专利名称：量程自适应型数字电压表的制作方法
技术领域：
本实用新型属于仪器仪表测量领域，具体涉及一种量程自适应型数字电压表。
背景技术：
目前数字电压表，已被广泛应用于电子及电工测量、工业自动化仪表、自动测试系统等测量领域，表现出强大的生命力。传统的数字电压表虽然显示清晰直观、测量范围宽，但是有些没有自动切换档位功能，在测量不同电压等级的电压时必须通过人工手动切换档位，否则无法测量电压信号或者测量精度将大大降低；少数数字电压表虽然能够自动切换量程，但这种量程转换多采用模拟开关或者继电器进行档位切换，此种方法具有体积大切换速度相对较慢的缺点，不适应现代便携式设备发展的需要。在这种形势下，开发新型、高效、便捷的自适应型数字电压表就显得非常有必要了。

实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种量程自适应型数字电压表，其目的是实现电压测量时档位的快速自动切换并减小整个设备的重量和体积，从而满足现代社会对便携式设备发展的需要。本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是:量程自适应型数字电压表，其特征在于:包括有依次相连的输入信号(I)、分压电路(2)、信号调理电路(3)、多路开关档位切换电路(4)、A/D转换电路(5)、主控芯片电路、IXD显示电路(7)，经过分压、调理后的输入信号再经多路开关档位切换电路(4)与A/D转换电路(5)转换为数字信号后接入主控芯片电路(6)，主控芯片电路(6)对接收的信号进行判断，判断是否为过压或者欠压信号，同时控制改变多路开关档位切换电路(4)的多路开关的导通通道，完成量程选择功能。所述的量程自适应型数字电压表，其特征在于:所述的主控芯片电路(6 )与A/D转换电路(5)、IXD显示电路(7)进行双向通信连接，A/D转换电路(5)与主控芯片电路(6)也进行双向通信连接。主控芯片判断所测量程选择是否正确。如果所选量程偏小则主控芯片接收到的是过压信号，如果所选量程偏大则主控芯片接收到的是欠压信号，再由主控芯片对多路开关进行切换，从而实现档位的正确选择。本实用新型的有益效果:本实用新型电路简单可靠，档位切换速度快，减小了数字电压表的损坏率，提高了其使用性能和效率。

图1是本实用新型的系统结构框图。[0012]图2是本实用新型的分压电路的电路图。图3是本实用新型的信号调理电路的电路图。图4是本实用新型的多路开关档位切换电路的电路图。图5是本实用新型A/D转换电路的电路图。图6是本实用新型主控芯片电路的电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行详细说明。如图1所示，量程自适应型数字电压表，包括有依次相连的输入信号1、分压电路
2、信号调理电路3、多路开关档位切换电路4、A/D转换电路5、主控芯片电路6、IXD显示电路7，经过分压、调理后的输入信号再经多路开关档位切换电路4与A/D转换电路5转换为数字信号后接入主控芯片电路6，主控芯片电路6对接收的信号进行判断，判断是否为过压或者欠压信号，同时控制改变多路开关档位切换电路4的多路开关的导通通道，完成量程选择功能。主控芯片电路(6)与A/D转换电路5、IXD显示电路7进行双向通信连接，A/D转换电路5与主控芯片电路6也进行双向通信连接。如图2所示在测量时，输入信号首先经由分压电路的分压电阻将输入的电压信号分成三个电压等级，分别是0-20V，20-200V, 200-2000V。分压后的电压根据不同的电压等级，分别经过不同的多路开关接口接入A/D转换芯片。
`[0021]如图3，4所示，0-20￥接入多路开关74!^4051的13脚YO ;20_200V接入多路开关74HC4051的14脚Yl ;200_2000V接入多路开关74HC4051的15脚Y2。多路开关接入的电压信号经调理电路的二阶滤波和信号放大处理后接入A/D转换芯片。本实用新型采用的A/D转换芯片是TLC7135，输入电压范围在0.18-2V。调理后输入信号若低于0.18V则芯片28脚输出欠压信号，调理后输入信号若高于2V则芯片27脚输出过压信号。如图5所不,调理电路输出的电压信号与A/D转换芯片的10脚相连接。如图6所示，过压和欠压信号的输出端口分别与主控制芯片的40脚和39脚连接。为了保护仪器，开机默认的档位是200-2000V。当主控制芯片接收到A/D转换芯片发出的欠压信号后，控制芯片对其与多路开关连接的P0.3，P0.4，P0.5脚发出控制信号，选择20-200V档位；如果接收到A/D转换芯片发出的欠压信号则继续发出控制信号选择0-20V档位。直至未接收到过压或者欠压信号，则档位选择正确。反之在测量时，控制芯片若检测到过压信号则当前选择档位偏小，控制芯片对P0.3，P0.4，P0.5脚发出控制信号调高档位，直至未接收到过压或者欠压信号。量程选择正确后将采样得到的电压值由LCD显
/Jn ο上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.量程自适应型数字电压表，其特征在于:包括有依次相连的输入信号(I)、分压电路(2)、信号调理电路(3)、多路开关档位切换电路(4)、A/D转换电路(5)、主控芯片电路(6)、IXD显示电路(7)，经过分压、调理后的输入信号再经多路开关档位切换电路(4)与A/D转换电路(5 )转换为数字信号后接入主控芯片电路(6 )，主控芯片电路(6 )对接收的信号进行判断，判断是否为过压或者欠压信号，同时控制改变多路开关档位切换电路(4)的多路开关的导通通道，完成量程选择功能。
2.根据权利要求1所述的量程自适应型数字电压表，其特征在于:所述的主控芯片电路(6 )与A/D转换电路(5 )、IXD显示电路(7 )进行双向通信连接，A/D转换电路(5 )与主控芯片电路(6)也进行双向通信连接。
专利摘要本实用新型公开了一种量程自适应型数字电压表，包括有依次相连的输入信号、分压电路、信号调理电路、多路开关档位切换电路、A/D转换电路、主控芯片电路、LCD显示电路，经过分压、调理后的输入信号再经多路开关档位切换电路与A/D转换电路转换为数字信号后接入主控芯片电路，主控芯片电路对接收的信号进行判断，判断是否为过压或者欠压信号，同时控制改变多路开关档位切换电路的多路开关的导通通道，完成量程选择功能。本实用新型电路简单可靠，档位切换速度快，减小了数字电压表的损坏率，提高了其使用性能和效率。
文档编号G01R19/00GK203037712SQ20122062807
公开日2013年7月3日 申请日期2012年11月23日 优先权日2012年11月23日
发明者袁啸林, 陈跃, 胡建生, 周跃 申请人:中国科学院等离子体物理研究所