CN206876761U - 一种弱电控多参测量数字式三相电表 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于电能测量的数字式多用仪表,属于电度表领域。本方案主要由检测电路、专用电能计量芯片ATT7022、89C52单片机、128×64液晶显示、按键、RS485通信、红外通信以及电源部分组成。电路中的电流、电压信号经过电流、电压互感器,强电信号转换为安全的弱电信号,通过ATT7022把计量数据传给单片机,由单片机控制128×64液晶显示,另设按键可选择显示测量数据,并扩展RS485和红外线通信功能。因为ATT7022具有极高的精度,能够达到1级测量精度要求,由于互感器铁芯趋于饱和,当电力线路出现过电压或过电流时,其输出不会成正比的增加,能保护测量仪表设备。
Description
技术领域
本实用新型属于电能测量仪表领域,尤其涉及一种弱电控多参测量数字式三相电表。
背景技术
电能表是用来测量电能的仪表,又称电度表,火表,千瓦小时表,指测量各种电学量的仪表。目前国内的电能表设计已经走过了由8位MCU向通用DSP甚至专用DSP的变革,通用DSP的应用方案的劣势在于DSP的专业应用和嵌入程度不够深的问题,成本偏高;基于ARM的方案也已经出现,但是适合应用的ARM7TDMI在性能上不尽人意,同时外设资源不足;而更高端的ARM9系统的复杂程度很高,成本也较高。这样很多的企业都不乐意去使用这个高成本的电能表,这样市场就严重的缩水,所以要研究一种廉价的,多功能测量的,满足客户需求的电能表,来填补这个空缺。
电能测量仪表领域中现有的电度表都具有许多缺陷,有性能不稳定、功能单一、抗干扰能力弱、操作繁杂、数据不安全,尤其在功能方面,没有一个能同时对三相工频交流电的三相电压、三相电流、三相有功功率、三相无功功率、总有功功率、总无功功率、功率因数、电网频率、有功电能和无功电能进行测量的数字式多用表。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种弱电控多参测量数字式三相电表,旨在解决现有电度表性能不稳定、抗干扰能力弱、功能单一、操作繁杂、数据不安全的缺陷。
本实用新型的技术方案如下:
一种弱电控多参测量数字式三相电表,包括:直流电源模块、检测模块、计量芯片模块、显示模块、通信模块、按键单元和单片机;所述直流电源模块连接于所述计量芯片模块、所述显示模块、所述通信模块和所述单片机,所述检测模块连接于所述计量芯片模块,所述计量芯片模块连接于所述单片机,所述单片机连接于所述显示模块,所述通信模块和所述按键单元连接于所述单片机。
进一步根据本实用新型所述的弱电控多参测量数字式三相电表,所述检测模块包括电流检测单元和电压检测单元,所述电流检测单元和所述电压检测单元连接于所述计量芯片模块。
进一步根据本实用新型所述的弱电控多参测量数字式三相电表,所述通信模块包括接口通信和红外通信,所述接口通信和所述红外通信连接于所述单片机、所述直流电源模块和上位机。
进一步根据本实用新型所述的弱电控多参测量数字式三相电表,所述直流电源模块的稳压输出是电网电压经过变压整流滤波稳压等变换后得到的;220V交流家用电源经过变压器T1变压,T1两端接整流桥G1的1端口和3端口,整流桥G1的4端口接地,整流桥G1的2端口连接电解电容C1正极和电容C2,同时连接型号为W7805的稳压器W1的引脚Vin,电解电容C1和电容C2的另一端都接地,稳压器W1的引脚GND接地,稳压器W1的引脚Vout连接电解电容C3正极,同时连接电阻R1,电解电容C3的另一端接地,电阻R1的另一端连接电容C4、C5、C6,同时输出电压VCC,同时连接型号为ATT7022的计量芯片的引脚AVCC,电容C4、C5、C6的另一端都接地。
进一步根据本实用新型所述的弱电控多参测量数字式三相电表,所述检测模块中所述电流检测单元由变压器TA引入输入电流信号,然后变压器TA的两端连接电阻R3的两端,将电流信号转换为电压信号,电阻R2和电阻R6分别连接电阻R3的两端,电阻R2的另一端连接电容C7和电阻R4,同时连接型号为ATT7022计量芯片的V1P引脚,电容C7的另一端接地,电阻R4的另一端连接型号为ATT7022计量芯片的REFOUT引脚,电阻R6的另一端连接电容C8和电阻R5,同时连接型号为ATT7022计量芯片的V1N引脚,电容C8的另一端接地,电阻R5的另一端连接型号为ATT7022计量芯片的REFOUT引脚;电压检测单元由变压器TV引入输入电压信号,变压器TV的两端连接电阻R7的两端,电阻R8和电阻R9分别连接电阻R7的两端,电阻R8的另一端连接电容C9和电阻R10,同时连接型号为ATT7022计量芯片的V2P引脚,电容C9的另一端接地,电阻R10的另一端连接型号为ATT7022计量芯片的REFOUT引脚,电阻R9的另一端连接电容C10和电阻R11,同时连接型号为ATT7022计量芯片的V2N引脚,电容C10的另一端接地,电阻R11的另一端连接型号为ATT7022计量芯片的REFOUT引脚。
进一步根据本实用新型所述的弱电控多参测量数字式三相电表,所述显示模块显示单片机传来的数据,所述单片机型号为89C52,有38个引脚;所述显示模块采用128×64的点阵液晶显示器LCD显示测量参数,所述液晶显示器LCD有20个引脚,通过翻屏可显示所有测量数据,所述型号为89C52的单片机P0的引脚P0.0-P0.7依次连接液晶显示器LCD的12-19引脚,P0的引脚P2.6连接液晶显示器LCD的引脚10,P0的引脚P2.7连接液晶显示器LCD的引脚9,P0的引脚P1.0连接液晶显示器LCD的引脚11,P0的引脚X1连接晶振Y1的一端,同时连接电容C11,P0的引脚X2连接晶振Y1的另一端,同时连接电容C12,电容C12和电容C11的另一端都接地,P0的引脚RESET连接电解电容C13的负极,同时连接电阻R12,电解电容C13的另一端连接电源VCC,电阻R12的另一端接地,P0的引脚/RD连接液晶显示器LCD的引脚8,P0的引脚/WR连接液晶显示器LCD的7,P0的引脚P1.1-P1.6和引脚P2.0-P2.1依次连接按键S1-S8和电阻R13-R20,同时引脚P1.1-P1.4都连接电阻R17,电阻R13-R20的另一端都接电源VCC,按键S1-S8的另一端都接地,P0的引脚P2.2-2.5、P1.7、INT0、INT1、T1、T0、/EN、RXD、TXD、ALE和引脚PSEN全都悬空,所述液晶显示器LCD的1-6引脚悬空,LCD的引脚20接地。
进一步根据本实用新型所述的弱电控多参测量数字式三相电表,所述通信模块包含接口通信模块和红外通信模块,所述通信模块主要用于数据传输,所述接口通信模块经过型号为RS485的接口把测量的各个参数的值传输到上位机;所述红外通信模块将测试仪测量到的各个参数的值发送出去,连在上位机上的接收模块接收数据,实现远程显示;型号为MAX485的接口M1的引脚R0连接型号为89C52的单片机P1的引脚P3.0,M1的引脚DI连接P1的引脚P3.1,M1的引脚RE和DE都连接P1的引脚P1.7,M1的引脚B连接电阻R22和电阻R23,同时连接型号为MAX485的接口M2的引脚B,M1的引脚A连接电阻R22和R23的另一端,同时连接M2的引脚A,接口M2的引脚R0连接型号为89C52的单片机P2的引脚P3.0,M2的引脚DI连接P2的引脚P3.1,M2的引脚RE和DE都连接P2的引脚P1.7,三极管Q2001的射极接地,Q2001的基极连接P1的引脚P3.1,Q2001的集电极连接红外发射头一端,红外发射头另一端连接电阻R21,电阻R21另一端连接电源VCC,3636T的引脚GND接地,引脚VCC接电源VCC,引脚OUT连接P2的引脚P3.0。
进一步根据本实用新型所述的弱电控多参测量数字式三相电表,所述计量芯片模块包含仪表有功及无功功率校验电路和计量芯片引脚电路两部分。
进一步根据本实用新型所述的弱电控多参测量数字式三相电表,所述仪表有功及无功功率校验电路,型号为ATT7022计量芯片的引脚CF1连接电阻R2017,电阻R2017的另一端连接型号为U500D4F的二极管D2000的正极,二极管D2000的负极连接型号为NEC2501的光耦U2001的引脚1,光耦U2001的引脚2接地,光耦U2001的引脚3和4分别连接型号为CON2的连接器K2000的引脚1和2;型号为ATT7022计量芯片的引脚CF2连接电阻R2018,电阻R2018的另一端连接型号为U500D4F的二极管D2001的正极,二极管D2001的负极连接型号为NEC2501的光耦U2002的引脚1,光耦U2002的引脚2接地,光耦U2002的引脚3和4分别连接型号为CON2的连接器K2001的引脚1和2。
进一步根据本实用新型所述的弱电控多参测量数字式三相电表,所述计量芯片引脚电路包含型号为ATT7022的计量芯片A1,所述计量芯片A1有44个引脚,A1的引脚1连接电阻R2032,同时连接型号为8050的三极管Q2000的集电极,电阻R2032的另一端连接电源VCC,三极管Q2000的发射极接地,三极管Q2000的集电极连接电阻R2031,电阻R2031的另一端连接型号为89C52的单片机的引脚RESET,A1的引脚2连接电阻R2033,电阻R2033的另一端连接电阻R2034,电阻R2034另一端接地,A1的引脚3连接所述电流检测单元的输出V1P端,A1的引脚4连接所述电流检测单元的输出V1N端,A1的引脚5连接电容C2022,同时连接电解电容C2019正极,电容C2022另一端和电解电容C2019另一端都接地,A1的引脚6连接所述电流检测单元的输出V3P端,A1的引脚7连接所述电流检测单元的输出V3N端,A1的引脚9连接所述电流检测单元的输出V5P端,A1的引脚10连接所述电流检测单元的输出V5N端,A1的引脚11连接电容C2013,电容C2013的另一端接地,A1的引脚12连接电源VCC,同时连接电容C2023,电容C2023的另一端接地,A1的引脚13连接所述电压检测单元的输出V2P端,A1的引脚14连接所述电压检测单元的输出V2N端,A1的引脚16连接所述电压检测单元的输出V4P端,A1的引脚17连接所述电压检测单元的输出V4N端,A1的引脚18连接电容C2024,电容C2024的另一端接地,A1的引脚19连接所述电压检测单元的输出V6P端,A1的引脚20连接所述电压检测单元的输出V6N端,A1的引脚26连接型号为SCL2000的时钟线L1,时钟线L1的另一端接地,A1的引脚27连接所述有功及无功功率校验电路的输入CF1端,A1的引脚28连接所述有功及无功功率校验电路的输入CF2端,A1的引脚33连接电解电容C2021的正极,同时连接电容C2026,电解电容C2021和电容C2026的另一端都接地,A1的引脚34连接电容C2029,电容C2029的另一端接地,A1的引脚35、引脚36和引脚37分别连接电阻R2028、电阻R2027和电阻R2026,电阻R2026、电阻R2027和电阻R2028的另一端都接电源VCC,A1的引脚38连接电阻R2029,电阻R2029的另一端连接电阻R2030,电阻R2030的另一端接地,A1的引脚39连接电解电容C2020的正极,同时连接电容C2025,电解电容C2020和电容C2025的另一端都接地,A1的引脚41连接电容C2030,电容C2030的另一端接地,A1的引脚42连接晶振Y2000的一端,同时连接电容2028,A1的引脚43连接晶振Y2000的另一端,同时连接电容C2027,电容C2027和电容C2028的另一端都接地,A1的引脚8、15、23、24、44都接地,A1的引脚21、22、25、29-32、40都悬空。
本实用新型与现在技术相比,其有益效果在于:
1.本实用新型采用芯片ATT7022计量电能,ATT7022能准确地测量电网的电压、电流、频率、功率、电能等参数。
2.利用电流电压互感器采集三相电参数。电流和电压互感器是一种特殊的变压器,把大电流(高电压)变成小电流(低电压),实现了弱电控制强电,保证了电力系统的安全。由于互感器铁芯趋于饱和,当电力线路出现过电压或过电流时,其输出不会成正比的增加,能保护测量仪表设备。
附图说明
图1是本实用新型的系统框图;
图2是本实用新型直流电源模块的模块电路图;
图3是本实用新型检测模块的模块电路图;
图4是本实用新型计量芯片模块的仪表有功及无功功率校验电路的电路图;
图5是本实用新型计量芯片模块的计量芯片引脚电路图;
图6是本实用新型显示模块的电路图;
图7是本实用新型通信模块的电路图。
附图标记说明:
1—输入信号;2—电流检测单元;3—电压检测单元;4—三相电参数计量芯片;5—单片机;6—显示单元;7—按键单元;8—接口通信;9—红外通信;10—直流电源。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
如附图1所示,本实用新型的一种弱电控多参测量数字式三相电表的主要结构包括直流电源模块、检测模块、计量芯片模块、显示模块、通信模块、按键单元和单片机。
所述直流电源模块连接于所述计量芯片模块、所述显示模块、所述通信模块和所述单片机,所述检测模块连接于所述计量芯片模块,所述计量芯片模块连接于所述单片机,所述单片机连接于所述显示模块,所述通信模块和所述按键单元连接于所述单片机。
所述检测模块包括电流检测单元和电压检测单元,所述电流检测单元和所述电压检测单元连接于所述计量芯片模块。
所述通信模块包括接口通信和红外通信,所述接口通信和所述红外通信连接于所述单片机、所述直流电源模块和上位机。
所述直流电源给所述三相电参数计量芯片、所述单片机、所述显示单元、所述接口通信和所述红外通信供电,然后信号通过所述电流检测单元和所述电压检测单元检测输入,所述检测模块将检测完成的电压信号输出到所述三相电参数计量芯片,所述三相电参数计量芯片对检测信号进行电能、电功率测量,然后将测量数据输出到所述单片机,所述单片机将收到的测量数据进行数字运算和转换,然后输出到所述显示单元,所述显示单元显示接收到的数据信息。所述接口通信将所述单片机发送来的信号输出到上位机,所述红外通信接收上位机发送来的通信信号再输出到所述单片机,用户可以通过按键选择测量不同类型的电能数据,按键单元检测按键信号然后输出到单片机,单片机再将所需的电能数据输出到所述显示单元显示数据。
芯片计量原理:电流的有效值为电流瞬时值的平方对时间积分再求时间平均值开根号;电压有效值为电压瞬时值的平方对时间积分再求时间平均值开根号;各相的有功功率是通过对去直流分量后的电流电压信号进行乘法加法数字滤波后得到的;各相的无功功率是通过对去直流分量和移相90度后的电流电压信号进行乘法加法数字滤波后得到的;有功能量通过瞬时有功功率对时间的积分得到;三相合相功率是各相有功功率之和的平方加上各相无功功率之和的平方之和再开根号;功率因数是各相有功功率之和与三相合相功率的比值。
所述直流电源模块电路如附图2所示,所述直流电源模块的稳压输出是电网电压经过变压整流滤波稳压等变换后得到的。220V交流家用电源经过变压器T1变压,T1两端接整流桥G1的1端口和3端口,整流桥G1的4端口接地,整流桥G1的2端口连接电解电容C1正极和电容C2,同时连接型号为W7805的稳压器W1的引脚Vin,电解电容C1和电容C2的另一端都接地,稳压器W1的引脚GND接地,稳压器W1的引脚Vout连接电解电容C3正极,同时连接电阻R1,电解电容C3的另一端接地,电阻R1的另一端连接电容C4、C5、C6,同时输出电压VCC,同时连接型号为ATT7022的计量芯片的引脚AVCC,电容C4、C5、C6的另一端都接地。
所述检测模块电路图如附图3所示,所述电流检测单元由变压器TA引入输入电流信号,然后变压器TA的两端连接电阻R3的两端,将电流信号转换为电压信号,电阻R2和电阻R6分别连接电阻R3的两端,电阻R2的另一端连接电容C7和电阻R4,同时连接型号为ATT7022计量芯片的V1P引脚,电容C7的另一端接地,电阻R4的另一端连接型号为ATT7022计量芯片的REFOUT引脚,电阻R6的另一端连接电容C8和电阻R5,同时连接型号为ATT7022计量芯片的V1N引脚,电容C8的另一端接地,电阻R5的另一端连接型号为ATT7022计量芯片的REFOUT引脚。电压检测单元由变压器TV引入输入电压信号,变压器TV的两端连接电阻R7的两端,电阻R8和电阻R9分别连接电阻R7的两端,电阻R8的另一端连接电容C9和电阻R10,同时连接型号为ATT7022计量芯片的V2P引脚,电容C9的另一端接地,电阻R10的另一端连接型号为ATT7022计量芯片的REFOUT引脚,电阻R9的另一端连接电容C10和电阻R11,同时连接型号为ATT7022计量芯片的V2N引脚,电容C10的另一端接地,电阻R11的另一端连接型号为ATT7022计量芯片的REFOUT引脚。
所述计量芯片模块包含仪表有功及无功功率校验电路和计量芯片引脚电路两部分。
所述仪表有功及无功功率校验电路如附图4所示,型号为ATT7022计量芯片的引脚CF1连接电阻R2017,电阻R2017的另一端连接型号为U500D4F的二极管D2000的正极,二极管D2000的负极连接型号为NEC2501的光耦U2001的引脚1,光耦U2001的引脚2接地,光耦U2001的引脚3和4分别连接型号为CON2的连接器K2000的引脚1和2;型号为ATT7022计量芯片的引脚CF2连接电阻R2018,电阻R2018的另一端连接型号为U500D4F的二极管D2001的正极,二极管D2001的负极连接型号为NEC2501的光耦U2002的引脚1,光耦U2002的引脚2接地,光耦U2002的引脚3和4分别连接型号为CON2的连接器K2001的引脚1和2。
所述计量芯片引脚电路如附图5所示,包含型号为ATT7022的计量芯片A1,所述计量芯片A1有44个引脚,A1的引脚1连接电阻R2032,同时连接型号为8050的三极管Q2000的集电极,电阻R2032的另一端连接电源VCC,三极管Q2000的发射极接地,三极管Q2000的集电极连接电阻R2031,电阻R2031的另一端连接型号为89C52的单片机的引脚RESET,A1的引脚2连接电阻R2033,电阻R2033的另一端连接电阻R2034,电阻R2034另一端接地,A1的引脚3连接所述电流检测单元的输出V1P端,A1的引脚4连接所述电流检测单元的输出V1N端,A1的引脚5连接电容C2022,同时连接电解电容C2019正极,电容C2022另一端和电解电容C2019另一端都接地,A1的引脚6连接所述电流检测单元的输出V3P端,A1的引脚7连接所述电流检测单元的输出V3N端,A1的引脚9连接所述电流检测单元的输出V5P端,A1的引脚10连接所述电流检测单元的输出V5N端,A1的引脚11连接电容C2013,电容C2013的另一端接地,A1的引脚12连接电源VCC,同时连接电容C2023,电容C2023的另一端接地,A1的引脚13连接所述电压检测单元的输出V2P端,A1的引脚14连接所述电压检测单元的输出V2N端,A1的引脚16连接所述电压检测单元的输出V4P端,A1的引脚17连接所述电压检测单元的输出V4N端,A1的引脚18连接电容C2024,电容C2024的另一端接地,A1的引脚19连接所述电压检测单元的输出V6P端,A1的引脚20连接所述电压检测单元的输出V6N端,A1的引脚26连接型号为SCL2000的时钟线L1,时钟线L1的另一端接地,A1的引脚27连接所述有功及无功功率校验电路的输入CF1端,A1的引脚28连接所述有功及无功功率校验电路的输入CF2端,A1的引脚33连接电解电容C2021的正极,同时连接电容C2026,电解电容C2021和电容C2026的另一端都接地,A1的引脚34连接电容C2029,电容C2029的另一端接地,A1的引脚35、引脚36和引脚37分别连接电阻R2028、电阻R2027和电阻R2026,电阻R2026、电阻R2027和电阻R2028的另一端都接电源VCC,A1的引脚38连接电阻R2029,电阻R2029的另一端连接电阻R2030,电阻R2030的另一端接地,A1的引脚39连接电解电容C2020的正极,同时连接电容C2025,电解电容C2020和电容C2025的另一端都接地,A1的引脚41连接电容C2030,电容C2030的另一端接地,A1的引脚42连接晶振Y2000的一端,同时连接电容2028,A1的引脚43连接晶振Y2000的另一端,同时连接电容C2027,电容C2027和电容C2028的另一端都接地,A1的引脚8、15、23、24、44都接地,A1的引脚21、22、25、29-32、40都悬空。
所述显示模块的电路如附图6所示,所述显示模块显示单片机传来的数据,所述单片机型号为89C52,有38个引脚。所述显示模块采用128×64的点阵液晶显示器LCD显示测量参数,所述液晶显示器LCD有20个引脚,通过翻屏可显示所有测量数据。所述型号为89C52的单片机P0的引脚P0.0-P0.7依次连接液晶显示器LCD的12-19引脚,P0的引脚P2.6连接液晶显示器LCD的引脚10,P0的引脚P2.7连接液晶显示器LCD的引脚9,P0的引脚P1.0连接液晶显示器LCD的引脚11,P0的引脚X1连接晶振Y1的一端,同时连接电容C11,P0的引脚X2连接晶振Y1的另一端,同时连接电容C12,电容C12和电容C11的另一端都接地,P0的引脚RESET连接电解电容C13的负极,同时连接电阻R12,电解电容C13的另一端连接电源VCC,电阻R12的另一端接地,P0的引脚/RD连接液晶显示器LCD的引脚8,P0的引脚/WR连接液晶显示器LCD的7,P0的引脚P1.1-P1.6和引脚P2.0-P2.1依次连接按键S1-S8和电阻R13-R20,同时引脚P1.1-P1.4都连接电阻R17,电阻R13-R20的另一端都接电源VCC,按键S1-S8的另一端都接地,P0的引脚P2.2-2.5、P1.7、INT0、INT1、T1、T0、/EN、RXD、TXD、ALE和引脚PSEN全都悬空。所述液晶显示器LCD的1-6引脚悬空,LCD的引脚20接地。
所述通信模块的电路如附图7所示,所述通信模块包含接口通信模块和红外通信模块,所述通信模块主要用于数据传输。所述接口通信模块经过型号为RS485的接口把测量的各个参数的值传输到上位机;所述红外通信模块将测试仪测量到的各个参数的值发送出去,连在上位机上的接收模块接收数据,实现远程显示。型号为MAX485的接口M1的引脚R0连接型号为89C52的单片机P1的引脚P3.0,M1的引脚DI连接P1的引脚P3.1,M1的引脚RE和DE都连接P1的引脚P1.7,M1的引脚B连接电阻R22和电阻R23,同时连接型号为MAX485的接口M2的引脚B,M1的引脚A连接电阻R22和R23的另一端,同时连接M2的引脚A。接口M2的引脚R0连接型号为89C52的单片机P2的引脚P3.0,M2的引脚DI连接P2的引脚P3.1,M2的引脚RE和DE都连接P2的引脚P1.7。三极管Q2001的射极接地,Q2001的基极连接P1的引脚P3.1,Q2001的集电极连接红外发射头一端,红外发射头另一端连接电阻R21,电阻R21另一端连接电源VCC。3636T的引脚GND接地,引脚VCC接电源VCC,引脚OUT连接P2的引脚P3.0。
以上仅是对本实用新型的优选实施方式进行了描述,并不将本实用新型的技术方案限制于此,本领域人员在本实用新型的主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本实用新型所要保护的技术范畴,本实用新型具体的保护范围以权利要求书的记载为准。
Claims (10)
1.一种弱电控多参测量数字式三相电表,其特征在于,包括:直流电源模块、检测模块、计量芯片模块、显示模块、通信模块、按键单元和单片机;所述直流电源模块连接于所述计量芯片模块、所述显示模块、所述通信模块和所述单片机,所述检测模块连接于所述计量芯片模块,所述计量芯片模块连接于所述单片机,所述单片机连接于所述显示模块,所述通信模块和所述按键单元连接于所述单片机。
2.根据权利要求1所述的弱电控多参测量数字式三相电表,其特征在于,所述检测模块包括电流检测单元和电压检测单元,所述电流检测单元和所述电压检测单元连接于所述计量芯片模块。
3.根据权利要求1所述的弱电控多参测量数字式三相电表,其特征在于,所述通信模块包括接口通信和红外通信,所述接口通信和所述红外通信连接于所述单片机、所述直流电源模块和上位机。
4.根据权利要求1所述的弱电控多参测量数字式三相电表,其特征在于,所述直流电源模块的稳压输出是电网电压经过变压整流滤波稳压等变换后得到的;220V交流家用电源经过变压器T1变压,T1两端接整流桥G1的1端口和3端口,整流桥G1的4端口接地,整流桥G1的2端口连接电解电容C1正极和电容C2,同时连接型号为W7805的稳压器W1的引脚Vin,电解电容C1和电容C2的另一端都接地,稳压器W1的引脚GND接地,稳压器W1的引脚Vout连接电解电容C3正极,同时连接电阻R1,电解电容C3的另一端接地,电阻R1的另一端连接电容C4、C5、C6,同时输出电压VCC,同时连接型号为ATT7022的计量芯片的引脚AVCC,电容C4、C5、C6的另一端都接地。
5.根据权利要求2所述的弱电控多参测量数字式三相电表,其特征在于,所述检测模块中电流检测单元由变压器TA引入输入电流信号,然后变压器TA的两端连接电阻R3的两端,将电流信号转换为电压信号,电阻R2和电阻R6分别连接电阻R3的两端,电阻R2的另一端连接电容C7和电阻R4,同时连接型号为ATT7022计量芯片的V1P引脚,电容C7的另一端接地,电阻R4的另一端连接型号为ATT7022计量芯片的REFOUT引脚,电阻R6的另一端连接电容C8和电阻R5,同时连接型号为ATT7022计量芯片的V1N引脚,电容C8的另一端接地,电阻R5的另一端连接型号为ATT7022计量芯片的REFOUT引脚;电压检测单元由变压器TV引入输入电压信号,变压器TV的两端连接电阻R7的两端,电阻R8和电阻R9分别连接电阻R7的两端,电阻R8的另一端连接电容C9和电阻R10,同时连接型号为ATT7022计量芯片的V2P引脚,电容C9的另一端接地,电阻R10的另一端连接型号为ATT7022计量芯片的REFOUT引脚,电阻R9的另一端连接电容C10和电阻R11,同时连接型号为ATT7022计量芯片的V2N引脚,电容C10的另一端接地,电阻R11的另一端连接型号为ATT7022计量芯片的REFOUT引脚。
6.根据权利要求1所述的弱电控多参测量数字式三相电表,其特征在于,所述显示模块显示单片机传来的数据,所述单片机型号为89C52,有38个引脚;所述显示模块采用128×64的点阵液晶显示器LCD显示测量参数,所述液晶显示器LCD有20个引脚,通过翻屏可显示所有测量数据,所述型号为89C52的单片机P0的引脚P0.0-P0.7依次连接液晶显示器LCD的12-19引脚,P0的引脚P2.6连接液晶显示器LCD的引脚10,P0的引脚P2.7连接液晶显示器LCD的引脚9,P0的引脚P1.0连接液晶显示器LCD的引脚11,P0的引脚X1连接晶振Y1的一端,同时连接电容C11,P0的引脚X2连接晶振Y1的另一端,同时连接电容C12,电容C12和电容C11的另一端都接地,P0的引脚RESET连接电解电容C13的负极,同时连接电阻R12,电解电容C13的另一端连接电源VCC,电阻R12的另一端接地,P0的引脚/RD连接液晶显示器LCD的引脚8,P0的引脚/WR连接液晶显示器LCD的7,P0的引脚P1.1-P1.6和引脚P2.0-P2.1依次连接按键S1-S8和电阻R13-R20,同时引脚P1.1-P1.4都连接电阻R17,电阻R13-R20的另一端都接电源VCC,按键S1-S8的另一端都接地,P0的引脚P2.2-2.5、P1.7、INT0、INT1、T1、T0、/EN、RXD、TXD、ALE和引脚PSEN全都悬空,所述液晶显示器LCD的1-6引脚悬空,LCD的引脚20接地。
7.根据权利要求1所述的弱电控多参测量数字式三相电表,其特征在于,所述通信模块包含接口通信模块和红外通信模块,所述通信模块主要用于数据传输,所述接口通信模块经过型号为RS485的接口把测量的各个参数的值传输到上位机;所述红外通信模块将测试仪测量到的各个参数的值发送出去,连在上位机上的接收模块接收数据,实现远程显示;型号为MAX485的接口M1的引脚R0连接型号为89C52的单片机P1的引脚P3.0,M1的引脚DI连接P1的引脚P3.1,M1的引脚RE和DE都连接P1的引脚P1.7,M1的引脚B连接电阻R22和电阻R23,同时连接型号为MAX485的接口M2的引脚B,M1的引脚A连接电阻R22和R23的另一端,同时连接M2的引脚A,接口M2的引脚R0连接型号为89C52的单片机P2的引脚P3.0,M2的引脚DI连接P2的引脚P3.1,M2的引脚RE和DE都连接P2的引脚P1.7,三极管Q2001的射极接地,Q2001的基极连接P1的引脚P3.1,Q2001的集电极连接红外发射头一端,红外发射头另一端连接电阻R21,电阻R21另一端连接电源VCC,3636T的引脚GND接地,引脚VCC接电源VCC,引脚OUT连接P2的引脚P3.0。
8.根据权利要求5所述的弱电控多参测量数字式三相电表,其特征在于,所述计量芯片模块包含仪表有功及无功功率校验电路和计量芯片引脚电路两部分。
9.根据权利要求8所述的弱电控多参测量数字式三相电表,其特征在于,所述仪表有功及无功功率校验电路,型号为ATT7022计量芯片的引脚CF1连接电阻R2017,电阻R2017的另一端连接型号为U500D4F的二极管D2000的正极,二极管D2000的负极连接型号为NEC2501的光耦U2001的引脚1,光耦U2001的引脚2接地,光耦U2001的引脚3和4分别连接型号为CON2的连接器K2000的引脚1和2;型号为ATT7022计量芯片的引脚CF2连接电阻R2018,电阻R2018的另一端连接型号为U500D4F的二极管D2001的正极,二极管D2001的负极连接型号为NEC2501的光耦U2002的引脚1,光耦U2002的引脚2接地,光耦U2002的引脚3和4分别连接型号为CON2的连接器K2001的引脚1和2。
10.根据权利要求8所述的弱电控多参测量数字式三相电表,其特征在于,所述计量芯片引脚电路包含型号为ATT7022的计量芯片A1,所述计量芯片A1有44个引脚,A1的引脚1连接电阻R2032,同时连接型号为8050的三极管Q2000的集电极,电阻R2032的另一端连接电源VCC,三极管Q2000的发射极接地,三极管Q2000的集电极连接电阻R2031,电阻R2031的另一端连接型号为89C52的单片机的引脚RESET,A1的引脚2连接电阻R2033,电阻R2033的另一端连接电阻R2034,电阻R2034另一端接地,A1的引脚3连接所述电流检测单元的输出V1P端,A1的引脚4连接所述电流检测单元的输出V1N端,A1的引脚5连接电容C2022,同时连接电解电容C2019正极,电容C2022另一端和电解电容C2019另一端都接地,A1的引脚6连接所述电流检测单元的输出V3P端,A1的引脚7连接所述电流检测单元的输出V3N端,A1的引脚9连接所述电流检测单元的输出V5P端,A1的引脚10连接所述电流检测单元的输出V5N端,A1的引脚11连接电容C2013,电容C2013的另一端接地,A1的引脚12连接电源VCC,同时连接电容C2023,电容C2023的另一端接地,A1的引脚13连接所述电压检测单元的输出V2P端,A1的引脚14连接所述电压检测单元的输出V2N端,A1的引脚16连接所述电压检测单元的输出V4P端,A1的引脚17连接所述电压检测单元的输出V4N端,A1的引脚18连接电容C2024,电容C2024的另一端接地,A1的引脚19连接所述电压检测单元的输出V6P端,A1的引脚20连接所述电压检测单元的输出V6N端,A1的引脚26连接型号为SCL2000的时钟线L1,时钟线L1的另一端接地,A1的引脚27连接所述有功及无功功率校验电路的输入CF1端,A1的引脚28连接所述有功及无功功率校验电路的输入CF2端,A1的引脚33连接电解电容C2021的正极,同时连接电容C2026,电解电容C2021和电容C2026的另一端都接地,A1的引脚34连接电容C2029,电容C2029的另一端接地,A1的引脚35、引脚36和引脚37分别连接电阻R2028、电阻R2027和电阻R2026,电阻R2026、电阻R2027和电阻R2028的另一端都接电源VCC,A1的引脚38连接电阻R2029,电阻R2029的另一端连接电阻R2030,电阻R2030的另一端接地,A1的引脚39连接电解电容C2020的正极,同时连接电容C2025,电解电容C2020和电容C2025的另一端都接地,A1的引脚41连接电容C2030,电容C2030的另一端接地,A1的引脚42连接晶振Y2000的一端,同时连接电容2028,A1的引脚43连接晶振Y2000的另一端,同时连接电容C2027,电容C2027和电容C2028的另一端都接地,A1的引脚8、15、23、24、44都接地,A1的引脚21、22、25、29-32、40都悬空。
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CN108761193A (zh) * | 2018-06-04 | 2018-11-06 | 江苏师范大学 | 无相位差传感器的快速自适应电参量测量与计算方法 |
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- 2017-04-12 CN CN201720380954.9U patent/CN206876761U/zh active Active
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