CN207318566U - 简易大量程交流电压表 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种简易大量程交流电压表，属于交流电压测量技术领域，包括依次连接的电压采样模块、电压信号处理模块、A/D转换模块、单片机模块和显示模块，电压采样模块、电压信号处理模块、A/D转换模块、单片机模块和显示模块分别连接电源模块的输出端，单片机模块的输入端连接按键模块，单片机模块的控制输出端连接电压采样模块。本实用新型结构简单，设计合理，使用方便，造价成本低，通过设置多个电压选择通道可以在保证精确度的前提下增加所测交流电压的范围，具有较强的实用性。

Description

简易大量程交流电压表

技术领域

本实用新型涉及一种简易大量程交流电压表，属于交流电压测量技术领域。

背景技术

电压表已经有100多年的发展历史了，虽然一直在不断地改进与完善，但仍然无法满足现代电子测量的需要。近二十年来，随着微电子技术，计算机技术，集成技术和网络技术等高新技术的迅猛发展，更加不断地向仪器仪表提出了更高、更新、更多的需求，如要求速度更快、灵活度更高、稳定性更好、使用更方便、成本更低廉等，这就为仪器仪表科技与产品的发展提供了强大的推动力，并成为仪器仪表进一步发展的方向。由于数字电压表问世以来，显示出其强大的生命力，成为在电子测量领域最广泛的一种仪器，数字电压表有显示清晰、直观，精度高，分辨力强，测量范围广等特点，因此其独占电压表产品的熬头。

目前，电压包括直流电压和交流电压，一般都用万用表来测量，但是对有些人来说，他只需要测量交流电，万用表虽然可以测量交流电，但是其量程有限，体积比较大，不方便携带，而且万用表的其它功能也用不到，造成浪费，为了弥补以上技术存在的不足，提供了一种简易大量程交流电压表。

实用新型内容

根据以上现有技术中的不足，本实用新型要解决的问题是：提供一种结构简单，设计合理，使用方便，体积小，方便携带，造价成本低，通过设置多个电压选择通道可以在保证精确度的前提下增加所测交流电压范围的简易大量程交流电压表。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

所述的简易大量程交流电压表，包括依次连接的电压采样模块、电压信号处理模块、A/D 转换模块、单片机模块和显示模块，电压采样模块、电压信号处理模块、A/D转换模块、单片机模块和显示模块分别连接电源模块的输出端，单片机模块的输入端连接按键模块，单片机模块的控制输出端连接电压采样模块。

简易大量程交流电压表通过在电压采样模块内设置多个电压选择通道，能够在保证测量精确度的前提下，大大增加所测交流电压的范围，结构简单，设计合理，造价成本低，使用方便，体积小，方便携带，实用性强。所述的A/D转换模块采用高精度A/D转换芯片，为提高A/D转换的精确度，A/D转换芯片的参考电压采用高精度的稳压芯片所得，所用单片机采用低功耗单片机，测量时采用间歇休眠的方式降低功耗，进一步降低功耗。

进一步的优选，电压采样模块包括电阻R1、电压互感器T1和电子开关U1，电阻R1与电压互感器T1的输入端串联，电压互感器T1的输出端连接电子开关U1的引脚6和电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8和电阻R9，电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻 R6、电阻R7、电阻R8和电阻R9分别连接电子开关U1的引脚15、引脚14、引脚13、引脚12、引脚 5、引脚4、引脚2和引脚1，电子开关U1的引脚9、引脚10和引脚11连接单片机模块的I/O端口，通过单片机模块控制电子开关U1的开关通断。

进一步的优选，电压互感器T1的型号为SPT204A。提高测量精度。

进一步的优选，电压信号处理模块包括运算放大器U2、电阻R10和电容C1，运算放大器U2 的正极输入端连接电压采样模块的电子开关U1的电压输出端，运算放大器U2的负极输入端连接运算放大器U2输出端，电阻R10和电容C1并联设置，且电阻R10和电容C1的一端连接运算放大器 U2输出端，另一端接地。

进一步的优选，显示模块采用液晶显示屏。降低功耗。

进一步的优选，电源模块包括5V稳压电路、3.3V稳压电路和2.5V稳压电路，5V稳压电路的输出端连接电压采样模块的电子开关U1、电压信号处理模块和显示模块，3.3V稳压电路的输出端连接单片机模块，2.5V稳压电路的输出端连接A/D转换模块。保证设备的供电稳定性。

进一步的优选，5V稳压电路和3.3V稳压电路的稳压芯片采用非线性稳压芯片，2.5V稳压电路的稳压芯片采用线性稳压芯片。提高设备使用的稳定性。

进一步的优选，按键模块包括一个开关按键和一个背光控制按键。

本实用新型所具有的有益效果是：

本实用新型所述的简易大量程交流电压表结构简单，设计合理，造价成本低，使用方便，体积小，能耗低，方便携带，通过在电压采样模块内设置多个电压选择通道，能够在保证测量精确度的前提下，大大增加所测交流电压的范围，具有较强的实用性。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理图；

图2为本实用新型电压采样模块的电路图；

图3为本实用新型电压信号处理模块的电路图；

其中，1、电源模块；2、电压采样模块；3、电压信号处理模块；4、A/D转换模块；5、单片机模块；6、显示模块；7、按键模块。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例做进一步描述：

如图1所示，本实用新型所述的简易大量程交流电压表，包括依次连接的电压采样模块2、电压信号处理模块3、A/D转换模块4、单片机模块5和显示模块6，电压采样模块2、电压信号处理模块3、A/D转换模块4、单片机模块5和显示模块6分别连接电源模块1的输出端，单片机模块5的输入端连接按键模块7，单片机模块5的控制输出端连接电压采样模块2。

如图2所示，所述的电压采样模块2包括电阻R1、电压互感器T1和电子开关U1，电阻R1与电压互感器T1的输入端串联，电压互感器T1的输出端连接电子开关U1的引脚6和电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8和电阻R9，电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8和电阻R9分别连接电子开关U1的引脚15、引脚14、引脚13、引脚12、引脚5、引脚4、引脚2和引脚1，电子开关U1的引脚9、引脚10和引脚11连接单片机模块5的I/O端口，通过单片机模块5控制电子开关U1的开关通断，电压互感器T1的型号为SPT204A。

如图3所示，所述的电压信号处理模块3包括运算放大器U2、电阻R10和电容C1，运算放大器U2的正极输入端连接电压采样模块2的电子开关U1的电压输出端，运算放大器U2的负极输入端连接运算放大器U2输出端，电阻R10和电容C1并联设置，且电阻R10和电容C1的一端连接运算放大器U2输出端，另一端接地。

所述的电源模块1包括5V稳压电路、3.3V稳压电路和2.5V稳压电路，5V稳压电路的输出端连接电压采样模块2的电子开关U1、电压信号处理模块3和显示模块6，3.3V稳压电路的输出端连接单片机模块5，2.5V稳压电路的输出端连接A/D转换模块4，5V稳压电路和3.3V稳压电路的稳压芯片采用非线性稳压芯片，2.5V稳压电路的稳压芯片采用线性稳压芯片。

所述的显示模块6采用液晶显示屏，按键模块7包括一个开关按键和一个背光控制按键。

本实用新型的工作原理和使用过程：

测量电压时，电阻R1将大电压变为小电流，其中，由于电压互感器T1内部设置两个线圈，且两个线圈的匝数比为1:1，所以电压互感器T1的输出端电流与输入端电流相等，且电流大小与电压成正比，此时单片机模块5通过控制电子开关U1的开启，选择与电压互感器T1输出端相连电阻的大小，进而得到与所测电压成正比的电压，所采集的电压经电压信号处理模块3处理后交由A/D转换模块4进行转换，A/D转换模块4得到的数字量传给单片机模块5，单片机模块5 计算出电压后由显示模块6显示。其中，电子开关U1的电压通道的选择是由小电阻开始，然后再选择大点的电阻，直到选择了合适的电阻为止。

本实用新型结构简单，设计合理，造价成本低，使用方便，体积小，能耗低，方便携带，通过在电压采样模块内设置多个电压选择通道，能够在保证测量精确度的前提下，大大增加所测交流电压的范围，实用性强。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.一种简易大量程交流电压表，其特征在于：包括依次连接的电压采样模块(2)、电压信号处理模块(3)、A/D转换模块(4)、单片机模块(5)和显示模块(6)，电压采样模块(2)、电压信号处理模块(3)、A/D转换模块(4)、单片机模块(5)和显示模块(6)分别连接电源模块(1)的输出端，单片机模块(5)的输入端连接按键模块(7)，单片机模块(5)的控制输出端连接电压采样模块(2)。

2.根据权利要求1所述的简易大量程交流电压表，其特征在于：所述的电压采样模块(2)包括电阻R1、电压互感器T1和电子开关U1，电阻R1与电压互感器T1的输入端串联，电压互感器T1的输出端连接电子开关U1的引脚6和电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8和电阻R9，电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8和电阻R9分别连接电子开关U1的引脚15、引脚14、引脚13、引脚12、引脚5、引脚4、引脚2和引脚1，电子开关U1的引脚9、引脚10和引脚11连接单片机模块(5)的I/O端口，通过单片机模块(5)控制电子开关U1的开关通断。

3.根据权利要求2所述的简易大量程交流电压表，其特征在于：所述的电压互感器T1的型号为SPT204A。

4.根据权利要求1所述的简易大量程交流电压表，其特征在于：所述的电压信号处理模块(3)包括运算放大器U2、电阻R10和电容C1，运算放大器U2的正极输入端连接电压采样模块(2)的电子开关U1的电压输出端，运算放大器U2的负极输入端连接运算放大器U2输出端，电阻R10和电容C1并联设置，且电阻R10和电容C1的一端连接运算放大器U2输出端，另一端接地。

5.根据权利要求1所述的简易大量程交流电压表，其特征在于：所述的显示模块(6)采用液晶显示屏。

6.根据权利要求1所述的简易大量程交流电压表，其特征在于：所述的电源模块(1)包括5V稳压电路、3.3V稳压电路和2.5V稳压电路，5V稳压电路的输出端连接电压采样模块(2)的电子开关U1、电压信号处理模块(3)和显示模块(6)，3.3V稳压电路的输出端连接单片机模块(5)，2.5V稳压电路的输出端连接A/D转换模块(4)。

7.根据权利要求6所述的简易大量程交流电压表，其特征在于：所述的5V稳压电路和3.3V稳压电路的稳压芯片采用非线性稳压芯片，2.5V稳压电路的稳压芯片采用线性稳压芯片。

8.根据权利要求1所述的简易大量程交流电压表，其特征在于：所述的按键模块(7)包括一个开关按键和一个背光控制按键。