CN204302389U

CN204302389U - 一种电力元器件测量仪

Info

Publication number: CN204302389U
Application number: CN201420805125.7U
Authority: CN
Inventors: 汪祥
Original assignee: Wuhan University WHU
Current assignee: Wuhan University WHU
Priority date: 2014-12-17
Filing date: 2014-12-17
Publication date: 2015-04-29
Anticipated expiration: 2024-12-17

Abstract

本实用新型公开了一种电力元器件测量仪，包括控制电路、液晶显示电路、模拟开关电路、按键电路、电阻测量电路、电容测量电路、电感测量电路和电源模块；本实用新型以ATmega16-16AI单片机为主控制器。测量电阻和电容时，采用的是RC和555定时器组成的多谐振荡电路，测量电感时，采用LC配合三极管组成三点式震荡振荡电路。电阻、电容和电感测量模块产生的不同频率信号经整形电路分别送至通道选择模块，根据测试的元件类型，单片机通过按键的输入选择相应的测试电路，实现对元件测量的自动换挡。单片机通过一定的计算后向液晶发出测量结果并在液晶上显示出测量元件的类型和测量值。本实用新型可以方便快捷的切换测量模式，测量精度较高，量程较大，成本低。

Description

一种电力元器件测量仪

技术领域

本实用新型属于测量技术领域，具体涉及一种电力元器件测量仪。

背景技术

市场上电力器件参数测量仪种类繁多，但大多数测量仪精度和价格之间的矛盾未得到很好地解决，精度高的价格也高，价格低廉的精度一般，因此需要寻求一种精度较高、成本较低的电力器件测量仪。

实用新型内容

为了解决上述的技术问题，本实用新型提供了一种精度较高、成本较低的电力器件测量仪。

本实用新形态所采用的技术方案是：一种电力元器件测量仪，其特征在于：包括控制电路、液晶显示电路、模拟开关电路、按键电路、电阻测量电路、电容测量电路、电感测量电路、JTAG接口电路和电源模块；所述的电阻测量电路、电容测量电路和电感测量电路分别通过所述的模拟开关电路与所述的控制电路连接，分别用于测量外部电力元器件的电阻、电容和电感；所述的液晶显示电路与所述的控制电路连接，用于显示所处的测量模式及其参数并且提供人机交互的界面；所述的按键电路与所述的控制电路连接，用于控制所述的模拟开关电路；所述的JTAG接口电路与所述的控制电路连接，用于所述的控制电路的芯片内部测试；所述的电源模块分别与所述的控制电路、液晶显示电路、模拟开关电路、按键电路、电阻测量电路、电容测量电路、电感测量电路和JTAG接口电路连接，用于为所述的控制电路、液晶显示电路、模拟开关电路、按键电路、电阻测量电路、电容测量电路、电感测量电路和JTAG接口电路提供电力。

作为优选，所述的控制电路的核心器件为单片机ATmega16-16AI ，其引脚3、2、1、44分别接k1、k2、k3、k4；引脚43、42、40分别接A、B、INH；引脚41接U2的13号引脚；引脚16、15、14、12、11、10、9分别接DIN1、CLK、BLC、LED4、LED3、LED2、LED1、；引脚19、20、21、22、23、24、25、26分别接SCL、SDA、TCK、TMS、TDO、TDI、RST、D/C；引脚4通过电阻R27接VCC，通过电容C24接地；引脚7、8通过晶体振荡器Y1相连，引脚7通过电容C22接地，引脚8通过电容C23接地；引脚6、18、28、39接地；引脚5、17、27、38接VCC；引脚29通过电容C18接地；电容C7、 C8、 C9、 C10、C11并联后一端接地一端接+VCC；电容C12、 C13、 C14、 C15、C16并联后一端接地一端接VCC电源。

作为优选，所述的电感测量电路，其极性电容E5正极端通过电阻R22接在电感LX1的一端，极性电容E5的负极接地；LED7一端通过电阻R16接VCC，一端接地；电容C20并联在极性电容E5两端；电阻R22的两端分别接在三极管Q1的基极和集电极上；三极管Q1的发射极通过电阻R29接地；电容C19并联在三极管Q1的集电极和发射极两端；电容C26并联在电阻R29的两端；三极管Q1的发射极通过电容C21接在三极管Q2的基极；三极管Q2的基极通过电阻R26接VCC；三极管Q2的集电极通过电阻R23接VCC；三极管Q2的发射极通过电阻R31接地；三极管Q2的发射极通过电容C25和电阻R32接地；电阻R32通过电阻R24、电阻R25、电阻R33接地；运放U5的两输入端分别接在电阻R24、电阻R25、电阻R32、电阻R33组成的回路中；运放U5 的引脚4接地，引脚8接VCC，引脚1通过电阻R30接地；极性电容E4正极接VCC，负极接地；电容C17并联在极性电容E5两端；电阻R21和LED8 串联后并联在电容C17两端；运放U5的引脚1 通过电阻R28接YInd。

作为优选，所述的电容测量电路的核心器件为NE555，其引脚7通过电阻R12接VCC；引脚6通过电容CX1接地；引脚6、7通过电阻R14相连；引脚5通过电容C6接地；引脚1接地；引脚2、6相连；引脚3通过R15接YCap；引脚4和8并联后接VCC；极性电容E3正极接VCC，负极接地；电容C5并联在E5两端；电阻R13和LED6 串联后并联在电容C5两端。

作为优选，所述的电阻测量电路的核心器件为NE555，其引脚7通过电阻R1接VCC；引脚6通过电容C3接地；引脚6、7通过电阻RX1相连；引脚5通过电容C2接地；引脚1接地；引脚2、6相连；引脚3通过R11接YRes；引脚4和8并联后接VCC；极性电容E1正极接VCC，负极接地；电容C1并联在E1两端；电阻R2和LED1 串联后并联在电容C1两端。

作为优选，所述的模拟开关电路的核心器件为CD4052BCM，其引脚12接YRes；引脚14接YCap；引脚15接YInd；引脚16接VCC；极性电容E2正极接VCC，负极接地；电容C4 一端接VCC，一端接地；引脚6接JNH；引脚9、10接B、A。

作为优选，所述的按键电路主要由开关K1、K2 、K3、 K4和发光二极管LED1、LED2、 LED3、 LED4构成；发光二极管LED1、LED2、 LED3、 LED4分别通过电阻接VCC；开关K1、K2 、K3、 K4的一端相连后接地，另一端分别通过电阻接在VCC上。

作为优选，所述的液晶显示电路的核心器件为LCD显示接口电路，其连接器P1的引脚2、8接地；引脚6接VCC；引脚1接复位键；引脚3接D/C；引脚4接DIN1；引脚5接CLK；引脚7接BLC；引脚9接SCL；引脚10接SDA；连接器P2的引脚1接VCC，引脚2接地。

作为优选，所述的JTAG接口电路，其仿真器JTAG ICE AVR 的引脚7接VCC；P3的引脚10接地，P3的引脚6接复位键，P3的引脚1、3、5、9分别接TCK、TDO、TMS、TDI；P3引脚4接VCC，引脚1与仿真器P3的引脚4相连。P3的引脚1、3、5、9分别通过电阻R20、R19、R18、R17接在VCC上。

本实用新型提供的电力元器件测量仪是利用单片机来实现电力器件具体参数测量的，可以完成电阻、电容、电感等电力器件参数的测量。测量电阻和电容时，利用RC和555定时器组成的多谐振荡电路，通过测量输出振荡频率的大小即可求得电阻或电容的大小；而测量电感时，采用LC配合三极管组成三点式震荡振荡电路，通过测输出频率大小的方法来实现对电感值测量。该测量仪可以方便快捷的切换测量模式，测量精度较高，量程较大，成本低。

附图说明

图1：本实用新型实施例的原理图；

图2：本实用新型实施例的控制电路、模拟开关电路、电阻测量电路、电容测量电路和电感测量电路原理图；

图3：本实用新型实施例的按键电路原理图；

图4：本实用新型实施例的液晶显示电路的LCD显示接口电路原理图。

图5：本实用新型实施例的JTAG接口电路原理图。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本实用新型，下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请见图1，本实施例所采用的技术方案是：一种电力元器件测量仪，包括控制电路、液晶显示电路、模拟开关电路、按键电路、电阻测量电路、电容测量电路、电感测量电路、JTAG接口电路和电源模块；电阻测量电路、电容测量电路和电感测量电路分别通过模拟开关电路与控制电路连接，分别用于测量外部电力元器件的电阻、电容和电感；液晶显示电路与控制电路连接，用于显示所处的测量模式及其参数并且提供人机交互的界面；按键电路与控制电路连接，用于控制模拟开关电路；JTAG接口电路与控制电路连接，用于控制电路的芯片内部测试；电源模块分别与控制电路、液晶显示电路、模拟开关电路、按键电路、电阻测量电路、电容测量电路、电感测量电路和JTAG接口电路连接，用于为控制电路、液晶显示电路、模拟开关电路、按键电路、电阻测量电路、电容测量电路、电感测量电路和JTAG接口电路提供电力。

请见图2，本实施例的控制电路的核心器件为单片机ATmega16-16AI ，其引脚3、2、1、44分别接k1、k2、k3、k4；引脚43、42、40分别接A、B、INH；引脚41接U2的13号引脚；引脚16、15、14、12、11、10、9分别接DIN1、CLK、BLC、LED4、LED3、LED2、LED1、；引脚19、20、21、22、23、24、25、26分别接SCL、SDA、TCK、TMS、TDO、TDI、RST、D/C；引脚4通过电阻R27接VCC，通过电容C24接地；引脚7、8通过晶体振荡器Y1相连，引脚7通过电容C22接地，引脚8通过电容C23接地；引脚6、18、28、39接地；引脚5、17、27、38接VCC；引脚29通过电容C18接地；电容C7、 C8、 C9、 C10、C11并联后一端接地一端接+VCC；电容C12、 C13、 C14、 C15、C16并联后一端接地一端接VCC电源。控制部件是本实用新型能够流畅稳定工作的重要部分，是协调各个功能模块正常工作的核心。

本实施例的电感测量电路，其极性电容E5正极端通过电阻R22接在电感LX1的一端，极性电容E5的负极接地；LED7一端通过电阻R16接VCC，一端接地；电容C20并联在极性电容E5两端；电阻R22的两端分别接在三极管Q1的基极和集电极上；三极管Q1的发射极通过电阻R29接地；电容C19并联在三极管Q1的集电极和发射极两端；电容C26并联在电阻R29的两端；三极管Q1的发射极通过电容C21接在三极管Q2的基极；三极管Q2的基极通过电阻R26接VCC；三极管Q2的集电极通过电阻R23接VCC；三极管Q2的发射极通过电阻R31接地；三极管Q2的发射极通过电容C25和电阻R32接地；电阻R32通过电阻R24、电阻R25、电阻R33接地；运放U5的两输入端分别接在电阻R24、电阻R25、电阻R32、电阻R33组成的回路中；运放U5 的引脚4接地，引脚8接VCC，引脚1通过电阻R30接地；极性电容E4正极接VCC，负极接地；电容C17并联在极性电容E5两端；电阻R21和LED8 串联后并联在电容C17两端；运放U5的引脚1 通过电阻R28接YInd。该部分采用LC配合三极管组成三点式震荡振荡电路，通过测输出频率大小的方法来实现对电感值测量。

本实施例的电容测量电路的核心器件为NE555，其引脚7通过电阻R12接VCC；引脚6通过电容CX1接地；引脚6、7通过电阻R14相连；引脚5通过电容C6接地；引脚1接地；引脚2、6相连；引脚3通过R15接YCap；引脚4和8并联后接VCC；极性电容E3正极接VCC，负极接地；电容C5并联在E5两端；电阻R13和LED6 串联后并联在电容C5两端。该部分利用RC和555定时器组成的多谐振荡电路，通过测量输出振荡频率的大小即可求得电容的大小。

本实施例的电阻测量电路的核心器件为NE555，其引脚7通过电阻R1接VCC；引脚6通过电容C3接地；引脚6、7通过电阻RX1相连；引脚5通过电容C2接地；引脚1接地；引脚2、6相连；引脚3通过R11接YRes；引脚4和8并联后接VCC；极性电容E1正极接VCC，负极接地；电容C1并联在E1两端；电阻R2和LED1 串联后并联在电容C1两端。该部分利用RC和555定时器组成的多谐振荡电路，通过测量输出振荡频率的大小即可求得电阻的大小。

本实施例的模拟开关电路的核心器件为CD4052BCM，其引脚12接YRes；引脚14接YCap；引脚15接YInd；引脚16接VCC；极性电容E2正极接VCC，负极接地；电容C4 一端接VCC，一端接地；引脚6接JNH；引脚9、10接B、A。

请见图3，本实施例的按键电路主要由开关K1、K2 、K3、 K4和发光二极管LED1、LED2、 LED3、 LED4构成，用于控制模拟开关；发光二极管LED1、LED2、 LED3、 LED4分别通过电阻接VCC；开关K1、K2 、K3、 K4的一端相连后接地，另一端分别通过电阻接在VCC上。

请见图4，本实施例的液晶显示电路的核心器件为LCD显示接口电路，其连接器P1的引脚2、8接地；引脚6接VCC；引脚1接复位键；引脚3接D/C；引脚4接DIN1；引脚5接CLK；引脚7接BLC；引脚9接SCL；引脚10接SDA；连接器P2的引脚1接VCC，引脚2接地。显示设备是本实施例的重要输出部件，是人机交互的必要环节。在直流电子负载中，显示模块的主要功能是显示所处的测量模式及其参数并且提供人机交互的界面。

请见图5，本实施例的JTAG接口电路，其仿真器JTAG ICE AVR 的引脚7接VCC；P3的引脚10接地，P3的引脚6接复位键，P3的引脚1、3、5、9分别接TCK、TDO、TMS、TDI；P3引脚4接VCC，引脚1与仿真器P3的引脚4相连。P3的引脚1、3、5、9分别通过电阻R20、R19、R18、R17接在VCC上。

本实施例以ATmega16-16AI单片机为主控制器。测量电阻和电容时，采用的是RC和555定时器组成的多谐振荡电路，测量电感时，采用LC配合三极管组成三点式震荡振荡电路。电阻、电容和电感测量模块产生的不同频率信号经整形电路分别送至通道选择模块，根据测试的元件类型，单片机通过按键的输入选择相应的测试电路，实现对元件测量的自动换挡。单片机通过一定的计算后向液晶发出测量结果并在液晶上显示出测量元件的类型和测量值。

应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。

应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本实用新型专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本实用新型的保护范围之内，本实用新型的请求保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种电力元器件测量仪，其特征在于：包括控制电路、液晶显示电路、模拟开关电路、按键电路、电阻测量电路、电容测量电路、电感测量电路、JTAG接口电路和电源模块；所述的电阻测量电路、电容测量电路和电感测量电路分别通过所述的模拟开关电路与所述的控制电路连接，分别用于测量外部电力元器件的电阻、电容和电感；所述的液晶显示电路与所述的控制电路连接，用于显示所处的测量模式及其参数并且提供人机交互的界面；所述的按键电路与所述的控制电路连接，用于控制所述的模拟开关电路；所述的JTAG接口电路与所述的控制电路连接，用于所述的控制电路的芯片内部测试；所述的电源模块分别与所述的控制电路、液晶显示电路、模拟开关电路、按键电路、电阻测量电路、电容测量电路、电感测量电路和JTAG接口电路连接，用于为所述的控制电路、液晶显示电路、模拟开关电路、按键电路、电阻测量电路、电容测量电路、电感测量电路和JTAG接口电路提供电力。

2.根据权利要求1所述的电力元器件测量仪，其特征在于：所述的按键电路主要由开关K1、K2 、K3、 K4和发光二极管LED1、LED2、 LED3、 LED4构成；发光二极管LED1、LED2、 LED3、 LED4分别通过电阻接VCC；开关K1、K2 、K3、 K4的一端相连后接地，另一端分别通过电阻接在VCC上。