CN212410679U - 一种电压电流的测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及一种电压电流的测量装置，包括电源单元、控制单元和显示单元，其中，电源单元和控制单元之间通过电源线连接，显示单元为至少两个，控制单元包括微控制组件、电流采样组件和抗干扰组件，各显示单元的输入端与微控制组件的输出端连接，微控制组件上的引脚与电流采样组件的引脚相连接，抗干扰组件的输入端插接在微控制组件的采样端口上。采用本实用新型的设计方案可以高效准确的进行电压电流的测量，避免了多次测量出现的误差过大的现象。
Description
技术领域
本实用新型涉及测量技术领域，尤其涉及一种电压电流的测量装置。
背景技术
电压电流表是一种用来进行电压和电流的测试仪器，传统的电压电流表采用专用LSI芯片采样显示，低阻抗人工读值并判定合格，小数点需外电压线显示。
然而这种电压电流表存在着测量数据不准确，多次测量结果不平滑误差较大的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，提供一种电压电流的测量装置，以解决上述技术问题。
本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种电压电流的测量装置，包括电源单元、控制单元和显示单元，其中，所述电源单元和所述控制单元之间通过电源线连接，所述显示单元为至少两个，所述控制单元包括微控制组件、电流采样组件和抗干扰组件，各所述显示单元的输入端与所述微控制组件的输出端连接，所述微控制组件上的引脚与所述电流采样组件的引脚相连接，所述抗干扰组件的输入端插接在所述微控制组件的采样端口上。
本实用新型采用市面上通用MCU(microcontroller unit)微控制器，ADC分辨率1mv程序可设定可控上下限并用指示灯显示，绿灯亮测试通过，红灯亮不良。并采用高阻抗电路，避免量测时对电路值的改变；本产品同时也可测量60mA以内直流电流；特别是可以实现负电压量测，用软件编程算法实现数学滤波，多次采样，取算术平均值取，使测量值更平滑。
在一种可能的设计中，所述微控制组件包括STM32微处理器、第一接地保护器、第二接地保护器，所述第一接地保护器和所述STM32微处理器之间通过第一引脚部连接，所述第二接地保护器和所述STM32微处理器之间通过第二引脚部连接，所述第一接地保护器内设有以串联方式连接的保护电阻和保护电容，所述第二接地保护器内设有至少两个并联的保护电容。
在本实用新型中，STM32处理器可以采用STM32F103RCT6，该微处理器是一种嵌入式-微控制器的集成电路(IC)，芯体尺寸是32位，速度是72MHz，程序存储器容量是256KB，程序存储器类型是FLASH，RAM容量是48K。在本方案中，第一接地保护器和第二接地保护器分别连接在前述微处理器的不同引脚上，即第一接地保护器和第二接地保护器之间是一种并联的关系。
在一种可能的设计中，所述显示单元采用LED显示器。
在一种可能的设计中，所述电流采样组件包括放大器、二极管、电容器和电阻，所述电容器与所述电阻之间串接，所述电容器的一端连接所述放大器的一端，所述放大器的另一端连接所述电阻，所述二极管为至少两个，各所述二极管与所述放大器并联。
在一种可能的设计中，所述抗干扰组件包括分压部和高阻抗缓冲器，所述分压部和所述高阻抗缓冲器之间串接，所述高阻抗缓冲器上设有输入引脚、输出引脚和接地引脚，所述输入引脚与所述微控制组件的输出端连接，所述输出引脚与所述分压部的输入端连接。
优选地，所述分压部包括嵌位二极管、降压件和分压电阻，所述嵌位二极管连接在所述降压件的一端，所述分压电阻连接在所述降压件的另一端。
更优选地，所述嵌位二极管为两个，各所述嵌位二极管之间并联。
有益效果：采用本实用新型的设计方案可以高效准确的进行电压电流的测量，避免了多次测量出现的误差过大的现象。
附图说明
图1为本实用新型的一种整体示意图；
图2为图1中的微控制组件的结构示意图；
图3为图2中的电流采样组件的结构示意图；
图4为图2中的抗干扰组件的结构示意图；
图中：1、电源单元，2、控制单元，3、显示单元，20、微控制组件、21、电流采样组件，22、抗干扰组件，201、STM32微处理器，202、第一接地保护器，203、第二接地保护器，211、放大器，212、电容器，213、二极管， 214、电阻，221、连接器，222、高阻抗缓冲器，223、降压件，224、嵌位二极管，225、分压电阻。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本实用新型。
参照图1和图2，一种电压电流的测量装置，包括电源单元1、控制单元 2和显示单元3，其中，电源单元和控制单元之间通过电源线连接，显示单元为至少两个，控制单元包括微控制组件20、电流采样组件21和抗干扰组件 22，各显示单元的输入端与微控制组件的输出端连接，微控制组件上的引脚与电流采样组件的引脚相连接，抗干扰组件的输入端插接在微控制组件的采样端口上。
本实用新型采用市面上通用MCU(microcontroller unit)微控制器，ADC分辨率1mv程序可设定可控上下限并用指示灯显示，绿灯亮测试通过，红灯亮不良。并采用高阻抗电路，避免量测时对电路值的改变；本产品同时也可测量60mA以内直流电流；特别是可以实现负电压量测，用软件编程算法实现数学滤波，多次采样，取算术平均值取，使测量值更平滑。
在一种可能的设计中，微控制组件包括STM32微处理器201、第一接地保护器202、第二接地保护器203，第一接地保护器和STM32微处理器之间通过第一引脚部连接，第二接地保护器和STM32微处理器之间通过第二引脚部连接，第一接地保护器内设有以串联方式连接的保护电阻和保护电容，第二接地保护器内设有至少两个并联的保护电容。
在本实用新型中，STM32处理器可以采用STM32F103RCT6，该微处理器是一种嵌入式-微控制器的集成电路(IC)，芯体尺寸是32位，速度是72MHz，程序存储器容量是256KB，程序存储器类型是FLASH，RAM容量是48K。在本方案中，第一接地保护器和第二接地保护器分别连接在前述微处理器的不同引脚上，即第一接地保护器和第二接地保护器之间是一种并联的关系。
在一种可能的设计中，显示单元采用LED显示器，LED显示器的个数通常为4个。
在一种可能的设计中，电流采样组件包括放大器211、二极管213、电容器212和电阻214，电容器与电阻之间串接，电容器的一端连接放大器的一端，放大器的另一端连接电阻，二极管为至少两个，各二极管与放大器并联。
在一种可能的设计中，抗干扰组件包括分压部和高阻抗缓冲器222，分压部和高阻抗缓冲器之间串接，高阻抗缓冲器上设有输入引脚、输出引脚和接地引脚，输入引脚与微控制组件的输出端连接，输出引脚与分压部的输入端连接。在本方案中，在高阻抗缓冲器的一端还可以设置连接器221，连接器 221用于将抗干扰组件和STM32处理器等部件向连接。
优选地，分压部包括嵌位二极管224、降压件223和分压电阻225，嵌位二极管连接在降压件的一端，分压电阻连接在降压件的另一端。
更优选地，嵌位二极管为两个，各嵌位二极管之间采用并联的方式连接。
在一种可能的设计中，在抗干扰组件与STM32处理器之间还可以设置负电压量测组件，由于单片机不能直接量测负电压，利用运算放大加法器,经过 TLV27L2线性转换正电压显示。负电压量组件由多个电阻组成，利用运算放大加法器，V1接电源电压5V，V2接0～-3V负电压.Vout对应输出4.5～1.8v 电压MCU采样ADC后,软件判定并在七段显示器显示负电压。
在使用时，利用STM32F103RCT6固件库STM32F10x_StdPeriph_Lib_V 3.5.0,采用KEIL软件进行源程序编译,分四模块，七段显示Display，ADC 子程序，主程序，LED子程序。
具体操作如下：1、Display子程序void Display_Init()
1.1初始化，配置相应端口GPIO_Mode_Out_PP；
GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6|；
GPIO_Pin_12|GPIO_Pin_13|GPIO_Pin_14；
1.2根据字模char SEG[]，LED_output_data(unsigned char data)
for(i＝8；i>0；i--)循环，高位先发,显示一个七段显示器数字.
1.3Dislplay(uint16_t data)
根据数据分配四个显示器
LED_output_data(SEG[data/1000])；
LED_output_data(SEG[data/100％10])；
LED_output_data(SEG[data/10％10])；
LED_output_data(SEG[data％10])；
2、ADC采样
2.1初始化static void ADC1_GPIO_Config(void)
GPIO_Pin_0；GPIO_Mode_AIN
2.2软件触发ADC转换
DMA_Init(DMA1_Channel1,&DMA_InitStructure)；
ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStructure)；
3、LED显示配置
void LED_Init()；
GPIO_Pin_1；GPIO_Mode_Out_PP；void LED1_off()；void LED1_on()；
void LED2_off()；void LED2_on()；
4、主程序
初始化，8次采样取算术平均值,软件数字滤波.
if(adc_sample_cnt＝＝8)
input_adc_sum+＝ADC_ConvertedValue[1]；
adc_sample_cnt++；
显示电压&电流值
If判定上下限，并显示pass&fail灯.
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.电压电流的测量装置，包括电源单元、控制单元和显示单元，其特征在于，所述电源单元和所述控制单元之间通过电源线连接，所述显示单元为至少两个，所述控制单元包括微控制组件、电流采样组件和抗干扰组件，各所述显示单元的输入端与所述微控制组件的输出端连接，所述微控制组件上的引脚与所述电流采样组件的引脚相连接，所述抗干扰组件的输入端插接在所述微控制组件的采样端口上。
2.根据权利要求1所述的电压电流的测量装置，其特征在于，所述微控制组件包括STM32微处理器、第一接地保护器、第二接地保护器，所述第一接地保护器和所述STM32微处理器之间通过第一引脚部连接，所述第二接地保护器和所述STM32微处理器之间通过第二引脚部连接，所述第一接地保护器内设有以串联方式连接的保护电阻和保护电容，所述第二接地保护器内设有至少两个并联的保护电容。
3.根据权利要求1所述的电压电流的测量装置，其特征在于，所述显示单元采用LED显示器。
4.根据权利要求1所述的电压电流的测量装置，其特征在于，所述电流采样组件包括放大器、二极管、电容器和电阻，所述电容器与所述电阻之间串接，所述电容器的一端连接所述放大器的一端，所述放大器的另一端连接所述电阻，所述二极管为至少两个，各所述二极管与所述放大器并联。
5.根据权利要求1所述的电压电流的测量装置，其特征在于，所述抗干扰组件包括分压部和高阻抗缓冲器，所述分压部和所述高阻抗缓冲器之间串接，所述高阻抗缓冲器上设有输入引脚、输出引脚和接地引脚，所述输入引脚与所述微控制组件的输出端连接，所述输出引脚与所述分压部的输入端连接。
6.根据权利要求5所述的电压电流的测量装置，其特征在于，所述分压部包括嵌位二极管、降压件和分压电阻，所述嵌位二极管连接在所述降压件的一端，所述分压电阻连接在所述降压件的另一端。
7.根据权利要求6所述的电压电流的测量装置，其特征在于，所述嵌位二极管为两个，各所述嵌位二极管之间并联。
Priority Applications (1)
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| CN202020692572.1U CN212410679U (zh) | 2020-04-29 | 2020-04-29 | 一种电压电流的测量装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| CN212410679U true CN212410679U (zh) | 2021-01-26 |
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Family Applications (1)
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| CN202020692572.1U Active CN212410679U (zh) | 2020-04-29 | 2020-04-29 | 一种电压电流的测量装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| CN (1) | CN212410679U (zh) |
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2020
- 2020-04-29 CN CN202020692572.1U patent/CN212410679U/zh active Active
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