CN217238206U - 一种国产芯片数字电能仪表 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种国产芯片数字电能仪表，涉及国产芯片技术领域，包括本体和设置在本体一侧的后置壳，后置壳内部设置有控制模块、信号输入模块、信号放大模块、信号处理模块、显示模块和指示模块，信号输入模块通过信号放大模块，信号处理模块与控制模块的输入端连接，所述控制模块的输出端分别与显示模块和指示模块连接，信号输入模块通过信号放大模块，信号处理模块与控制模块的输入端连接，控制模块的输出端分别与显示模块、指示模块连接，具有性价比高，电路设计巧妙，原理简单，纯硬件设计，成本低，性价比高，安装方便，体积小，结构简单，安装方便，精确度高：稳定性好，测量精确，误差率小。

Description

一种国产芯片数字电能仪表

技术领域

本实用新型涉及国产芯片技术领域，具体为一种国产芯片数字电能仪表。

背景技术

随着科学技术的日益发展，电力的供应对社会的生产、工作的正常进行有着非常重要的作用，人们测量事物的技术越来越进步，科技含量越来高，由以前的目测到简单的测量工具，再到现在的数字式电子测量，这些技术的发展给人们的生活、工作等都带来了极大的效益，大大地提升了工作效率，为社会创造了更多的财富。

随着国际形势的日益严重，国外的芯片价格越来越高，并且供货周期特别长，导致在工作过程当中浪费大量的时间和金钱等，降低了生产及工作的效率，且现有技术中未对仪表进行防护，灰尘等杂志易在其表面沉积。

针对上述问题，本实用新型提出了一种国产芯片数字电能仪表。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种国产芯片数字电能仪表，已达到精确，准确的进行电量测量的目的，从而解决了背景技术中随着国际形势的日益严重，国外的芯片价格越来越高，并且供货周期特别长，导致在工作过程当中浪费大量的时间和金钱等，降低了生产及工作的效率，且现有技术中未对仪表进行防护，灰尘等杂志易在其表面沉积的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种国产芯片数字电能仪表，包括本体和设置在本体一侧的后置壳，所述本体的外表面设置有显示屏，后置壳的两侧设置有防护板，后置壳内部设置有控制模块、信号输入模块、信号放大模块、信号处理模块、显示模块和指示模块，信号输入模块通过信号放大模块，信号处理模块与控制模块的输入端连接，所述控制模块的输出端分别与显示模块和指示模块连接。

优选的，所述信号输入模块包括输入信号SIGN-INPUT+和输入信号SIGN-INPUT-，电阻R21和电阻R12组成，输入信号SIGN-INPUT+通过电阻R12与信号放大模块连接，所述的输入信号SIGN-INPUT-通过电阻R21与输入信号SIGN-INPUT+连接，所述的输入信号SIGN-INPUT-接地。

优选的，所述信号放大模块包括放大器U2和放大器U3，所述的放大器U2和U3的型号为OP07C，信号输入模块与放大器U2的3脚连接，放大器U2的2脚通过电阻R1接地，放大器U2的2脚通过电容C1与3脚连接，放大器U2的7脚通过电容C2接地，放大器U2的1脚通过电阻R2，可调电阻DW1，电阻R3与8脚连接，放大器U2的6脚通过电阻R5与放大器U3的2脚连接，放大器U3的3脚通过电容C3与放大器U3的2脚连接，放大器U3的3脚通过电阻R6接地，放大器U3的6脚通过二极管D1，电阻R12与放大器U3的2脚连接，放大器U3的6脚通二极管D1与信号处理模块连接，放大器U3的4脚接-5V电源，放大器U3的7脚接+5V电源，放大器U2的4脚接-5V电源。

优选的，所述信号处理模块包括芯片U4，放大器U3的6脚通二极管D1与芯片U4的1脚连接，芯片U4的1脚通过电阻R7与芯片U4的2脚连接，芯片U4的2脚通过电阻R8与芯片U4的3脚连接，芯片U4的3脚通过电阻R9与芯片U4的4脚连接，芯片U4的4脚通过电阻R10接地，芯片U4的6脚通过电阻R11与接地，芯片U4的7脚与芯片U4的8脚，9脚，10脚连接，芯片U4的7脚通过电阻R12与控制模块连接，芯片U4的7脚通过电阻R12，电容C4接地。

优选的，所述控制模块采用IC集成电路，型号为CS7107GN。

优选的，所述防护板铰接安装在后置壳的两端，且铰接处设置在后置壳和本体的连接处。

优选的，所述后置壳的内部设置有内置块，内置块的两侧固定安装有伸缩杆，后置壳的内部设置有套筒，套筒与防护板的侧壁相通，套筒远离防护板的一端固定安装有注口。

优选的，所述防护板的靠近后置壳的一端固定安装有延伸杆，延伸杆的一侧延伸至套筒的内部，且固定安装有活塞件，活塞件与套筒的内壁贴合。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

1、本实用新型提出的一种国产芯片数字电能仪表，防护板铰接安装在后置壳的两端，且铰接处设置在后置壳和本体的连接处，后置壳的内部设置有内置块，内置块的两侧固定安装有伸缩杆，后置壳的内部设置有套筒，套筒与防护板的侧壁相通，套筒远离防护板的一端固定安装有注口，防护板的靠近后置壳的一端固定安装有延伸杆，延伸杆的一侧延伸至套筒的内部，且固定安装有活塞件，活塞件与套筒的内壁贴合，驱动伸缩杆工作，使得防护板带动延伸杆和活塞件远离注口处，注口所产生负压将后置壳内部积留的灰尘和雨露等吸入套筒中保存，可起到一定的防护效果。

2、本实用新型提出的一种国产芯片数字电能仪表，信号输入模块通过信号放大模块，信号处理模块与控制模块的输入端连接，控制模块的输出端分别与显示模块、指示模块连接，具有性价比高，电路设计巧妙，原理简单，纯硬件设计，成本低，性价比高，安装方便，体积小，结构简单，安装方便，精确度高：稳定性好，测量精确，误差率小。

3、本实用新型提出的一种国产芯片数字电能仪表，在信号输入模块中，输入信号SIGN-INPUT+和输入信号SIGN-INPUT-经过电阻R21分流成相对较小的信号，再经过电阻R12限流后输入到信号放大模块，由R12流出的信号，经过放大器U2和放大器U3的两次放大形成所需的电流信号，其中DW1为可调电阻，对信号进行反馈调节，放大器经过虚短，虚断原理对电流进行计算放大，经过放大器U2和放大器U3放大输出的正弦波经过二极管整流成稳定的半波信号，由回路阻抗经欧姆定律转化成控制模块所需要的差分放大电压信号VIN+、VIN-，控制模块采用IC集成电路，型号为CS7107GN，控制模块采集到形成的VIN+、VIN-差分电压信号，与基准电压输入为标准比较，进行信号A/D转换，数字信号经过CS7107GN的再次计算、处理，转换成频率数字信号。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的整体剖视图；

图3为本实用新型的图2中A处放大图；

图4为本实用新型的原理框图；

图5为本实用新型的信号输入模块电路图；

图6为本实用新型的信号放大模块电路图；

图7为本实用新型的信号处理模块电路图。

图中：1、本体；2、后置壳；21、内置块；22、伸缩杆；23、套筒；24、注口；3、显示屏；4、防护板；41、延伸杆；42、活塞件；5、控制模块；6、信号输入模块；7、信号放大模块；8、信号处理模块；9、显示模块；10、指示模块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1和图4，一种国产芯片数字电能仪表，包括本体1和设置在本体1一侧的后置壳2，本体1的外表面设置有显示屏3，后置壳2的两侧设置有防护板4，后置壳2内部设置有控制模块5、信号输入模块6、信号放大模块7、信号处理模块8、显示模块9和指示模块10，信号输入模块6通过信号放大模块7，信号处理模块8与控制模块5的输入端连接，控制模块5的输出端分别与显示模块9和指示模块10连接，显示模块9采用数码管，数码管为三位，七段数码管，显示需要几个毫安就能正常点亮，数码管通过CS7107GN的数字端口的驱动，把开始的模拟信号转成成数字信号，通过数码的方式，实现频率的显示，回路中因CS7107GN输出电流较小，但能使数码管正常工作所需驱动电流范围内，因而不需要限流电阻的保护，指示模块10采用LED指示灯，由控制模块5直接驱动点亮，具有性价比高，电路设计巧妙，原理简单，纯硬件设计，成本低，性价比高，安装方便，体积小，结构简单，安装方便，精确度高：稳定性好，测量精确，误差率小。

请参阅图4-7，信号输入模块6包括输入信号SIGN-INPUT+和输入信号SIGN-INPUT-，电阻R21和电阻R12组成，输入信号SIGN-INPUT+通过电阻R12与信号放大模块连接，输入信号SIGN-INPUT-通过电阻R21与输入信号SIGN-INPUT+连接，输入信号SIGN-INPUT-接地。

输入信号SIGN-INPUT+和输入信号SIGN-INPUT-经过电阻R21分流成相对较小的信号，再经过电阻R12限流后输入到信号放大模块。

信号放大模块7包括放大器U2和放大器U3，放大器U2和U3的型号为OP07C，信号输入模块与放大器U2的3脚连接，放大器U2的2脚通过电阻R1接地，放大器U2的2脚通过电容C1与3脚连接，放大器U2的7脚通过电容C2接地，放大器U2的1脚通过电阻R2，可调电阻DW1，电阻R3与8脚连接，放大器U2的6脚通过电阻R5与放大器U3的2脚连接，放大器U3的3脚通过电容C3与放大器U3的2脚连接，放大器U3的3脚通过电阻R6接地，放大器U3的6脚通过二极管D1，电阻R12与放大器U3的2脚连接，放大器U3的6脚通二极管D1与信号处理模块连接，放大器U3的4脚接-5V电源，放大器U3的7脚接+5V电源，放大器U2的4脚接-5V电源。

由R12流出的信号，经过放大器U2和放大器U3的两次放大形成所需的电流信号，其中DW1为可调电阻，对信号进行反馈调节，放大器经过虚短，虚断原理对电流进行计算放大。

信号处理模块8包括芯片U4，放大器U3的6脚通二极管D1与芯片U4的1脚连接，芯片U4的1脚通过电阻R7与芯片U4的2脚连接，芯片U4的2脚通过电阻R8与芯片U4的3脚连接，芯片U4的3脚通过电阻R9与芯片U4的4脚连接，芯片U4的4脚通过电阻R10接地，芯片U4的6脚通过电阻R11与接地，芯片U4的7脚与芯片U4的8脚，9脚，10脚连接，芯片U4的7脚通过电阻R12与控制模块连接，芯片U4的7脚通过电阻R12，电容C4接地。

经过放大器U2和放大器U3放大输出的正弦波经过二极管整流成稳定的半波信号，由回路阻抗经欧姆定律转化成控制模块所需要的差分放大电压信号VIN+、VIN-。

控制模块5采用IC集成电路，型号为CS7107GN，控制模块5采集到形成的VIN+、VIN-差分电压信号，与基准电压输入为标准比较，进行信号A/D转换，数字信号经过CS7107GN的再次计算、处理，转换成频率数字信号。

请参阅图2和图3，防护板4铰接安装在后置壳2的两端，且铰接处设置在后置壳2和本体1的连接处，后置壳2的内部设置有内置块21，内置块21的两侧固定安装有伸缩杆22，后置壳2的内部设置有套筒23，套筒23与防护板4的侧壁相通，套筒23远离防护板4的一端固定安装有注口24，防护板4的靠近后置壳2的一端固定安装有延伸杆41，延伸杆41的一侧延伸至套筒23的内部，且固定安装有活塞件42，活塞件42与套筒23的内壁贴合，驱动伸缩杆22工作，使得防护板4带动延伸杆41和活塞件42远离注口24处，注口24所产生负压将后置壳2内部积留的灰尘和雨露等吸入套筒23中保存，可起到一定的防护效果。

工作原理：控制模块5的输出端分别与显示模块9和指示模块10连接，显示模块9采用数码管，数码管为三位，七段数码管，显示需要几个毫安就能正常点亮，数码管通过CS7107GN的数字端口的驱动，把开始的模拟信号转成成数字信号，通过数码的方式，实现频率的显示，回路中因CS7107GN输出电流较小，但能使数码管正常工作所需驱动电流范围内，因而不需要限流电阻的保护，指示模块10采用LED指示灯，由控制模块5直接驱动点亮，在信号输入模块6中，输入信号SIGN-INPUT+和输入信号SIGN-INPUT-经过电阻R21分流成相对较小的信号，再经过电阻R12限流后输入到信号放大模块7，由R12流出的信号，经过放大器U2和放大器U3的两次放大形成所需的电流信号，其中DW1为可调电阻，对信号进行反馈调节，放大器经过虚短，虚断原理对电流进行计算放大，经过放大器U2和放大器U3放大输出的正弦波经过二极管整流成稳定的半波信号，由回路阻抗经欧姆定律转化成控制模块所需要的差分放大电压信号VIN+、VIN-，控制模块5采用IC集成电路，型号为CS7107GN，控制模块5采集到形成的VIN+、VIN-差分电压信号，与基准电压输入为标准比较，进行信号A/D转换，数字信号经过CS7107GN的再次计算、处理，转换成频率数字信号。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种国产芯片数字电能仪表，包括本体（1）和设置在本体（1）一侧的后置壳（2），其特征在于：所述本体（1）的外表面设置有显示屏（3），后置壳（2）的两侧设置有防护板（4），后置壳（2）内部设置有控制模块（5）、信号输入模块（6）、信号放大模块（7）、信号处理模块（8）、显示模块（9）和指示模块（10），信号输入模块（6）通过信号放大模块（7），信号处理模块（8）与控制模块（5）的输入端连接，所述控制模块（5）的输出端分别与显示模块（9）和指示模块（10）连接。

2.根据权利要求1所述的一种国产芯片数字电能仪表，其特征在于：所述信号输入模块（6）包括输入信号SIGN-INPUT+和输入信号SIGN-INPUT-，电阻R21和电阻R12组成，输入信号SIGN-INPUT+通过电阻R12与信号放大模块连接，所述的输入信号SIGN-INPUT-通过电阻R21与输入信号SIGN-INPUT+连接，所述的输入信号SIGN-INPUT-接地。

3.根据权利要求1所述的一种国产芯片数字电能仪表，其特征在于：所述信号放大模块（7）包括放大器U2和放大器U3，所述的放大器U2和U3的型号为OP07C，信号输入模块与放大器U2的3脚连接，放大器U2的2脚通过电阻R1接地，放大器U2的2脚通过电容C1与3脚连接，放大器U2的7脚通过电容C2接地，放大器U2的1脚通过电阻R2，可调电阻DW1，电阻R3与8脚连接，放大器U2的6脚通过电阻R5与放大器U3的2脚连接，放大器U3的3脚通过电容C3与放大器U3的2脚连接，放大器U3的3脚通过电阻R6接地，放大器U3的6脚通过二极管D1，电阻R12与放大器U3的2脚连接，放大器U3的6脚通二极管D1与信号处理模块连接，放大器U3的4脚接-5V电源，放大器U3的7脚接+5V电源，放大器U2的4脚接-5V电源。

4.根据权利要求1所述的一种国产芯片数字电能仪表，其特征在于：所述信号处理模块（8）包括芯片U4，放大器U3的6脚通二极管D1与芯片U4的1脚连接，芯片U4的1脚通过电阻R7与芯片U4的2脚连接，芯片U4的2脚通过电阻R8与芯片U4的3脚连接，芯片U4的3脚通过电阻R9与芯片U4的4脚连接，芯片U4的4脚通过电阻R10接地，芯片U4的6脚通过电阻R11与接地，芯片U4的7脚与芯片U4的8脚，9脚，10脚连接，芯片U4的7脚通过电阻R12与控制模块连接，芯片U4的7脚通过电阻R12，电容C4接地。

5.根据权利要求1所述的一种国产芯片数字电能仪表，其特征在于：所述控制模块（5）采用IC集成电路，型号为CS7107GN。

6.根据权利要求1所述的一种国产芯片数字电能仪表，其特征在于：所述防护板（4）铰接安装在后置壳（2）的两端，且铰接处设置在后置壳（2）和本体（1）的连接处。

7.根据权利要求6所述的一种国产芯片数字电能仪表，其特征在于：所述后置壳（2）的内部设置有内置块（21），内置块（21）的两侧固定安装有伸缩杆（22），后置壳（2）的内部设置有套筒（23），套筒（23）与防护板（4）的侧壁相通，套筒（23）远离防护板（4）的一端固定安装有注口（24）。

8.根据权利要求7所述的一种国产芯片数字电能仪表，其特征在于：所述防护板（4）的靠近后置壳（2）的一端固定安装有延伸杆（41），延伸杆（41）的一侧延伸至套筒（23）的内部，且固定安装有活塞件（42），活塞件（42）与套筒（23）的内壁贴合。

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