压放大器的所述电压输出端通过一电位器RP的抽头连接到万用表的的交流电压最低档。