CN2603399Y - 一种三相交流电测量卡 - Google Patents
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Abstract
一种测量多路三相交流电电流和电压大小的电源信息测量卡，应用于机房，机群系统或其他设备的用电监控。电路板集成电压和电流传感器，传感器与多路模拟开关连接，之后连接运算放大器、有效值计算芯片最后连接到单片机；电路板同时采用RS232和I2C两种通讯接口，并提供其他电路输入接口；电路板上采用数码管进行实时测量结果显示。本测量卡使用了多路切换技术，可以支持三路电压和三路电流的同时测量，大大降低了硬件成本；并提供了两种数据通讯接口，能够同其他板卡或者PC机通讯共享测量数据，实现远程监控和历史数据分析。
Description
所属技术领域
本实用新型涉及一种可以测量多路三相交流电电流和电压值，同时提供数据接口可以和其他板卡或PC共享测量结果实现远程监控和历史数据分析的装置。
背景技术
目前所公知的电流电压检测设备都是一些电压表电流表，一般仅能检测单相的电流或者电压，其测量结果只能提供实时显示，不提供数据接口。同时它们没有办法进行多路电压电流测量，也无法实现无人监控或者远程监控和历史数据分析。而且以上设备大多价格昂贵，对于一般的监控系统无法采用这些设备。
发明内容
本实用新型针对现有的技术不足，进行了较为深入的研究，提供了一种廉价的三相交流电的测量卡，可以同时采集测量三相电流和三相电压的大小，提供实时显示以及两种数据通讯接口，同其他设备或者PC通过的数据接口进行测量结果的共享。技术方案
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：电路板集成电压和电流传感器，传感器与多路模拟开关连接，之后连接运算放大器、有效值计算芯片最后连接到处理器的AD转换通道；电路板同时采用RS232和I2C两种通讯接口，并提供其他电路输入接口；电路板上采用数码管进行实时测量结果显示。
本实用新型的有益效果是，使用本测量卡可以同时测量三路电压和三路电流，可以实时显示并能透过两种通讯方式把数据传送到上为机进行分析和保存。
附图说明
下面结合附图和实例对本实用新型进一步说明。
附图1是本实用新型的电路原理框图
附图2是本实用新型的详细电路图
附图3是本实用新型的程序流程图
图1中：1.电压传感器 2.电流传感器 3.模拟开关 4.运算放大器
5.有效值计算芯片 6.单片机 7.串行通讯模块 8.数码管显示模块
9.IIC通讯模块 10.其他电路输入接口模块
具体实施方式
下面结合说明书附图1详细介绍整个电流电压采集应将实现过程。首先，三路电压和电流通过三块电压传感器(1)和三块电流传感器(2)以及适当的分压和滤波，把220V的电压信号以及电流信号转化成峰峰值为8V左右的正弦波信号。为了节省硬件开销以及MCU的AD通道资源，选用模拟开关(3)来分时选通这六路信号，这样以后的硬件电路仅处理被选通的一路信号，而不是处理六路信号，节省了硬件资源和成本。
从模拟开关(3)中出来的信号经过运算放大器(4)进行处理(该运放实质上是一个电压跟随器，用于减小信号损失)。从模拟开关(3)中经过处理的正弦信号经过滤波后进入有效值计算芯片(5)进行计算输入正弦波的有效值。从5有效值计算芯片中输出的有效值进入单片机(6)的AD通道进行模拟信号到数字信号的转换，在单片机中再根据以上几个环节的产生的比例计算出最终的被测的电压电流值。在实际测量中系统在测量220V交流电的绝对误差为±4V，相对误差为±1.7％。
图1中(7)为串行通讯模块，通过MAX232把单片机发出的信号转变成232电平信号，由单片机按一定频率输出测量结果，可以通过与PC机串口连接由PC机采集传送的信号，或者和其他单片机进行通讯，(8)为数码管显示模块，可以通过数码管实时显示测量结果，(9)为IIC通讯模块，通过IIC总线驱动器和总线隔离器连接到IIC总线上可以提供IIC数据通讯接口，由上位机采集测量数据。(10)其他电路输入接口模块，可以扩展其采集处理功能。
说明书附图2为系统详细电路图。
下面介绍系统的软件实现过程，说明书附图3是整个测量系统的主程序和AD转化程序的流程图，函数分主函数和AD转化函数以及串口通讯中断函数和I2C通讯中断函数，以及显示函数等等，这里只给出主要的主函数和AD转化函数。
如附图3所示，主程序经过初始化后开始判断AD转化是否完成的标志，如果AD转化没有完成，主程序等待AD转化结束。如果上次转化完成则进行AD转化前的初始化，包括将转化完成标志清零，某些中断的允许与禁止等，初始化之后调用AD转化函数进行模数转化，转化结束后把转化结果送到另外的缓冲区进行保存，缓冲区中的数据用来各种通讯和显示提取数据，这样可以保持数据的完整性，即每次的传送的数据都是同一次转化的结果，避免传送的数据部分为这次转化结果部分数据为上次转化的结果。在数据转移到缓冲区后把置位转化结束标志。
对于AD转化函数要点依次开启六路电压电流通道，保证每次进行有效值计算的为当前一路信号的有效波形，以及进入AD转化通道的为当前选通信号的正确结果。所以在AD转化函数中先进行模拟开关的选通，接着延时，这个延时即要保证测量卡工作的实时性，即延时时间尽量短，同时为了保证进行处理的信号是刚选通的信号，这个要求延时时间要足够长。根据这两个原则，要查询模拟开关以及有效值计算等集成电路的参数，最终确定一个最佳的延时，之后再进行转换，保存转化结果，返回主函数。
Claims (3)
1.一种可以测量多路交流电电压和电流数值的测量卡，其特征在于：电路板集成电压和电流传感器，传感器与多路模拟开关连接，之后连接运算放大器、有效值计算芯片最后连接到单片机。
2.如权利要求1中所述的三相交流电测量卡，其特征在于：电路板同时采用RS232和I2C两种通讯接口，并提供其他电路输入接口。
3.如权利要求1中所述的三相交流电测量卡，其特征在于：电路板上采用数码管进行实时测量结果显示。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 02289437 CN2603399Y (zh) | 2002-12-02 | 2002-12-02 | 一种三相交流电测量卡 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN 02289437 CN2603399Y (zh) | 2002-12-02 | 2002-12-02 | 一种三相交流电测量卡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN2603399Y true CN2603399Y (zh) | 2004-02-11 |
Family
ID=34151261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 02289437 Expired - Lifetime CN2603399Y (zh) | 2002-12-02 | 2002-12-02 | 一种三相交流电测量卡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN2603399Y (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102944736A (zh) * | 2012-11-22 | 2013-02-27 | 江苏大为科技股份有限公司 | 基于光耦的宽范围高精度多通道电流检测电路 |
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-
2002
- 2002-12-02 CN CN 02289437 patent/CN2603399Y/zh not_active Expired - Lifetime
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