专利名称：光源功率检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种检测装置，尤其是涉及ー种光源功率检测装置。
背景技术：
在各种光谱技术应用中，光源功率的控制一直是ー个备受关注的话题。光源能否得到精确有效的控制会给后续结果带来不同程度的影响。因此能否精确地控制光源功率就显得十分有意义。光源在实际使用中的消耗功率往往不等于其额定功率，可在实际实验以及各种应用中，人们往往忽视了对光源功率的检测。

发明内容
为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供ー种光源功率检测装 置。本发明采用的技术方案如下
本发明包括控制模块、计时存储模块、保护模块、显示模块和检测调节模块；控制模块分别与计时存储模块、保护模块、显示模块和检测调节模块相连接，计时存储模块与检测调节模块连接。所述的控制模块包括单片机U9、晶振Y2、USB接ロ U8、复位按钮U13、显示切换按钮U12、电压减小按钮Ull和电压增加按钮UlO ;单片机U9采用C8051F340芯片，单片机U9分别与USB接ロ U8、晶振Y2连接，单片机U9分别与复位按钮U13、显示切换按钮U12、电压减小按钮Ull和电压增加按钮UlO连接。所述的计时存储模块包括实时时钟电路和累计时间存储器U2 ;累计时间存储器U2采用24C256芯片，累计时间存储器U2的5脚 7脚与控制模块中的单片机U9的连接；实时时钟电路包括计时芯片Ul、晶振Yl、发光二极管Dl、电阻Rl和电池BI ;计时芯片Ul采用DS1302芯片，计时芯片Ul与晶振Yl连接，I脚经电阻Rl后接地，I脚与发光二极管Dl阴极连接后再与第一工作电压VCC连接，5脚 7脚与控制模块中的单片机U9连接，8脚与电池BI连接后接地。所述的保护模块包括继电器驱动三极管Q1、保护ニ极管D2、继电器U14、蜂鸣器驱动三极管Q2、绿发光二极管D4、电阻R11、红发光二极管D3、电阻R12和电阻RlO ;继电器驱动三极管Ql集电极分别与继电器U14负极、保护ニ极管D2阳极连接后与第一工作电压VCC连接，基极与控制模块中的单片机U9连接；蜂鸣器驱动三极管Q2集电极与蜂鸣器B2连接后与绿发光二极管D4阳极连接，蜂鸣器驱动三极管Q2集电极依次经电阻R11、红发光ニ极管D3阴极连接后与绿发光二极管D4阳极连接，绿发光二极管D4阳极与第一工作电压VCC连接，基极经电阻RlO与控制模块中的单片机U9连接，绿发光二极管D4阴极经电阻R12与控制模块中的单片机U9连接。所述的显示模块包括液晶U15和电阻R13 ;液晶U15的3脚经电阻R13后接地，液晶U15的Γ14脚分别与控制模块中的U9连接。
所述的检测调节模块包括A/D转换芯片U4、放大器U5、放大器U6、放大器U7、开关电源U3、光源LI、电阻R8、电阻R4、电阻R6、电阻R3、电阻R5和外置精密电位器R2 ；A/D转换芯片U4采用PCF8591芯片，A/D转换芯片U4的3脚与所述计时芯片Ul的8脚连接，9脚、10脚分别与控制模块中的单片机U9连接，I脚、2脚分别与放大器U5输出端、放大器U6输出端连接,放大器U5反相输入端与放大器U5输出端连接,放大器U6反相输入端与放大器U6输出端连接,放大器U6同相输入端与放大器U7输出端连接,放大器U7输出端经电阻R5与放大器U7反相输入端连接，放大器U7反相输入端经电阻R7接地，放大器U5同相输入端经电阻R3后与开关电源U3的负极输出端连接；放大器U5同相输入端、放大器U7同相输入端分别经电阻R4、电阻R6连接后再分别经光源LI、电阻R8与开关电源U3的负极输出端、正极输出端连接，开关电源U3的电压输入端与第二工作电压V相连接。本发明具有的有益效果是
本发明利用开关电源与外置精密电位器对电压进行精确控制，结构简単，按键少，操作简便。能实时检测光源电压、电流、功率大小，并且显示累计消耗电能、最大消耗功率和最小消耗功率。通过以上发明可以非常简便地控制光源功率，从而精确地控制光源发光功率。本发明有助于进行精确控制光源功率的研究。


图I是本发明的模块组成结构框图。图2是本发明的电路图。图中1、控制模块，2、计时存储模块，3、保护模块，4、显示模块，5、检测调节模块。
具体实施例方式下面结合附图和实施实例对本发明作进ー步说明。如图I、图2所示，本发明包括控制模块I、计时存储模块2、保护模块3、显示模块
4和检测调节模块5 ;控制模块I分别与计时存储模块2、保护模块3、显示模块4和检测调节模块5相连接，计时存储模块2与检测调节模块5连接。如图2所示，控制模块I包括单片机U9、晶振Y2、电容C4、电容C3、USB接ロ U8、复位按钮U13、显示切换按钮U12、电压减小按钮Ull和电压增加按钮UlO ;单片机U9采用C8051F340芯片，单片机U9的47脚、48脚之间并联晶振Y2后分别通过电容C4、电容C3接地，10脚、12脚与第一工作电压VCC相连接，7脚接地，8脚、9脚分别与USB接ロ U8数据通讯端的正扱、负极，13脚、23脚、24脚和25脚分别与复位按钮U13、显示切换按钮U12、电压减小按钮Ull和电压增加按钮UlO连接后再与第一工作电压VCC连接。如图2所示，计时存储模块2包括实时时钟电路和累计时间存储器U2 ;实时时钟电路包括计时芯片U1、晶振Y1、电容Cl、电容C2、发光二极管Dl和电池BI ;计时芯片Ul采用DS1302芯片，计时芯片Ul的2脚、3脚之间并联晶振Yl后分别通过电容Cl、电容C2接地，4脚接地，I脚经电阻Rl后接地，I脚与发光二极管Dl阴极、连接，发光二极管Dl阳极与第一工作电压VCC连接，5脚、6脚、7脚分别与单片机U9的31脚、32脚、33脚连接，8脚与电池BI连接后接地；累计时间存储器U2采用24C256芯片，累计时间存储器U2的f 4脚接地，8脚与第一工作电压VCC连接，5脚、6脚、7脚分别与单片机U9的28脚、29脚、30脚连接。如图2所示，保护模块3包括继电器驱动三极管Q1、保护ニ极管D2、继电器U14、蜂鸣器驱动三极管Q2、蜂鸣器B2、绿发光二极管D4、电阻R11、红发光二极管D3、电阻R12和电阻RlO ;继电器驱动三极管Ql集电极分别与继电器U14负极、保护ニ极管D2阳极连接后与第一工作电压VCC连接，发射极接地，基极与单片机U9的4脚连接；蜂鸣器驱动三极管Q2集电极与蜂鸣器B2连接后与绿发光二极管D4阳极连接，蜂鸣器驱动三极管Q2集电极依次经电阻R11、红发光二极管D3阴极连接后与绿发光二极管D4阳极连接，绿发光二极管D4阳极与第一工作电压VCC连接，发射极接地，基极经电阻RlO与单片机U9的3脚连接，绿发光ニ极管D4阴极经电阻R12与单片机U9的2脚连接。如图2所示，显示模块4包括液晶U15和电阻R13 ;液晶U15的I脚和16脚接地，3脚经电阻R13后接地，2脚和15脚均与第一工作电压VCC连接，4 14脚分别与单片机U9的41脚、40脚、39脚、22 15脚连接。
如图2所示，检测调节模块5包括A/D转换芯片U4、放大器U5、放大器U6、放大器U7、开关电源U3、光源LI、电阻R8、电阻R4、电阻R6、电阻R3、电阻R5和外置精密电位器R2 ；A/D转换芯片U4采用PCF8591芯片，放大器U5、放大器U6、放大器U7均为四通道运算放大器LM324的ー个通道，A/D转换芯片U4的5 8脚和If 13脚接地，14脚和16脚与第一工作电压VCC连接，3脚与计时芯片Ul的8脚连接，9脚、10脚分别与单片机U9的6脚、5脚连接，I脚、2脚分别与放大器U5输出端、放大器U6输出端连接,放大器U5反相输入端与放大器U5输出端连接,放大器U6反相输入端与放大器U6输出端连接,放大器U6同相输入端与放大器U7输出端连接，放大器U7输出端经电阻R5与放大器U7反相输入端连接，放大器U7反相输入端经电阻R7接地，放大器U5同相输入端经电阻R3后与开关电源U3的负极输出端连接；放大器U5同相输入端、放大器U7同相输入端分别经电阻R4、电阻R6连接后再分别经光源LI、电阻R8与开关电源U3的负极输出端、正极输出端连接，电阻R8和电源U3的正极输出端之间串联有开关SI，开关电源U3的电压输入端与第二工作电压V相连接，开关电源U3的接地端接地，用外置精密电位器R2替代开关电源U3中自带的微调电位器。如图2所示,显示切换按钮Ul2能对液晶Ul5上显示的内容进行切换,显示内容包括当前时间、累计使用时间、光源允许电压、光源电流大小，电压大小、功率值、累计消耗电能、最小消耗功率与最大消耗功率。毎次光源LI使用完之后会将本次使用时间和累计时间相加作为新的累计时间。复位按钮U13能让计时存储器会重新计时，且将累计损耗电能清零。电压增加按钮UlO与电压减小按钮Ull能改变最大允许电压的大小。发光二极管Dl用于指示光源工作状态，发光二极管Dl亮表示光源LI正处于工作状态，发光二极管Dl暗表示光源LI没有工作。并且发光二极管Dl亮时，第一工作电压VCC为计时芯片Ul提供电能。电池BI用于在光源LI不工作时为计时芯片Ul的连续运行提供电能。电阻Rl对发光二极管Dl起保护作用。继电器驱动三极管Ql用于驱动继电器U14。保护ニ极管D2用于保护继电器U14。红发光二极管D3与蜂鸣器B2 —起用于指示光源LI处于不佳的使用时间段。绿发光二极管D4用于指示光源LI处于正常的使用时间段。电阻R12、电阻R9和电阻RlO均起着保护单片机U9的作用。A/D转换芯片U4的I脚、2脚、3脚分别用于光源LI的电流大小检测、电压大小检测、电池BI电压大小检测。放大器U5、放大器U6用于避免A/D转换芯片直接连入电路造成电压检测的不准确。电阻R3、电阻R4起分压作用，避免输入放大器U5的电压过大超过A/D转换芯片所允许的最大值。放大器U7对其同向输入端的电压起放大作用，电阻R5、R7是起放大作用的电阻。外置精密电位器R2用于调节开关电源U3的输出电压大小。本发明实施工作过程如下，以对额定功率为25W，额定电压为12V节能灯进行功率控制为例。I)按照原理图要求安装好电路；
2)按电压减小按钮UlI和电压增加按钮UlO，对最大允许电压大小进行调节，此具体情况下预先设定最大允许电压为12V ；
3)闭合电源开关。如果光源LI两端实际电压值大于12V，继电器U14动作，光源开关SI重新断开。然后通过调节外置精密电位器R2得到适当的开关电源电压输出值，再次闭合 电源开关SI ；
4)光源LI工作，发光二极管Dl发光；
5)单片机U9从累计时间存储器U2得到累计使用时间、累计消耗电能值；
6)按下显示切换按钮U12，能对液晶U15的内容进行切換。显示内容包括当前时间、累计使用时间、光源允许电压、光源LI电流大小，电压大小、电池BI电压大小、功率值、累计消耗电能、最小消耗功率与最大消耗功率；
7)如果不需要累计消耗电能或需要重新对累计消耗电能进行计算，按下复位按钮即
可；
8)使用完毕，切断电源。每次电源切断之后，单片机U9都会将本次使用时间和累计使用时间相加作为新的累计时间，将本次使用电能和累计消耗电能相加作为新的累计消耗电能，分别将数据传至累计时间存储器U2。上述具体实施方式
用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
权利要求
1.ー种光源功率检测装置，其特征在于包括控制模块(I)、计时存储模块(2)、保护模块(3)、显示模块(4)和检测调节模块(5);控制模块(I)分别与计时存储模块(2)、保护模块(3 )、显示模块(4 )和检测调节模块(5 )相连接，计时存储模块(2 )与检测调节模块(5 )连接。
2.根据权利要求I所述的ー种光源功率检测装置，其特征在于所述的控制模块(I)包括单片机U9、晶振Y2、USB接ロ U8、复位按钮U13、显示切换按钮U12、电压减小按钮Ull和电压增加按钮UlO ;单片机U9采用C8051F340芯片，单片机U9分别与USB接ロ U8、晶振Y2连接，单片机U9分别与复位按钮U13、显示切换按钮U12、电压减小按钮Ull和电压增加按钮UlO连接。
3.根据权利要求I所述的ー种光源功率检测装置，其特征在于所述的计时存储模块(2)包括实时时钟电路和累计时间存储器U2 ;累计时间存储器U2采用24C256芯片，累计时间存储器U2的5脚 7脚与控制模块中的单片机U9的连接；实时时钟电路包括计时芯片Ul、晶振Yl、发光二极管Dl、电阻Rl和电池BI ;计时芯片Ul采用DS1302芯片，计时芯片Ul与晶振Yl连接，I脚经电阻Rl后接地，I脚与发光二极管Dl阴极连接后再与第一工作电压VCC连接，5脚 7脚与控制模块中的单片机U9连接，8脚与电池BI连接后接地。
4.根据权利要求I所述的ー种光源功率检测装置，其特征在于所述的保护模块(3)包括继电器驱动三极管Q1、保护ニ极管D2、继电器U14、蜂鸣器驱动三极管Q2、绿发光二极管D4、电阻R11、红发光二极管D3、电阻R12和电阻RlO ;继电器驱动三极管Ql集电极分别与继电器U14负极、保护ニ极管D2阳极连接后与第一工作电压VCC连接，基极与控制模块中的单片机U9连接；蜂鸣器驱动三极管Q2集电极与蜂鸣器B2连接后与绿发光二极管D4阳极连接，蜂鸣器驱动三极管Q2集电极依次经电阻R11、红发光二极管D3阴极连接后与绿发光二极管D4阳极连接，绿发光二极管D4阳极与第一工作电压VCC连接，基极经电阻RlO与控制模块中的单片机U9连接，绿发光二极管D4阴极经电阻R12与控制模块中的单片机U9连接。
5.根据权利要求I所述的ー种光源功率检测装置，其特征在于所述的显示模块(4)包括液晶U15和电阻R13 ;液晶U15的3脚经电阻R13后接地，液晶U15的4 14脚分别与控制模块中的U9连接。
6.根据权利要求I所述的ー种光源功率检测装置，其特征在于所述的检测调节模块(5)包括A/D转换芯片U4、放大器U5、放大器U6、放大器U7、开关电源U3、光源LI、电阻R8、电阻R4、电阻R6、电阻R3、电阻R5和外置精密电位器R2 ；A/D转换芯片U4采用PCF8591芯片，A/D转换芯片U4的3脚与所述计时芯片Ul的8脚连接，9脚、10脚分别与控制模块中的单片机U9连接，I脚、2脚分别与放大器U5输出端、放大器U6输出端连接，放大器U5反相输入端与放大器U5输出端连接,放大器U6反相输入端与放大器U6输出端连接,放大器U6同相输入端与放大器U7输出端连接,放大器U7输出端经电阻R5与放大器U7反相输入端连接，放大器U7反相输入端经电阻R7接地，放大器U5同相输入端经电阻R3后与开关电源U3的负极输出端连接；放大器U5同相输入端、放大器U7同相输入端分别经电阻R4、电阻R6连接后再分别经光源LI、电阻R8与开关电源U3的负极输出端、正极输出端连接，开关电源U3的电压输入端与第二工作电压V相连接。
全文摘要
本发明公开了一种光源功率检测装置。控制模块分别与计时存储模块、保护模块、显示模块和检测调节模块连接，计时存储模块与检测调节模块连接；控制模块中单片机采用C8051F340芯片，计时存储模块中累计时间存储器采用24C256芯片，计时芯片采用DS1302芯片，保护模块包括继电器驱动三极管、保护二极管、继电器、蜂鸣器驱动三极管；显示模块包括液晶；检测调节模块中A/D转换芯片采用PCF8591芯片。本发明结构简单，按键少，操作简便；能实时检测光源电压、电流、功率大小，并显示累计消耗电能、最大消耗功率和最小消耗功率；能简便控制光源功率，精确控制光源发光功率；有助于进行精确控制光源功率的研究。
文档编号G01R19/25GK102749507SQ201210260518
公开日2012年10月24日 申请日期2012年7月25日 优先权日2012年7月25日
发明者叶尊忠, 应义斌, 徐文道, 王剑平 申请人:浙江大学